关于辅机A插件板原理分析和故障处理

丁京

摘 要：本文主要介绍了辅机A插件板的电路原理和故障的分析处理。

关键词：辅机A插件；原理分析；故障处理

1 问题提出

辅机A插件板安装在TPW5型微机柜内，它的主要的功能：一是为机车提供稳定的110伏电源，二是向蓄电池提供充电电流。辅机A插件板通过检测辅助发电机电压的高低，来确定晶体管导通时间的长短，从而改变辅助发电机励磁电流的大小，使辅发电压维持在110伏。当机车出现故障，辅发电压超过124伏时，能自动切除，机车只能使用固定发电。

近几年来，我公司DF11、DF8B大修车不断增多，在检修的过程中发现，辅机A插件板的故障率逐年升高。由于我公司没有辅机A插件板内部电路原理图以及缺乏必要检修的装备和检修经验，遇到损坏的辅机插件只能更换。每年更换的数量一般在50至60块左右，每块辅机A插件板的价格是2000多元，年修理费用至少需要10多万元。为了降本增效，辅机插件板的修理势在必行。

2 电路原理分析

辅机A插件板由稳压电源、控制部分、功率驱动三大部分组成。

稳压电源由R5、R6、R7、V7、和晶体管V8组成。它主要是给辅机控制部分提供工作电源，电压为12伏。另有R9、V9组成一个高精度的5伏电压为运算放大器提供基准电压。

控制部分由两个四运算放大器组成，型号为LM124，代号为N1和N2。原理图（见图一）N1运算放大器主要控制110伏的辅发电压，反馈电压经V28、R15、R16、R17、和电位器R18分压后送入N1的2脚。N1的3脚基准电位是由12伏电源经R34、R41、R33、R19分压取得。如果2脚的电位比3脚电位低，则1脚输出高电位，经R21、R20、V15、R3、R4到晶体管栅极使V5、V6导通，提供辅助发电机励磁电流，电压上升。反之1脚输出低电位，晶体管关断。切断辅助发电机励磁电流，电压下降。如此往复循环调整，整个调整过程十分迅速进行，因而辅助发电机的端电压保持恒定。调整电位器R18电阻值，就可以调整辅发110伏电压大小。

辅机的过压保护是由N2运算放大器控制。反馈电压经由V28、R22、及可调电位器R23送入N2的3脚，2脚的电位为5伏，当反馈电压高于124伏时电路发生翻转，N2的1脚输出高电位，在这里信号分成三路，第一路经V30送入N1的9脚，原来9脚电位为5伏，10脚为11伏，N1的8脚输出高电位。现在9脚电位升高到12伏，比10脚电位高，电路发生翻转N1的8脚输出低电位，晶体管V13栅极也变低电位晶体管关断，主接触器失电触头断开，切断励磁电源。第二路送到N2的10脚，高电位从N2的8脚经R42、V27送到N2的3脚形成自锁，即反馈端电压下降到124伏以下，辅机控制不恢复，必须重合电源才能工作。第三路经R27给V18晶体管栅极高电位，晶体管导通K3继电器得电吸合，控制机车过压保护动作，机车只能使用固定发电。

3 故障原因分析与处理

通过对辅机A插件板的多次修理后，经粗略统计，我发现出现故障较高的的地方是功率驱动部分。

首先主要故障现象是合上电源起机后就过压保护动作，根据故障现象查找原因，大部分是功率元件短路所至。易损件为保护二极管V1、场效应晶体管V5、V6击穿短路甚至炸裂。易损原因是工作温度高、电流大、又由于工作在感性电路里，所以往往要承受很高的反向电压。特别要注意的是在更换场效应晶体管时，不要忽视对栅极保护二极管的检测。

其次辅发、过压保护电压波动的故障往往是可调电位器R18、R23接触不良造成的。有时运算放大器N1、N2性能不好也会造成电压波动，但不多见。还有不要忘了检查辅机板的插针有无氧化和变形。

最后故障表现为发电和过压保护都不工作，故障范围基本确定在电源部分。电源部分重点应检查晶体管V8和二极管V7。当V8损坏时，R8电阻极易烧损。主接触器发生故障时，也会造成不发电。另外主接触器线圈由主、副线圈构成，吸合时抖动，必须检查辅助触头。

为了方便检修辅机板，我制作了一个检测装置。

因为辅机A插件板在微机柜的上插箱内，所以对有故障的辅机板关键电压不好测量，这对故障的分析判断极为不利。用检测装置和一台稳压电源配合使用后，调整稳压电源的电压，就可以整定辅机A板的辅发电压和过压保护值，通过观察检测装置的指示灯和测量辅机A板的关键点电位，很容易找到故障点，使排除故障的效率大大提高。

4 结束语

随着公司“双增双节，降本增效”的活动不断深入，仅修理辅机A插件板所取得经济效益，就十分显著。近两年来共修理辅机A板八十多块，节约大修费用约16万元。

参考文献

[1].株洲电力机车研究所。内燃机车控制柜（16位）检修说明。

[2].中华人民共和国铁道部，内燃机车大修规程汇编[M]，中国铁道出版社，2011。