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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)
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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
輔助發(fā)電機(jī)三套繞組輸出三個不同等級的三相交流電源。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:勵磁供電繞組、輔助電動機(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,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)。如果此時給輔助發(fā)電機(jī)的勵磁繞組通一直流電,則輔助發(fā)電機(jī)發(fā)電的兩個外部條件均已滿足。旋轉(zhuǎn)的勵磁繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場,當(dāng)該磁場被電樞繞組切割時,在電樞繞組上便產(chǎn)生了電動勢。所以產(chǎn)生了電壓。由于磁場是旋轉(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。因為每套繞組均有三相,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
6.1.3.1輔助交流發(fā)電機(jī)AA起動條
3、件
控制系統(tǒng)決定輔助發(fā)電機(jī)(AA)何時起動。AA的起動必須同時滿足三個條件方能進(jìn)行。機(jī)車上的CCA可檢測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觸點閉合。
智能顯示器的第2級開關(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
如果輔助發(fā)電機(jī)不在運行,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柴油機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)有限值檢
4、測。如果轉(zhuǎn)速值在400轉(zhuǎn)/分到1050 轉(zhuǎn)/分之間,則起動定時器。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)檢測其他兩個條件是否滿足。
2.輔助柜關(guān)閉檢測
ECUWA WB
ECU
WA WB
AAC
WA WB
CIO
WA WB
DS3
WA WB
終端電纜
終端電纜
機(jī)車上的任何一個輔助柜在起動輔助發(fā)電機(jī)時都不允許打開。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)觸點檢測到門的狀態(tài)。圖6-4示出了當(dāng)輔助柜門打開時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,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 輔助柜門打開時觸點狀態(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)閉時觸點閉合
3.對輔助發(fā)電機(jī)斷路開關(guān)的響應(yīng)
在智能顯示器的第二級開關(guān)屏上。見圖6-7中,標(biāo)有“Au
6、x Alt”的撥動式開關(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)的位置可通過撥動兩排按鈕中的一個按鈕來控制,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級開關(guān)屏?xí)r,撥動按鈕排中的4號按鈕便可以轉(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,在其他兩個起動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。
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
當(dāng)起動輔助發(fā)電機(jī)的三個條件得到滿足時,控制系統(tǒng)便開始起
7、動輔助發(fā)電機(jī)。
1.蓄電池給輔助發(fā)電機(jī)提供勵磁
智能顯示器DS3控制CIO吸合勵磁繼電器(FFR)。
當(dāng)FFR被觸發(fā)時,其觸點保證蓄電池電流通過AA的勵磁線圈。電路狀態(tài)如圖6-10所示,勵磁線圈中的勵磁電流I勵磁僅包含蓄電池電流,即I勵磁=I蓄電池。此時,AA的各輸出繞組開始建立電壓輸出。由于在AA的輔助電動機(jī)供電線圈輸出端直接接有交流發(fā)電機(jī)通風(fēng)機(jī)電動機(jī)、輔助柜通風(fēng)機(jī)電動機(jī)和過濾用排風(fēng)機(jī)電動機(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)必須及時對電壓上升狀況進(jìn)行跟蹤檢測,并計算出在AA起動過程中乃至起動后均要用到的重要控制參數(shù)。電動機(jī)負(fù)載有助于這種檢測的實
8、現(xiàn)。
在AA的輔助電動機(jī)供電線圈輸出端建立電壓時,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而計算得到的發(fā)電機(jī)輸出頻率計算出AA輔助電動機(jī)供電線圈每赫茲的輸出電壓值。
TAC蓄電池+勵磁供電繞組蓄電池充電供電繞組勵磁線圈AACFFRFFRWA
TAC
蓄電池+
勵磁供電繞組
蓄電池充電供電繞組
勵磁線圈
AAC
FFR
FFR
WA
BCC蓄電池-輔助電動機(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)的蓄電池供電勵磁電路
2.蓄電池與AAC同時給輔助發(fā)電機(jī)提供勵磁
當(dāng)AAC計算出AA的電動機(jī)供電線圈輸出的V/Hz比率約為0.38時,此時,AAC中的軟件系統(tǒng)觸發(fā)其內(nèi)置SCR整流橋,來自AA的勵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的勵磁繞組勵磁,即I勵磁=I蓄電池+IAAC,隨著AAC電流的加入,I勵磁增大,從而電動機(jī)供電線圈輸出的V/Hz比率也有所增大,AA的勵磁供電線圈輸出也增大,從而使IAAC增大,相應(yīng)地I勵磁、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)對該過程進(jìn)行監(jiān)視與控制,不斷地跟蹤檢測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勵磁同步增大,當(dāng)其值達(dá)到3.0時,AAC的控制軟件將有所變化。
3.輔助發(fā)電機(jī)的AAC勵磁及輸出調(diào)節(jié)
當(dāng)AAC計算出AA的電動機(jī)供電線圈輸出的V/Hz比率已經(jīng)達(dá)到3.0 V/Hz時,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的勵磁繞組供電。
當(dāng)由于失去了蓄電池供電電流而使I勵磁值減小時,AAC能夠檢測到電機(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)起動程序完成后。