電阻制動(dòng)力的確定
當(dāng)機(jī)車速度小于30.73 km/h時(shí)，勵(lì)磁電流恒定為650 A；當(dāng)機(jī)車速度大于30.73 km/h且小于75km/h時(shí)，制動(dòng)電流恒定為550 A；當(dāng)機(jī)車速度從75km/h上升到100 km/h時(shí)，制動(dòng)電流將相應(yīng)地從550A線性下降到350 A。為保證牽引電動(dòng)機(jī)通風(fēng)，電阻制動(dòng)時(shí)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)提到840 r/min。
電阻制動(dòng)控制系統(tǒng)硬件部分
(1)工況轉(zhuǎn)換開關(guān)HKG將6臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)換接成他勵(lì)發(fā)電機(jī)，每臺(tái)電機(jī)向?qū)?yīng)的制動(dòng)電阻1RZ～6RZ供電。6臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)的串勵(lì)繞組串聯(lián)起來，由牽引發(fā)電機(jī)通過硅整流裝置提供勵(lì)磁電流。主發(fā)的勵(lì)磁由PLC通過對(duì)110 V控制電源的斬波調(diào)節(jié)進(jìn)行控制，以調(diào)節(jié)制動(dòng)力。
(2)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器1TZS作為制動(dòng)電流和制動(dòng)勵(lì)磁電流的給定信號(hào)源；以機(jī)車速度傳感器JSG作為電阻制動(dòng)應(yīng)用范圍的速度信號(hào)源；以霍爾元件1LH～7LH電流傳動(dòng)感器檢測(cè)電阻制動(dòng)工況下的制動(dòng)電流和制動(dòng)勵(lì)磁電流。
(3)電阻制動(dòng)會(huì)產(chǎn)生大量的熱能，為了保證散熱，故在制動(dòng)電阻柜中設(shè)有軸流式通風(fēng)機(jī)，通風(fēng)機(jī)上的直流電機(jī)ZTD由制動(dòng)電阻帶2R：抽頭處供電。為了判斷通風(fēng)機(jī)是否正常工作，在電阻制動(dòng)裝置的通風(fēng)機(jī)電機(jī)上安裝了一個(gè)FSJ風(fēng)壓繼電器，用來判斷通風(fēng)機(jī)是否正常工作，當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到560 r/min時(shí)，PLC檢測(cè)風(fēng)壓繼電器FSJ的觸點(diǎn)信號(hào)，如果FSJ還未動(dòng)作，PLC控制主發(fā)電勵(lì)磁控制器LLC線圈失電，對(duì)電阻制動(dòng)裝置進(jìn)行保護(hù)。
(4)在制動(dòng)電阻5R：的抽頭上接入制動(dòng)過流繼電器線圈ZDJ。當(dāng)發(fā)生制動(dòng)過流時(shí)，ZDJ動(dòng)作，使主發(fā)勵(lì)磁電路中的電阻R2投入，降低主發(fā)勵(lì)磁。如果制動(dòng)電流仍然超限，PLC控制主發(fā)勵(lì)磁接觸器LLC線圈失電，對(duì)電阻制動(dòng)主電路進(jìn)行保護(hù)。
(5)機(jī)車施行電阻制動(dòng)時(shí)，PLC接通制動(dòng)聯(lián)鎖電空閥ZLF線圈得電，切除了機(jī)車空氣制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)作用，使機(jī)車不能空氣制動(dòng)，而列車的空氣制動(dòng)正常，以防止擦傷機(jī)車動(dòng)輪和道軌。機(jī)車處于電阻制動(dòng)工況時(shí)，若施行緊急制動(dòng)，機(jī)車制動(dòng)管壓力上升，壓力繼電器1FYJ的常開觸頭閉合，PLC控制電阻制動(dòng)接觸器ZC和主發(fā)勵(lì)磁接觸器LLC線圈失電，ZC主觸頭切除1D～6D的勵(lì)磁電流，切除電阻制動(dòng)，同時(shí)ZLF線圈失電，恢復(fù)機(jī)車的空氣制動(dòng)性能，保證施行緊急制動(dòng)時(shí)有足夠的制動(dòng)力。同時(shí)PLC接通前向撒砂電空閥QSF或后向撒砂電空閥HSF線圈失電，機(jī)車撒砂，增加制動(dòng)粘著。
電阻制動(dòng)控制軟件設(shè)計(jì)
根據(jù)機(jī)車不同的運(yùn)行速度對(duì)電阻制動(dòng)力的要求而進(jìn)行的恒制動(dòng)電流及恒勵(lì)磁電流的控制。軟件設(shè)計(jì)框圖見圖3。
圖3 GKB3B型機(jī)車微機(jī)控制系統(tǒng)軟件流程圖
(1)通過司控器上的工況開關(guān)觸點(diǎn)信號(hào)，判斷機(jī)車是否是處于電阻制動(dòng)工況。
(2)與柴油機(jī)轉(zhuǎn)速成正比的脈沖信號(hào)送進(jìn)PLC的高速計(jì)數(shù)端口，經(jīng)過PLC計(jì)算后作為勵(lì)磁電流和制動(dòng)電流的基準(zhǔn)信號(hào)，即隨著司機(jī)手柄位的提升，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速升高，相應(yīng)的勵(lì)磁和制動(dòng)電流基準(zhǔn)信號(hào)也增加。
(3)與機(jī)車速度成正比的脈沖信號(hào)經(jīng)PLC計(jì)算后，一路作為電阻制動(dòng)恒制動(dòng)勵(lì)磁電流區(qū)和恒制動(dòng)電流區(qū)控制的分界信號(hào)；一路作為機(jī)車高速限流的控制信號(hào)。
(4)制動(dòng)電流和勵(lì)磁電流的反饋信號(hào)由霍爾元件組成的電流傳感器1LH。7LH組成。1LH～6LH分別檢測(cè)6個(gè)獨(dú)立的電阻制動(dòng)主回路中的制動(dòng)電流，并將其中絕對(duì)值最大的一個(gè)作為制動(dòng)電流反饋信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比較。7LH檢測(cè)由主發(fā)電機(jī)提供的勵(lì)磁電流，并將其與基準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比較。
(5)PLC根據(jù)機(jī)車速度，確定恒制動(dòng)勵(lì)磁電流區(qū)和恒制動(dòng)電流區(qū)控制，在恒制動(dòng)勵(lì)磁電流區(qū)域時(shí)，將勵(lì)磁電流偏差信號(hào)作為其輸出信號(hào)；在恒制動(dòng)電流區(qū)域時(shí)，將制動(dòng)電流偏差信號(hào)作為其輸出信號(hào)。通過PLC的高速脈沖輸出端口，采用定頻調(diào)寬斬波器對(duì)主發(fā)勵(lì)磁電流的控制來實(shí)現(xiàn)恒制動(dòng)電流或恒勵(lì)磁電流的控制，調(diào)節(jié)制動(dòng)力。
結(jié)束語
具有電阻制動(dòng)功能的GKD3B型0003號(hào)機(jī)車已在河南平頂山礦務(wù)局投入運(yùn)用。運(yùn)用表明：采用電阻制動(dòng)可以提高列車在下坡道上的運(yùn)行速度；大大降低機(jī)車車輛輪箍的磨耗；大量節(jié)省制動(dòng)閘瓦；最小限度地使用空氣制動(dòng)，使閘瓦、輪箍的發(fā)熱減小，提高了使用閘瓦時(shí)的制動(dòng)效果。由于列車上配備了兩套制動(dòng)系統(tǒng)，因而更能保證列車安全運(yùn)行。
