内燃机车直流牵引电机故障防护装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及机车故障监测【技术领域】，特别涉及一种内燃机车直流牵引电机故障防护装置，包括电火花采集单元和处理模块，电火花采集单元用于采集电机换向器处的火花信息并输出控制信号至处理模块，处理模块根据控制信号使机车的卸载继电器得电卸载电机。通过设置电火花采集单元，对换向器处出现的火花进行检测，并根据检测到的结果进行处理，出现环火隐患时，及时对电机进行卸载，防止对电机造成损坏。
【专利说明】内燃机车直流牵引电机故障防护装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及机车故障监测【技术领域】，特别涉及一种内燃机车直流牵引电机故 障防护装置。
【背景技术】
[0002] 机车牵引电机是东风系列内燃机车的核心部件，我国铁路部门使用的电传动机车 上，均采用六台大功率直流电机作牵引动力，它是电传动机车的心脏，安装于机车底部。电 机工作时电机转子的驱动电流是经由换向器进入的，换向器表面产生的火花是直流电机所 固有的缺陷，是不可避免的。少量微弱的火花危害不大，是允许的，铁路检测部门将火花分 为五个等级，并规定电机正常运行时火花不应超过2级，当火花强烈时，同时伴有闪光与巨 响，这种现象称为环火，俗称"放炮"。
[0003] 环火现象的发生有多种原因，比如电机不良，或电机工作在沙尘、雨霜等恶劣天气 中，或电机的负载剧烈变化等等，都会导致环火现象。环火发生时，电机内部电枢元件和换 向器被电弧短路，绕组内流过很大的短路电流，轻者烧损换向器和刷架，严重时可将电机绕 组烧断货短路，进而引起电机机械损坏。环火短路的冲击电流和过电压，还能击穿硅整流元 件，烧损励磁电路相关的电器元件。电机环火后，轻则影响列车正点运行，重则造成运缓、机 破，严重影响着铁路运输的安全。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的在于提供一种内燃机车直流牵引电机故障防护装置，能够有效 监控电机环火并及时断开电机供电。
[0005] 为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案为：一种内燃机车直流牵引电机故 障防护装置，包括电火花采集单元和处理模块，电火花采集单元用于采集电机换向器处的 火花信息并输出控制信号至处理模块，处理模块根据控制信号使机车的卸载继电器得电卸 载电机。
[0006] 与现有技术相比，本实用新型存在以下技术效果：通过设置电火花采集单元，对换 向器处出现的火花进行检测，并根据检测到的结果进行处理，出现环火隐患时，及时对电机 进行卸载，防止对电机造成损坏。
【专利附图】
【附图说明】
[0007] 图1是本实用新型的原理框图；
[0008] 图2是本实用新型的电路图；
[0009] 图3是本实用新型电火花探测器的安装示意图。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合图1至图3,对本实用新型做进一步详细叙述。
[0011] 参阅图1，一种内燃机车直流牵引电机故障防护装置，包括电火花采集单元106和 处理模块，电火花采集单元106用于采集电机换向器处的火花信息并输出控制信号至处理 模块，处理模块根据控制信号使机车的卸载继电器300得电卸载电机，卸载电机即电机断 电停止工作。通过设置电火花采集单元106,对电机换向器处的火花进行采集，一旦换向器 处的火花超过规定的等级，即超过2级火花，就输出控制信号至处理模块进行处理。这里， 利用了机车现有的卸载继电器300对电机进行控制，既可靠又安全。
[0012] 参阅图2,本实施例中，机车有六个电机，每个电机处均设置有一个电火花米集单 元106,确保每个电机都能得到有效的监控。更进一步地，所述的各电火花采集单元106均 包括四个电火花探测器11，电机相邻的两个碳刷12之间布置有一个电火花探测器11，电火 花探测器11和碳刷12沿周向交错间隔布置，如图3所示，设置四个电火花探测器11，确保 每两个碳刷12之间会产生火花的部分都能及时的被发现。
[0013] 参阅图2,电火花采集单元106可按如下电路进行设计，所述的电火花探测器11为 光敏二极管，光敏二极管并联后负极与比较器的反向输入端端相连、正极与电源负极相连； 比较器的同相输入端通过电阻与电源正极相连且通过可变电阻、电阻与电源负极相连，t匕 较器的反向输入端通过电阻与电源正极相连且还通过电容与电源负极相连。这里的可变电 阻可以调节电火花采集单元106的精度，避免产生误判。
[0014] 作为本实用新型的优选方案，本装置100还包括电压转换单元101，电压转换单元 101的输入端与机车电器柜200相连，电压转换单元101将机车电器柜200输出的110V电 压转换成12V电压后为电火花采集单元106、处理模块供电，通过设置电压转换单元101，本 装置100可直接从机车电器柜200取电。
[0015] 机车在加载时，电压转换单元101从机车电器柜200所获得的电压富含杂波、干扰 严重，故这里优选地，本装置100还包括电源切换单元103,电火花采集单元106与电压转 换单元101间设置有蓄电池104,蓄电池104的正负极构成所述的电源正、负极；所述的电 压转换单元101为电源切换单元103供电，电源切换单元103包括继电器J4和继电器J5， 电压转换单元101得电后，继电器J5吸合连通电火花采集单元106和蓄电池104 ;机车惰 行时，继电器J4未动作，电压转换单兀103为蓄电池104充电，机车加载时，继电器J4吸合 断开电压转换单元101与蓄电池104之间的连接。蓄电池104输出纯净的直流电压，能够 保证电火花采集单元106工作的稳定性，机车在加载时，通过蓄电池104为电火花采集单元 106供电，电火花采集单元106输出的结果更为准确。
[0016] 更优选地，本装置100还包括延时单元105,所述的处理模块包括灯光示警单元 107,每个电火花采集单元106的输出端均布置一个灯光示警单元107 ;继电器J5吸合时， 延时单元105、灯光示警单元107的输入端均与蓄电池104的输出端相连；延时单元105包 括继电器J3,继电器J3未动作时，电火花采集单元106与灯光示警单元107断开连接，延时 单元105得电后继电器J3延时得电吸合连通电火花采集单元106与灯光示警单元107。这 里设置延时单元105,保证了机车在卸载状态时，电火花采集单元106的与处理模块的连接 是断开的，因为在机车卸载状态下，电机是不会发生环火现象的，只有在机车加载时，延时 单元105才会得电，继电器J3才会吸合，处理模块才能接收到电火花采集单元106的输出 信号。这里的每个灯光示警单元107均由三个发光二极管构成，其中一个放在控制室，另外 两个分别放置在火车两端的驾驶室内，以方便相关人员能够及时发现某台电机环火隐患。
[0017] 更进一步地，所述的处理模块包括还包括光耦隔离单元108、电机及语音控制单元 109,继电器J3吸合时，电火花采集单元106的输出端经过光耦隔离单元108与电机及语音 控制单元109的输入端相连；所述的电机及语音控制单元109包括继电器J2,继电器J2吸 合时机车电器柜200的输出端与机车卸载继电器300的输入端相连，卸载继电器300得电 后电机卸载，继电器J2吸合时电压转换单兀101的输出端与声音不警单兀110的输入端相 连，开启语音报警。经光耦隔离后，电火花采集单元106输出的控制信号能够进入机车走车 电路，利用走车电路中的并联联锁，达到准确控制的目的。另外，通过声音示警单元110的 声音报警，更能及时让司机获知电机环火隐患信息。
[0018] 作为本实用新型的优选方案，所述的电压转换单元101的输出端设置有复位单元 102,复位单元102包括继电器J1和复位开关，复位开关按下时继电器J1得电并断开电压 转换单元101与其后续电路的连接。当司机排除电机故障后，可通过按压复位开关，将本装 置电路复位，本实施例中，复位开关也设置有三个，分别布置在控制室和两端的驾驶室内。
【权利要求】
1. 一种内燃机车直流牵引电机故障防护装置，其特征在于：包括电火花采集单元 (106)和处理模块，电火花采集单元（106)用于采集电机换向器处的火花信息并输出控制 信号至处理模块，处理模块根据控制信号使机车的卸载继电器（300)得电卸载电机。
2. 如权利要求1所述的内燃机车直流牵引电机故障防护装置，其特征在于：机车有六 个电机，每个电机处均设置有一个电火花米集单兀（106)。
3. 如权利要求2所述的内燃机车直流牵引电机故障防护装置，其特征在于：所述的各 电火花采集单元（106)均包括四个电火花探测器（11)，电机相邻的两个碳刷（12)之间布置 有一个电火花探测器（11)。
4. 如权利要求1、2或3所述的内燃机车直流牵引电机故障防护装置，其特征在于：所 述的电火花探测器（11)为光敏二极管，光敏二极管并联后负极与比较器的反向输入端端 相连、正极与电源负极相连；比较器的同相输入端通过电阻与电源正极相连且通过可变电 阻、电阻与电源负极相连，比较器的反向输入端通过电阻与电源正极相连且还通过电容与 电源负极相连。
5. 如权利要求4所述的内燃机车直流牵引电机故障防护装置，其特征在于：本装置 (100)还包括电压转换单元（101)，电压转换单元（101)的输入端与机车电器柜（200)相 连，电压转换单元（101)将机车电器柜（200)输出的110V电压转换成12V电压后为电火花 采集单元（106)、处理模块供电。
6. 如权利要求5所述的内燃机车直流牵引电机故障防护装置，其特征在于：本装置 (100)还包括电源切换单元（103)，电火花采集单元（106)与电压转换单元（101)间设置有 蓄电池（104)，蓄电池（104)的正负极构成所述的电源正、负极；所述的电压转换单元（101) 为电源切换单元（103)供电，电源切换单元（103)包括继电器J4和继电器J5,电压转换单 元（101)得电后，继电器J5吸合连通电火花采集单元（106)和蓄电池（104);机车惰行时， 继电器J4未动作，电压转换单兀（103)为蓄电池（104)充电，机车加载时，继电器J4吸合 断开电压转换单元（101)与蓄电池（104)之间的连接。
7. 如权利要求6所述的内燃机车直流牵引电机故障防护装置，其特征在于：本装置 (100)还包括延时单元（105)，所述的处理模块包括灯光示警单元（107)，每个电火花采集 单兀（106)的输出端均布置一个灯光不警单兀（107);继电器J4吸合时，延时单兀（105)与 蓄电池（104)的输出端相连；延时单元（105)包括继电器J3,继电器J3未动作时，电火花 采集单元（106)与灯光示警单元（107)断开连接，延时单元（105)得电后继电器J3延时得 电吸合连通电火花采集单元（106)与灯光示警单元（107)。
8. 如权利要求7所述的内燃机车直流牵引电机故障防护装置，其特征在于：所述的处 理模块包括还包括光耦隔离单元（108)、电机及语音控制单元（109)，继电器J3吸合时，电 火花采集单元（106)的输出端经过光耦隔离单元（108)与电机及语音控制单元（109)的输 入端相连；所述的电机及语音控制单元（109)包括继电器J2,继电器J2吸合时机车电器柜 (200)的输出端与机车卸载继电器（300)的输入端相连，卸载继电器（300)得电后电机卸 载，继电器J2吸合时电压转换单兀（101)的输出端与声音不警单兀（110)的输入端相连， 开启语音报警。
9. 如权利要求5-8任一项所述的内燃机车直流牵引电机故障防护装置，其特征在于： 所述的电压转换单元（101)的输出端设置有复位单元（102)，复位单元（102)包括继电器 J1和复位开关，复位开关按下时继电器J1得电并断开电压转换单元（101)与其后续电路的 连接。
【文档编号】H02H7/08GK203850821SQ201420216570
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2014年4月29日
【发明者】刘君平, 史茂, 陶庆海, 赵俊贤, 仇多华, 戴建军, 梁东, 贾涛 申请人:戴建军, 梁东