东风4B型内燃机车励磁电路惯性故障分析与处理

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-29 原文发表:2007-06-29 人气:42

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摘要：对东风4B型内燃机车励磁电路的常见惯性故障进行了分析、总结，提出了处理措施及改进建议，为机车的安全运行提供了保证。
关键词：机车；励磁电路；惯性故障；原因分析；处理方法

1 概述

做为柳局内燃机车的中修基地，我段共配属东风4B型内燃机车108台，每年为外段中修机车近60台。机车励磁电路故障曾一度频繁发生，严重影响正常的运输生产秩序。我们经过认真地总结、分析并采取相应的处理方法，励磁电路惯性故障得到了有效控制，保证了机车的可靠运行。

2 励磁电路惯性故障与分析

2.1 Rlcf1电阻卡箍热胀冷缩，机车正常励磁时功率反复突变

Rlcf1为同步牵引发电机的最大励磁电流调节电阻，串接于CF励磁电路（主发的一级励磁电路）中。其接线原理图如图1所示：

图1 Rlcf1接线电原理图

Rlcf1电阻的设计规格为ZG11—200A、1K，而电阻的实际通过电流为0.16至0.40安。当油马达电阻Rgt至增载极限位时，电路电流约为0.40安，由CF他励绕组E1-E2的电阻值（约160欧姆）可以算出Rlcf1的有效电阻（由641、642＃线短接后的电阻）值：

Rlcf1（有效）=110/0.40-160=115(欧姆)

其阻值仅为总电阻的11.5%。虽然实际通过电阻电流小于电阻的设计额定电流（约0.44A），但由管形珐琅电阻的特点，总电阻越大，其电阻丝的横截面积则越小。这样一方面不利于活动调节卡箍触点的可靠接触；另一方面也不利于电阻的局部散热。当电阻的有效部分通过电流发热至一定程度时，因卡箍的热胀系数大于电阻瓷管，加上触点的紧余量非常有限，造成图1中触点A虚接，电流由触点B通过，呈电阻制动励磁状态，电阻激增，电流变小，机车功率严重不足。当电阻通过小电流而冷却至一定时间，卡箍胀后收缩，触点A恢复接通，机车功率回复正常。这样因触点A不断接通、断开，机车功率反复突变。

由于该故障具有变化性，给查找、处理带来一定的困难。

2.2 励磁机三相输出线两相短接，机车功率严重偏低

励磁机的三相输出线规格为95mm2胶皮电缆线，长度约2米，自下而上穿入励磁整流柜内。其在励磁整流柜（2ZL）内的安装位置如图2所示：

图2 励磁机三相输出线在2ZL内接线位置图

由图可见，538、539＃线的接线端子尾部与相邻整流元件的阻容（RC）装置安装螺栓（M10×30mm）相碰磨。虽然接线端子（俗称线鼻子）均套有大小适中的塑料绝缘套管，但因励磁整流柜安装于动力室与前变速箱间的墙壁上，振动强烈。绝缘套管与螺栓的圆边长时间摩擦而破损，造成励磁机输出电源相间短路，主发励磁电流严重偏低，机车功率不足。

由于破口很细，而交流电机的相间短路电流又小，故障点不易发现。因此，该故障具有一定的隐蔽性，易误以为励磁机本身发生问题，需要仔细检查、确认。

2.3 机车使用故障励磁时起动冲击大

现行东风4B型内燃机车的故障励磁控制电路如图3所示。GFC与GLC动作没有明确的先后顺序，往往造成GFC滞后GLC动作，使得机车在使用故障励磁起动瞬间仍为正常辅助发电状态，机车起车功率超高而造成冲击。

图3 东风4B型机车故障励磁控制电路图

2.4 主发电机滑环烧损、电刷固死，机车无法运行

根据技术要求，东风4B型内燃机车同步牵引发电机的电刷压力应在196—245Kpa范围内。而主发电机的刷握结构与牵引电动机不同，其弹簧压力随电刷磨耗成比例递减。日常运用中，其压力需由机车乘务员视电刷的磨耗情况进行人工“有级”调整。这样，难免会有疏漏发生，而一旦电刷压力不足，将引起恶性循环，导致电刷因与滑环接触电阻过大而发热固死；在此过程中，滑环也因火花烧蚀及电化反应而损伤。最终主发励磁电流中断，机车无法运行。

3 故障的预防及处理方法

3.1 故障2.1的根治

若将Rlcf1电阻分解为两管电阻串联（如图4），即可根除该故障的发生。

图4 Rlcf1电阻分解、改装电路图

实际改装时，将原Rlcf1电阻更换成规格为ZG11—200A、300Ω电阻，卡箍仍与642#线相连；在高压室内的备用电阻位置装上一管型号为ZG11—200A、600Ω电阻，做为Rlcf1的分解电阻Rlzcf1并与之串联（如图4所示）。这样，Rlcf1用于正常励磁调节，Rlzcf1用于电阻制动励磁时的调节。

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