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1、內(nèi)燃機(jī)車總體及走行部檢查與維護(hù) 輔助交流發(fā)電機(jī) 17.輔助交流發(fā)電機(jī) 和諧5型內(nèi)燃機(jī)車HXN5 和諧5型內(nèi)燃機(jī)車 6 輔助電氣系統(tǒng)HX 6 輔助電氣系統(tǒng) PAGE 2 PAGE 1 124 6.1 輔助交流發(fā)電機(jī) 圖6-2 輔助發(fā)電機(jī)內(nèi)部原理圖6.1.1 輔助發(fā)電機(jī)位置 圖6-2 輔助發(fā)電機(jī)內(nèi)部原理圖 輔助發(fā)電機(jī)AA集成與交流發(fā)電機(jī)，它位于機(jī)車的交流發(fā)電機(jī)間內(nèi)。與牽引發(fā)電機(jī)一起連接在柴油機(jī)后部。見圖6-1中。 6.1.2 輔助發(fā)電機(jī)特點(diǎn) 輔助發(fā)電機(jī)三套繞組輸出三個(gè)不同等級(jí)的三相交流電源。分別供給不同的輔助電路。即主輔發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電路、冷卻風(fēng)扇等輔助發(fā)電機(jī)回

2、路、蓄電池充電電路。按負(fù)載的不同?？蓪⑦@三套繞組分為：勵(lì)磁供電繞組、輔助電動(dòng)機(jī)供電繞組、蓄電池充電供電繞組。如圖6-2 所示： 當(dāng)柴油機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于輔助發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子與柴油機(jī)曲軸連在一起，所以輔助發(fā)電機(jī)AA的轉(zhuǎn)子也在旋轉(zhuǎn)。如果此時(shí)給輔助發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組通一直流電，則輔助發(fā)電機(jī)發(fā)電的兩個(gè)外部條件均已滿足。旋轉(zhuǎn)的勵(lì)磁繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，當(dāng)該磁場(chǎng)被電樞繞組切割時(shí)，在電樞繞組上便產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)。所以產(chǎn)生了電壓。由于磁場(chǎng)是旋轉(zhuǎn)的，反應(yīng)到輸出繞組上便產(chǎn)生交變的電壓。這樣就輸出了交流電。因?yàn)槊刻桌@組均有三相，所以便產(chǎn)生了三相交流電源。 6.1.3輔助交流發(fā)電機(jī)的起動(dòng) 6.1.3.1輔助交流發(fā)電機(jī)AA起動(dòng)條

3、件 控制系統(tǒng)決定輔助發(fā)電機(jī)（AA）何時(shí)起動(dòng)。AA的起動(dòng)必須同時(shí)滿足三個(gè)條件方能進(jìn)行。機(jī)車上的CCA可檢測(cè)這些條件并作出反應(yīng)。 柴油機(jī)轉(zhuǎn)速在400轉(zhuǎn)/分到1050 轉(zhuǎn)/分之間，并至少持續(xù)20秒。 所有輔助柜的柜門關(guān)閉并鎖好，DIS1－DIS4觸點(diǎn)閉合。 智能顯示器的第2級(jí)開關(guān)顯示屏上的AA輸入/輸出（in/out）開關(guān)必須打到In 位置。 1．柴油機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè) 如果輔助發(fā)電機(jī)不在運(yùn)行，智能顯示器3通過ECU（柴油機(jī)控制單元）采集有關(guān)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。如圖6-3。ECU讀取來自柴油機(jī)曲軸傳感器的輸入數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成曲軸轉(zhuǎn)速信息，并傳送給DS3。智能顯示器中的軟件對(duì)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)有限值檢

4、測(cè)。如果轉(zhuǎn)速值在400轉(zhuǎn)/分到1050 轉(zhuǎn)/分之間，則起動(dòng)定時(shí)器。如果柴油機(jī)轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定持續(xù)20秒，智能顯示器將繼續(xù)檢測(cè)其他兩個(gè)條件是否滿足。 2．輔助柜關(guān)閉檢測(cè) ECUWA WB ECU WA WB AAC WA WB CIO WA WB DS3 WA WB 終端電纜 終端電纜 機(jī)車上的任何一個(gè)輔助柜在起動(dòng)輔助發(fā)電機(jī)時(shí)都不允許打開。如果由于某種原因已經(jīng)打開，那么CIO將通過與門鎖相連的一組DIS開關(guān)觸點(diǎn)檢測(cè)到門的狀態(tài)。圖6-4示出了當(dāng)輔助柜門打開時(shí)DIS3的狀態(tài)。在這種情況下，CIO得不到蓄電池的高電平輸入信號(hào)，CIO將該信息傳送給了DIS3（見

5、圖6-5）。 DIS1DIS1 DIS1 DIS1 DIS1 DIS1 R1 CIO S15 蓄電池+ 蓄電池- 圖6-4 輔助柜門打開時(shí)觸點(diǎn)狀態(tài) ECUWA WBAAC ECU WA WB AAC WA WB CIO WA WB DS3 WA WB 終端電纜 終端電纜 DIS1DIS2DIS3 DIS1 DIS2 DIS3 DIS4 CIO S15 蓄電池+ 蓄電池- R1 R1 圖6-6 輔助柜門關(guān)閉時(shí)觸點(diǎn)閉合 3．對(duì)輔助發(fā)電機(jī)斷路開關(guān)的響應(yīng) 在智能顯示器的第二級(jí)開關(guān)屏上。見圖6-7中，標(biāo)有“Au

6、x Alt”的撥動(dòng)式開關(guān)即為輔助發(fā)電機(jī)切斷開關(guān)，圖中開關(guān)的位置表明AA處于切除狀態(tài)。AA切斷開關(guān)的位置可通過撥動(dòng)兩排按鈕中的一個(gè)按鈕來控制，這些按鈕安裝于智能顯示器顯示屏的下面。尤其是當(dāng)智能顯示器上顯示出第2級(jí)開關(guān)屏?xí)r，撥動(dòng)按鈕排中的4號(hào)按鈕便可以轉(zhuǎn)換Aux Alt開關(guān)的位置。 如圖6-8所示，當(dāng)開關(guān)撥到“接入”（In）位置時(shí),在其他兩個(gè)起動(dòng)條件均滿足的情況下，DS3的軟件便允許輔助發(fā)電機(jī)起動(dòng)。 圖6-7 智能顯示器顯示輔助發(fā)電機(jī)處于切除狀態(tài) 圖6-8 智能顯示器顯示輔助發(fā)電機(jī)處于接入狀態(tài) 6.1.3.2輔助發(fā)電機(jī)起動(dòng) 當(dāng)起動(dòng)輔助發(fā)電機(jī)的三個(gè)條件得到滿足時(shí)，控制系統(tǒng)便開始起

7、動(dòng)輔助發(fā)電機(jī)。 1．蓄電池給輔助發(fā)電機(jī)提供勵(lì)磁 智能顯示器DS3控制CIO吸合勵(lì)磁繼電器（FFR）。 當(dāng)FFR被觸發(fā)時(shí)，其觸點(diǎn)保證蓄電池電流通過AA的勵(lì)磁線圈。電路狀態(tài)如圖6-10所示，勵(lì)磁線圈中的勵(lì)磁電流I勵(lì)磁僅包含蓄電池電流，即I勵(lì)磁=I蓄電池。此時(shí)，AA的各輸出繞組開始建立電壓輸出。由于在AA的輔助電動(dòng)機(jī)供電線圈輸出端直接接有交流發(fā)電機(jī)通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)、輔助柜通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)和過濾用排風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)。這些負(fù)載的接入有利于保持輸出線圈上電壓的平穩(wěn)升高。在升壓過程中，控制系統(tǒng)必須及時(shí)對(duì)電壓上升狀況進(jìn)行跟蹤檢測(cè)，并計(jì)算出在AA起動(dòng)過程中乃至起動(dòng)后均要用到的重要控制參數(shù)。電動(dòng)機(jī)負(fù)載有助于這種檢測(cè)的實(shí)

8、現(xiàn)。 在AA的輔助電動(dòng)機(jī)供電線圈輸出端建立電壓時(shí)，該電壓經(jīng)電壓衰減模塊進(jìn)行衰減處理后，由AAC作為輸入讀取。反饋電路如圖6-9所示。AAC讀取輸出電壓后，再利用輸出電壓過零點(diǎn)而計(jì)算得到的發(fā)電機(jī)輸出頻率計(jì)算出AA輔助電動(dòng)機(jī)供電線圈每赫茲的輸出電壓值。 TAC蓄電池+勵(lì)磁供電繞組蓄電池充電供電繞組勵(lì)磁線圈AACFFRFFRWA TAC 蓄電池+ 勵(lì)磁供電繞組 蓄電池充電供電繞組 勵(lì)磁線圈 AAC FFR FFR WA BCC蓄電池-輔助電動(dòng)機(jī)供電繞組輔助交流發(fā)電機(jī)相電壓ABC BCC 蓄電池- 輔助電動(dòng)機(jī)供電繞組 輔助交流發(fā)電機(jī)相電壓 A B C WB 圖

9、6-9 輔助發(fā)電機(jī)的蓄電池供電勵(lì)磁電路 2．蓄電池與AAC同時(shí)給輔助發(fā)電機(jī)提供勵(lì)磁 當(dāng)AAC計(jì)算出AA的電動(dòng)機(jī)供電線圈輸出的V/Hz比率約為0.38時(shí)，此時(shí)，AAC中的軟件系統(tǒng)觸發(fā)其內(nèi)置SCR整流橋，來自AA的勵(lì)磁供電線圈的交流電被整流橋電路轉(zhuǎn)換為直流電，與蓄電池一起給AA的勵(lì)磁繞組勵(lì)磁，即I勵(lì)磁=I蓄電池+IAAC，隨著AAC電流的加入，I勵(lì)磁增大，從而電動(dòng)機(jī)供電線圈輸出的V/Hz比率也有所增大，AA的勵(lì)磁供電線圈輸出也增大，從而使IAAC增大，相應(yīng)地I勵(lì)磁、V/Hz比率及AAC輸出又有所增大。形成了一正反饋循環(huán)。AAC的軟件系統(tǒng)對(duì)該過程進(jìn)行監(jiān)視與控制，不斷地跟蹤檢測(cè)AA的電機(jī)供電線圈

10、輸出端的V/Hz比率增大狀態(tài)。V/Hz比率與I勵(lì)磁同步增大，當(dāng)其值達(dá)到3.0時(shí)，AAC的控制軟件將有所變化。 3．輔助發(fā)電機(jī)的AAC勵(lì)磁及輸出調(diào)節(jié) 當(dāng)AAC計(jì)算出AA的電動(dòng)機(jī)供電線圈輸出的V/Hz比率已經(jīng)達(dá)到3.0 V/Hz時(shí)，即通過ARC網(wǎng)絡(luò)向智能顯示器DS3發(fā)送信息， DS3接到信息后便命令CIO讓FFR（磁場(chǎng)繼電器）釋放，使其觸頭斷開。FFR繼電器的觸頭斷開后，蓄電池就不再向AA的勵(lì)磁繞組供電。 當(dāng)由于失去了蓄電池供電電流而使I勵(lì)磁值減小時(shí)，AAC能夠檢測(cè)到電機(jī)供電線圈輸出的V/Hz比率的變化，輸出更大的電流IAAC以補(bǔ)償I勵(lì)磁的減小，從而使V/Hz比率恢復(fù)到3.0并繼續(xù)增大。直到AA的電動(dòng)機(jī)供電線圈輸出的V/Hz比率達(dá)到最終工作值3.83。AA的其它供電線圈也都能為機(jī)車上其它輔助系統(tǒng)提供所需要的電源。輔助發(fā)電機(jī)起動(dòng)程序完成后。