HXD3 型机车充电装置常见故障分析及处理办法

  DC110V 电源装置也称蓄电池充电器 power  supply  unit  (简称PSU)，其中有两组完全相同的高频电源模块， ， 应用 IGBT 元件， 通常情况下只有一组处于工作状态， 当其故障时，将由 TCMS 进行转换，另一组开始启动，继续供电。输入电源来自于辅助变流器（APU）的中间直流电路。当APU1 和 APU2 均正常时，由 APU2 向 PSU 输入 DC750V 电源，当 APU2 故障时，由 TCMS 将输入电源自动切换到 APU1。因此蓄电池充电装置是采用双电源、双路供电方式。微机系统以脉宽调制为原理控制 IGBT 动作，经过逆变，将输出电压变为交流脉冲电压，输入到中频变压器的原边。二次侧输出电压经过整流器FR、平波电抗器 DCL1 和平波电容 LC1、LC2 构成滤波回路，输出电压 DC110V±2V，与蓄电池并联共同组成机车 110V 控制电源，通过各个支路如主变流控制、辅变流控制、微机控制、机车控制、司机控制、车内照明、车外照明等的自动开关为各个负载供电。   控制电路结构及工作原理 :该装置的控制系统为PSU 的核心，中间部分是控制基板 PWB，它收集 PSU 内部的各个器件的状态以及电压、电流信号，进行逻辑处理，然后控制继电器动作并向 IGBT 发出指令。控制版上设置了测试点，方便进行输入输出电压、输入输出电流、断路器装态、温控开关状态等的测量。

  输出端断路器动作 :PSU 在输出侧加装有 CB1、CB2 两个断路器，分别用于两个单元的输出侧过电流的保护。在机车运行途中出现断路器跳开时，首先可以从充电装置面板的窗口处查看断路器 CB1 和CB2 是哪个断路器动作，条件允许的情况下降弓打开面板重新合上断路器后，完全恢复后升弓合主断重新启动 PSU， 若断路器没有动作， 则有可能为负载过流或其它原因引起的误动作，可运行观察。若断路器再次动作，机车入库后则可根据实际情况进行判断，若一个断路器动作则应检查该断路器对应的单元内部是否有短路、虚接地现象，或者更换断路器排除断路器本身故障。若两个断路器均动作，则应为负载过流、短路现象，可利用负载支路的自动开关分断，逐一进行排查。  输入过流 ,出现输入过流时，单元会自动保护并停止工作。此故障可能为 APU 输出电流异常、输入电流传感器 CT1 故障、输入电流模块异常、单片机出现故障或者程序存在问题等。可视具体情况来进行分析。 若查询故障过程中用钳形表检测到输入端电流值两组均超出正常工作电流值时，多为APU 输出异常，APU 的中间电压经过逆变后给风机、压缩机等负载供电，若 APU 负载有接地或异常现象，会引起 PSU 输入过流。此种情况多为只升弓未投入负载时，PSU 运行正常，投入负载后，PSU 因输入电流异常而报故障。此时可利用各个负载的空气断路器的分断，逐个找出有接地或者异常的支路。若只有一组输入电流值异常，则可详细查询该组的 750V 输入回路有无接地点，如果没有接地点可考虑更换输入电流传感器 CT1，若单片机出现问题或者输入电流模块出现异常，此时可更换控制板解决。   输出过流 :若升弓过程中检测到一二单元均出现输出电流值过高现象， 则应检查是否蓄电池电压过低，蓄电池亏电严重时也会引起输出电流值过高现象。若蓄电池电压正常，则引起该故障的多为负载支路有异常，可逐个分断负载的自动开关进行检查有无接地或着短路现象。 若只有一个单元输出电流值过高，则应在断电情况下检查该单元内部有无异味，检查IGBT 元件外观是否有异常现象，检测变压器的原边输出电压是否正常。若以上均正常，检 查输出电流传感器自身是否有问题，整流二极管是否有短路等异常现象。若无异常，则考虑是否单片机松动引起或者程序存在问题，也可能为输出电流模块工作异常，此时可考虑刷新程序或者更换控制板解决。 为了避免接触器闭合的瞬间，行成大的电流冲击，该装置设置了预充电电路，通过充电电阻 CHR 对中间电容进行充电，系统设置为当输入电压与中间电压差值小于 50V，晶闸管导通完成预充电过程。若差值一直大于 50V，数秒后该单元被锁死，自动转换到另外一个单元工作。 中间电压不建立故障在充电装置故障中占有很大的比例。 若检测到中间电压值较小不正常时，应首先检查充电电阻，中间电容外观有无异常，然后测量阻值、容值。若充电电阻烧损且断路，则中间电压应该为 0V。如果电阻、电容均正常，检查 CTT 接触器的触头有无异常情况。若检查到以上均正常，可检查控制板上，中间电压检测部分插头有无松动，插针有无缩针情况。最后，也可能为中间电压转换模块故障或者输出异常，可更换控制板来解决。