概述
国产交直电力机车的轮径安全使用范围为1250~1150毫米,由于机车轮对经过自然磨损或镟修后会逐渐减少,致使同一机务段运用的机车轮径值差异较大。在大秦、朔黄等重载铁路所用的SS4型电力机车,采用“1+1”模式牵引万吨组合列车,若前部机车与中部机车轮径大小不同,会导致机车电子控制系统得到的转速信号有一定差异(既有的SS4改型机车控制系统不带轮径修正功能),引起两台机车在牵引工况和制动工况下给定的特性曲线不同(主要表现为本务车和重联车电流给定差异大),最终导致前后两台机车的功率发挥不同,恶劣气候条件下容易引起列车纵向冲动,危及行车安全。大秦线经常因此分解列车,严重影响运输效率。在既有机车上加装轮径修正装置完全可解决这一问题。
装置原理及系统组成
从轮对送来的转速信号首先进入轮径修正装置,装置利用存储的预设轮径值对采集到的机车轮对转速信号进行修正,再把修正后的四路转速信号高精度实时的送往电子柜进行速度计算,这样电子柜采集到的转速信号便为机车的真实速度。
轮径修正装置由两套完全相同的电子插件构成,每套插件包括电源模块、处理器模块、轮径设置模块、SPI存储器模块、CAN通信模块、指示灯和测试孔模块组成,主要实现机车四路速度采集、四路速度输出、轮径实时显示、速度指示、速度故障指示等。硬件结构图如下图所示:
装置为标准的欧式6U结构,上下两个48针的插座,印制板标准尺寸为233mm(高)*222mm(深)*40mm(宽),占用两个板位的空间,如下图所示:
主要技术特点
1、实时采集四路机车轴端转速传感器送来的信号;
2、能对采集到的机车转速信号进行轮径修正计算;
3、能实时输出修正处理后的四路转速信号,即机车的真实运行速度;
4、可采用键盘手动输入机车轮径值并存储记忆且掉电不丢失;
5、可实时显示输入的轮径值;
6、能对转速传感器进行故障界定并指示。
轮径修正装置主要技术指标
1、输入电源:DC77~137.5V
2、输入功耗:﹤30W
3、输入转速信号(速度传感器来的方波脉冲信号)
频率:0~2000Hz±2%
幅度:高电平≥9V,低电平≤2V
占空比:30%~50%,前后沿均小于周期的5%
4、输出速度信号
幅度:负载阻抗为3KΩ时,高电平≥9V,低电平≤1V
占空比:50%±0.5%
5、系统输入、输出响应的时间:≤70ms
6、轮径修正范围:1253mm~1150mm
主要参考的技术标准
TB/T 2760.1-2010 《机车转速传感器 第一部分:光电转速传感器》
GB/T 25119-2010 《轨道交通 机车车辆电子装置》