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3、ngghuii ZZhanng )摘要: 本文为为解决无无级调速速电机车车可控硅硅驱动电电路频繁繁损坏的的故障，根据其其工作原原理进行行了故障障判断分分析，确确认故障障源为驱驱动电路路。通过过对原驱驱动电路路参数要要求制定定解决方方案，经经过多次次试验和和改进，重新设设计制作作了驱动动电路板板，根治治了同类类故障。Brieef ： Thhis artticlle iintrroduuce thee meethood oof hhow to juddge thee trroubble andd annalyysiss thhe ddataa off drriviing cirrcuiit , g
4、iive thee pllan of eliiminnatiing thee trroubble of thyyrisstorr drriviing cirrcuiit iin sstepplesss mmotoor vvehiiclee byy Ree-deesiggn tthe driivinng bboarrd oof eelecctriicall .关键词:无级调调速电机机车 工作原原理 驱动电电路 设计Key Worrd ：Steepleess Mottor Vehhiclle Prrincciplle oof wworkkingg DDrivvingg Ciircuuit Dees
5、iggn1.前言言可控硅无无级调速速电机车车以其较较高的可可操作性性、经济济性和安安全性正正逐步广广泛应用用于隧道道和地下下巷道工工程的运运输作业业。英国国CLAAYTOON公司司生产的的CBLL-166型可控控硅无级级调速电电机车九九十年代代末进入入中国市市场，在在使用过过程中均均出现了了可控硅硅驱动电电路频繁繁损坏的的情况。为了能能根治此此类故障障，本人人重新设设计制作作了驱动动电路与与之匹配配使用。经实践践，使用用效果良良好。本本文对可可控硅无无级调速速电机车车的设计计和故障障排除有有一定借借鉴作用用。2.工作作原理分分析CLAYYTONN公司是是一家专专门生产产电瓶牵牵引机车车的跨国国
6、公司，其产品品从1.75至至40吨吨规格均均有生产产。CBBL-116型基基本技术术参数见见表一。为找到到故障源源必须系系统的分分析电机机工作驱驱动控制制原理，下面分分别对主主电路、控制电电路的工工作原理理进行说说明。项 目参数值重量机车重量量（包括括驾驶者者、沙、不含电电瓶）121000kgg电瓶和电电瓶箱重重量39000kg机车工作作重量160000kgg运行数据额定牵引引力204000牛顿顿额定速率率11.11km/h最大牵引引力（附附着系数数为0.25）400000牛顿顿最高运行行速率37kmm/h电瓶型号奥克地尔尔D8型型单只电瓶瓶容量104AA.h数量100只只正常放电电时间6小时
7、牵引电机型号M4直流流电机规格50HPP 2000V表一 CCBL-16型型电机车车参数表表FORMM 1. Paarammeteers of CBLL-166 Mootorr Veehiccle2.1主主电路（图1）：整机有两两台M44直流电电机提供供动力，每台电电机均有有一套独独立的控控制电路路。当电电机启动动时，踏踏下脚踏踏开关DDM使制制动阀BBAV动动作而松松开刹车车，同时时方向继继电器DDSR通通电动作作，合上DSSR/114四个个开关使使1号电电机和22号电机机的控制制电路同同时通电电工作。为保证证安全，在低压压限位阀阀LAPP的作用用下，启启动前若若刹车气气压在44.1bbar
8、以以下则不不能启动动。DSS控制着着电机车车行进的的前后方方向。2.2控控制电路路（图22）：按主要作作用大致致可分为为谐振直直流开关关电路、速度控控制电路路和可控控硅驱动动电路等等三部分分。2.2.1谐振振直流开开关如图图2中虚虚线所示示部分。T1为主可可控硅，T2为换向向可控硅硅。直流流电机是是与此开开关电路路串联后后，再与与电瓶串串联从而而形成一一个工作作回路。R2为100M的放放电电阻阻，可以以使电容容C在停停机时缓缓慢放电电。a.开关关闭合：驱动电电路板中中输出UU34方波波脉冲触触发T22，则电电容C按按图示极极性充电电，主电电容电压压UC等于电电瓶电压压Ea时，IIC=0。T2因
9、IC小于其其导通维维持电流流Ih22而关断断。接着着，T11被高电电平U112触发发而导通通，负载载电流IIZ经负载载流过TTI到电瓶瓶负极。同时被被充电的的电容CC通过TT1经谐振振回路LL-D11-C放放电，至至UC=0，又通过过同样的的谐振回回路反向向充电，至UCC=EEa时止。这就是是导通状状态（开开关闭合合），直直流电机机通电工工作。Figuure 1. thhe mmainn ciircuuitFiguure 2. coontrrol cirrcuiitb.开关关断开：待第二二次触发发脉冲UU34送来来，T22导通，UC反向加加于T11强迫其其关断。尔后，电容CC经T22，电源源E
10、a，电机机（电枢枢和磁场场线圈）放电至至UC=0后后，又正正向充电电，至IICIh22时（IIh2为可可控硅TT2导通最最小维持持电流），T22关断。这便是是开关断断开状态态，此时时直流电电机不工工作。同同时在电电容C上上充电至至UC=Ea，为下下次开关关的关断断作好准准备。在上述工工作过程程下，随随着高电电平U112和UU34周期期性地送送出， T1和T2也随着着周期性性地开通通和关断断，达到到了控制制直流电电机转速速的目的的。2.2.2速度度控制电电路:相当于方方波发生生器，其其主要功功能是在在负反馈馈回路下下产生经经过调制制放大的的方波信信号。它它可以通通过变频频或改变变方波信信号的占占
11、空比来来达到调调速的目目的。CCBL-16型型电机车车是通过过调整调调速变阻阻器W的的阻值来来改变输输出方波波信号的的占空比比。方波波信号占占空比的的变化通通过驱动动电路而而使可控控硅T11、T2的导通通比发生生变化，使电机机的转速速也随之之发生变变化。它它将产生生的方波波信号通通过5号号线传入入驱动电电路板。2.2.3 驱动电电路:其主要将将从速度度控制器器5号线线传入的的方波信信号U559改制制成一组组反相信信号，经经过放大大后通过过1、22端和33、4端端输出UU12和UU34分别别触发主主可控硅硅T1和换向向可控硅硅T2。U599和U122、U344 之之间的关关系如图图3所示示。另外
12、外，驱动动电路还还应有过过流保护护的功能能，当主主回路上上电流IIZ过大时时，连在在过流感感应器上上的9号号线电压压升高从从而使UU59降低低，当UU59接近近零时，1、22和3、4端便便没有触触发信号号了，此此时主回回路关断断。Figuure 3. trriggger pullse wavvefoorm commparrisoon3.故障障现象分分析故障现象象：故障障电机车车启动时时，踏下下DM脚脚踏开关关，方向向继电器器DSRR动作。推动调调整手柄柄。两只只电机工工作指示示灯均亮亮。同时时控制箱箱里的直直流接触触器CFF或CRR合上（根据行行进方向向），机机车开始始移动。但若再再继续推推动
13、调速速手柄加加速，直直流接触触器跳闸闸，1号号电机指指示灯灭灭，只有有2号电电机在运运转。重重复上述述过程亦亦是如此此。通过故障障现象分分析，可可以认为为电机没没有问题题。问题题大致可可能出在在直流谐谐振开关关电路、速度控控制电路路或驱动动电路上上。因为为现象明明显是主主回路过过流后引引起的主主可控硅硅关断。将1、2号电电机的速速度控制制电路板板互换，故障依依旧。同同样再互互换驱动动电路板板，这时时1号电电机正常常了，但但2号电电机出了了现了上上述故障障，可以以初步判判定故障障出在驱驱动电路路上。用用示波器器测试图图2中55、9脚脚间的波波形正常常，为22伏左右右的方波波，而故故障驱动动电路板
14、板中的UU34却无无波形输输出。这这便导致致了换向向可控硅硅T2无无法导通通从而使使主可控控硅T11导通后后不能有有效关断断，造成成了主回回路过流流，直流流接触器器保护性性跳闸关关机。4.解决决方案4.1基基本要求求：由于原装装驱动电电路板价价格昂贵贵，且很很难获得得，只能能考虑修修复或自自制。原原件线路路板全部部用黑色色硅胶封封死，只只能看到到所引出出的几根根控制线线，修复复难度很很大。为为了从根根本上解解决问题题，我们们决定自自制一个个驱动线线路板。此线路路板达到到以下三三点要求求即可：a. 输输出一组组U122、U344反相方方波，同同时U112与UU59同相相，并随随U599变化而而变
15、化。b. 输输出的方方波脉冲冲U122和 UU34要有有足够的的功率来来驱动可可控硅TT1和T2。c. 要要通过过过流感应应器上UU19的变变化来控控制U559的脉脉冲方波波输入，达到过过流保护护作用。4.2 设计说说明及电电路分析析：经过多次次试验和和改进，我们参参照其工工作原理理设计了了如图44的驱动动电路，元器件件均采用用常见国国产件。单个制制作成本本也不高高，不到到二百元元。电路分上上下相互互独立的的两部分分组成，分别从从图4的的1、22间和33、4间间输出UU12和UU34方波波脉冲。为了保保证U112和UU34反相相，在电电路的上上部分多多加了三三极管TTR1作为反反相器。其余部部分
