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1、DF4A、B机车改进以及DF4D机车用电压调整器Hyj87073教学内容本课学习内容包括：电压调整器在机车上的作用；两种电压调整器的工作原理；电压调整器使用的集成块知识；电压调整器的试验与维修。教学目标目的及要求了解电压调整器在机车上的作用，培养职工整体掌握部件的作用增加判断故障处所的能力。学习电压调整器的原理以及集成电路的知识，通过对集成块的了解、整箱原理分析，培养职工电压调整器的实际维修能力。过程与方法1、通过课前搜集电压调整器相关的内容，自己组织有关的信息，讲述自己思路中、实际使用电压调整器的作用、原理。2、通过讲解和实际操作，培养职工的实际试验电压调整器的方法。3、 通过集成电路的了解
2、，使职工在原理分析和故障判断的基础上能够熟练维修电压调整器。教学重、难点及解决措施重点电压调整器的原理。难点电压调整器的故障判断。教学解决措施对于两种电压调整器的原理这一重点，通过设计一系列学习任务，由职工进行讨论、交流、分段讲解等手段来突破。为解决教学难点，教师通过引导启发，让职工从集成块作用、原理分析、波形解读等方面分析出故障处所并加以排除。教学准备教师准备推荐精选1、提前预习并查找有关资料。2、绘制电路原理图以及相关内容有关的文字、图片等资料。3、撰写教学教案。教学方法理论讲解与实际操作相互结合教学教学课时 5个课时教学提纲一、电压调整器：目前DF4A、B以及DF5型内燃机车上的电压调整
3、器，DF4D使用双倍份电压调整器，DF8B使用微机柜内的辅机控制插件，其原理都是用于机车辅助发电机的电压调整。当辅助发电机因其转速或负荷变化引起电压变化时，电压调整器则通过改变辅助发电机的励磁电流来维持其电压恒定。目前这两种电压调整器多了一个空压机启动电路，而辅机控制插件还多了过压保护输出。其原理框图如下：二、电压调整器工作原理：推荐精选1、电压调整器外围线路：2、TPZ9电压调整器原理：TPZ9型电压调整器除具有普通电压调整器的功能外，还可以对空压机实行软启动控制，避免由于YRC犯卡或接触不良造成的事故。其整个系统分为两个部分，一部分将辅助电机电压稳定在1102V，另一部分为空压机软启动控制
4、部分，其在接到空压机启动指令，控制辅助发电机电压在一定时间内（2.50.5秒）降至20V以下，并输出空压机合闸指令，再经过一定时间（4秒）将辅助发电机电压上升至110V。其整个系统电路图如下：推荐精选其电路具体可以分为电源、基准电压、稳压控制、软启动控制四个模块，现结合电路图具体说明：（1）电源模块：110V电压正端通过二极管V15，电阻R27在稳压二极管V12上得到+15V电源，该电源一方面提供集成运算放大器的电源，另一方面做为空压机启动时的参考电压，其电压为13.5 15V。（2）稳压控制的基准电压模块：稳压控制基准电压也是110V电压正端通过二极管V15，电阻R18在精密稳压二极管V11
5、上得到基准电压（60.2V）再经过电阻R17向C7充电，并在R16+R4分压得到稳压控制基准电压推荐精选（40.2V）。（3）稳压控制模块：辅助发电机反馈电压经R1+R2与电位器R3、RP1分压后得到一个电压值加在集成运算放大器的2端，调整R3、RP1可以改变这一电压值，并与稳压控制精准电压输入的集成运算放大器3端比较，使当辅助发电机输出电压高于110V时，集成运算放大器2端输入电压高于3端稳压控制精准电压，集成运算放大器1端输出低电平，V2截止辅助发电机的输出电压降低，当辅助发电机输出电压反馈低于110V时，集成运算放大器2端输入电压低于3端稳压控制精准电压，集成运算放大器1端输出高电平，V
6、2饱和导通，辅助发电机的输出电压升高，这样周而复始使辅助发电机输出电压稳定在1102V。调整R3、RP1可以改变辅助发电机输出电压值。推荐精选（4）空压机软启动控制模块：空压机启动指令没有输入前，集成运算放大器6端、12端输入为低电平（0V），5端为15*2/（2+10）=2.5V，13端为15*10/（10+12）=6.9V，其集成运算放大器输出端7端为高电平（13.5V），这样因为V8的阻断不影响辅助发电机稳压控制，14端为低电平，V14截止，没有输出控制指令。空压机启动指令输入时，集成运算放大器6端输入110*5.1/（100+5.1）=5.3V电压，其集成运算放大器输出端7端输出为低电
7、平，C7放电为低电平，则集成运算放大器3端变为低电平（0.7V），其输出亦为之改变，辅助发电机输出电压降低，由于辅助发电机绕组的电感作用，在2.5秒左右减低到110*0.7/4=19.5V左右。另一方面空压机启动指令输入时，110*10/（100+10）=10V电压经过R21向C8充电，输入集成运算放大器12端经过2.5秒左右上升到7.5V左右，其集成运算放大器输出端14端输出为高电平（13.5V），V14导通，继电器K1吸合，输出空压机合闸指令；同时其输出为高电平（13.5V）经过R14、V10输入到集成运算放大器5端，使集成运算放大器输出端7端输出由低电平翻转为高电平，V8阻断，精准电压6
8、V经过R17向C7从0.7V开始充电，经过4秒左右上升到稳压控制精准电压（4V），相应地辅助发电机输出电压也从19.5V左右上升到1102V，空压机启动过程完成，同时C8通过V9、R20放电，为下一次空压机启动做准备。推荐精选3、辅机A控制插件原理：辅机控制插件的稳压控制、空压机软启动工作原理基本与TPZ9型电压调整器原理相同，其电源、基准电压电路略有不同，并增加了辅机过压保护。现将其电源、基准电压、稳压控制、空压机软启动、辅机过压保护五个模块分别介绍。辅机A控制插件位于辅机/电源插箱内的55、67插槽，共有两块，两块辅机A插件互为热备份，当其中一块出现故障时可以通过微机控制柜上的万能转换开关
9、进行转换，使另一块继续运行。辅机A控制插件主要分为三个部分：第一部分辅助发电机稳压控制部分，该部分将辅机发电电压维持在DC110V2。当辅助发电机的电压不在DC110V2时，反馈电压反馈到辅机A控制插件后通过比较器驱动场效应管，控制辅助发电机励磁电流的大小，使辅助发电机的端电压控制在DC110V2以内。其控制过程十分迅速，因而辅助发电机的端电压能够保持恒定。第二部分压缩机软启动控制部分，该部分在得到压缩机启动指令后，先降低辅助发电机的电压为零，2.5秒后发出和闸指令，使辅助发电机的端电压由零逐渐上升到DC110V推荐精选2。（如果机车装有空调，此项功能将与之冲突，不予使用。）第三部分辅机过压保
10、护部分，该部分当反馈电压超过124V时，辅机A控制插件就会自动切除电压调整，使机车电路转为固定发电。辅机A插件需要重新工作必须重新给电源才能恢复。辅机A控制插件的工作框图如下：现结合电路图作具体说明：（1）电源模块、基准电压模块：辅机A用稳压电源部分，当机车FLC合闸时，其一方面使辅助发电机励磁绕组一端接入110V（）电源电压，辅助发电机励磁绕组另一端通过辅机A的端子X1/6.8dbz接入辅机A；另一方面通过辅机A插件板的端子X1/18.20dbz端子送给辅机A插件，并通过V2、L2、V8得到一个稳定的电源，这个电源不但作为辅机A插件板的供电电源，供给集成运算放大器电源，而且还是空压机启动时的
11、参考电压、稳压控制的基准电压、辅机A过压保护的参考电压等；同时110V电源送入插件板经过V2、L2处理后作为辅机A插件板上的所有继电器线圈的供电电源。推荐精选（2）稳压控制模块：当机车FLC合闸时，继电器线圈的供电电源通过R10、V11、C6在集成运算放大器同相输入端得到一定的电压值，同时集成运算放大器的反相输入端得到V8通过R9、V9、C5、R11、C7提供一定的电压值，但是其值小于同相输入端的电压值，故集成运算放大器输出高电位，并通过R12、R13、R14、V12致使V13导通，继电器K1的线圈得电，K1闭合，其常开触头闭合，将辅机励磁线圈接入；辅助发电机反馈电压从2/4dbz端子进入，经
12、过R15、R16与R17、R18分压后得到一定的电压值送入集成运算放大器的反相输入端，集成运算放大器的正相输入端得到V8通过R33、R41、 R34与没有空压机电机启动指令时集成运算放大器输出的高电位通过V19、 R19形成的分压电路约12V。当辅助发电机的电压低于110V时，集成运算放大器的反相输入端电压低于集成运算放大器的正相输入端电压，其输出高电平，驱动V5、V6导通，提供辅助发电机励磁电流，使其端电压上升；当辅助发电机的电压上升到110V或大于110V时，集成运算放大器的反相输入端电压等于或者高于集成运算放大器的正相输入端电压，则其输出低电平，使 V5、V6截止，辅助发电机励磁电流受阻
13、，使其端电压下降。当其低于110V时，集成运算放大器输出高电平，驱动V5、V6导通，使辅助发电机端电压上升，如此周而复始十分迅速地进行循环调整，从而保持辅助发电机输出电压恒定。（3）辅机过压保护模块：当反馈电压超过124V时，辅机A控制插件就会自动切除电压调整，使机车电路转为固定发电。辅机A插件需要重新工作必须重新给电源才能恢复。当稳压控制模块不能有效控制辅助发电机的输出电压，使反馈电压超过124V时，其经过R22、C9、R23、V26输入到集成运算放大器的正相输入端使其电压大于精准电压通过R24输入到集成运算放大器反相输入端的电压，其输出高电平，一方面通过运算放大器反馈到正相输入端使其保持输
14、出高电平；二方面其通过R26、R27使V18导通，控制K3继电器动作，向外输出辅机过压信号；三方面通过V30输入到控制继电器K1动作的集成运算放大器反相输入端，使其电压高于正相输入端，故控制继电器K1动作的集成运算放大器输出低电位，并通过R12、R13、R14、V12致使V13截止，继电器K1的线圈失电，K1断开，其常开触头推荐精选断开，将辅机励磁线圈断开，保护辅机控制插件以及辅机安全并使故障励磁接入。（3）空压机软启动模块：空压机启动指令没有输入前，集成运算放大器6端、12端输入为低电平（0V），5端得到V8输出并经过R32、R31分压的电压，13端精准电压经过R40降压后的电压，其集成运算
15、放大器输出端7端为高电平，这样因为V19的阻断不影响辅助发电机稳压控制，14端为低电平，V24截止，没有输出控制指令。空压机启动指令输入时，集成运算放大器6端输入R35、R36分压电压，高于5端输入电压，其集成运算放大器输出端7端输出为低电平，C11放电为低电平，则集成运算放大器3端变为低电平，其输出亦为之改变，辅助发电机输出电压降低，由于辅助发电机绕组的电感作用，在2.5秒左右减低到设计要求电压。另一方面空压机启动指令输入时，R37、R39分压电压经过R38向C14充电，输入集成运算放大器12端经过2.5秒左右上升到大于13端电压，其集成运算放大器输出端14端输出为高电平，V24导通，继电器K2吸合，输出空压机合闸指令；同时其输出高电平经过V20、R30输入到集成运算放大器5端，使集成运算放大器输出端7端输出由低电平翻转为高电平，V19阻断，V8输出电压经过R34向C11开始充电，经过4秒左右上升到稳压控制精准电压，相应地辅助发电机输出电压也上升到1102V，空压机启动过程完成，同时C8通过V9、R20放电，为下一次空压机启动做准备。4、DF4D机车用TTY4型双倍份电压调整器：DF4D机车用电压调整器为了在机车运用中提高保险系数一般采用双倍份电压调整器，运行中万一电压调发生故障，机车乘务员可立即切换使用另一备份，保持机车正常运行。TTY4型双倍份电压调整器专为DF4D机车
