HXD1C型电力机车受电弓控制原理分析

庄会华，曾永全

（1.昆明铁道职业技术学院,云南昆明,650000；2.中国铁路昆明局集团有限公司,云南昆明,650000）

1 HXD1C电力机车网络控制系统

HXD1C电力机车车载网络控制系统采用符合 IEC61375标准[2]，DTECS网络控制平台为基础的微机网络控制系统。

1.1 HXD1C 电力机车网络控制系统拓扑结构

HXD1C电力机车网络系统为分布式列车电子控制系统，各个功能模块分布安装在两个司机室及其机械间低压电器柜内，通过绞线式列车总线WTB、多功能车辆总线MVB进行通讯，并且车辆上的功能单元如：BCU、TCU也是通过多功能车辆总线MVB与网络进行通信，其拓扑结构简图如下图1[1]所示。

图1 网络控制系统拓扑结构简图

网络控制系统模块组成：中央控制单元CCU、司机室输入输出单元CIO、传动控制单元TCU、机械间输入输出单元MIO、制动控制单元BCU、列车供电控制单元ETS、以太网交换机单元ESU及微机显示屏IDU 。

1.2 HXD1C电力机车网络控制系统逻辑控制关系

中央控制单元CCU组成由车辆控制模块VCM、WTB/MVB网关GWM和记录存储模块ERM构成，各个模块之间通过车辆总线MVB连接。实现车辆级过程控制、通信管理控制、显示控制、故障诊断、列车级过程控制、列车总线管理、列车级数据通信、数据记录、数据转储功能。

图2 网络控制CCU

网络控制系统CIO：CIO在司机室右侧司机台下方低压柜的布局（从上到下依次为DIM、DXM和AXM模块）。

司机室输入输出单元CIO由数字量输入输出模块DXM、数字量输入模块DIM、模拟量输入输出模块AXM构成，各个模块之间通过车辆总线MVB连接。

图3 网络控制CIO

将车辆间电气信号转换成控制信号，经由列车控制网络传送给CCU的车辆控制模块VCM，完成各种控制功能；控制信号输出：将网络控制信号转换成电气信号，控制如继电器等设备。

图4 网络控制MIO

机械间输入输出单元MIO由数字量输入输出模块DXM（E31-E36）、数字量输入模块DIM（E37）构成，各个模块之间通过车辆总线MVB连接。

输入信号采集：将车辆间电气信号转换成控制信号，经由列车控制网络传送给CCU的车辆控制模块VCM，完成各种控制功能。

控制信号输出：将网络控制信号转换成电气信号，控制如继电器等设备。

网络控制系统IDU：

列车信息显示：向车辆驾驶人员和维护人员提供车辆综合信息，各设备的工作状态，故障信息的综合与处理等功能。

参数设定：对轮径值、列车重量、站点、时间日期等参数进行更改与设定。

HXD1C电力机车网络控制系统逻辑控制关系如下图5所示。

图5 网络控制系统逻辑控制关系示意图

2 HXD1C电力机车受电弓控制原理

2.1 升弓控制

在每端的司机操纵台上有1个受电弓扳健开关，它有“升弓”和“降弓”2个自复位和1个锁定的“0”位。

每一台机车的升弓条件应在占用端司机室的IDU上采用“状态总览”的方式显示[2]。

现将对升弓过程进行分析：

（1）升弓条件

在升起受电弓之前，以下条件必须完全满足[3]：

至少有一个车顶隔离开关在闭合位；

Panto/HVB 的自动开关=21-F114 是闭合的；

充足的气压；

没有降弓命令；

机车模式选择开关在“正常”位；

没有HVB闭合禁止；

TCU1/TCU2的自动开关至少有1个是闭合的；

CCU和TCU的通讯正常；

没有检测到库内供电或辅机测试；

没有由以下原因引起的由BRAM储存的升弓禁止：

·-由TCU检测到的升弓禁止

a.-HVB分断故障；

b.-在HVB闭合请求前已经检测到超过30A的原边电流；

·HVB分断故障；

有1个司机室是占用的或者机车是重联模式下的重联车；

部件自检已经完成；

受电弓切断阀在“打开cut in”位置；

被选中的受电弓没有升弓故障或者降弓故障；

没有蓄电池欠压信号。

司机按下“升弓”扳键开关，CCU将检测升弓条件是否满足，通过控制电路使升弓电空阀得电。针对升弓条件，相应的升弓控制电路分析如下。

（2）升弓电路

升弓气路控制：

受电弓切断阀=28-A01.U99（钥匙箱）可以隔离受电弓气路，如果受电弓气路被隔离了，2台受电弓都不能升起。受电弓切断阀的状态应由CCU通过MIO进行检测。图6是受电弓切断阀控制电路。

运用实证分析法，对从“中国裁判文书网”以“患者知情同意”为关键词检索到的95份判决书进行统计分析，通过图表的方式将统计数据以直观的形式予以展现，以判决书及统计结果为基础，分析司法实践中侵害患者知情同意权责任纠纷案件的特点、问题提出相应的完善对策。

图6 是受电弓切断阀控制电路

受电弓切断阀在“打开cut in”位置，安全联锁手柄在“on”位，受电弓的气路打开。

受电弓的升弓模式：

一台机车安装2台受电弓，靠近1端司机室的受电弓为=11-E07，靠近2端司机室的受电弓为=11-E08。司机可以通过受电弓模式选择开关=21-S51来选择受电弓的升弓模式。

受电弓模式选择输入信号到MIO的DXM31模块（E31_02、E31_03），通过MIO经MVB将升弓模式信号传输给CCU。输入信号[3]如表1所示：

表1 受电弓模式选择输入信号

图7是受电弓升弓模式选择控制电路。

图7 受电弓的升弓模式选择电路

司机升弓指令：

司机在司机操纵台上将受电弓扳键开关打在“升弓”位，升弓指令输入信号至司机室输入输出单元CIO,通过CIO经车辆控制总线MVB将指令信号传输给CCU。

受电弓升弓电空阀得电：

在占用端司机室，司机通过推动“升弓”扳健开关，如果CCU检测到所有升弓条件都满足，受电弓升弓电空阀得电，升起受电弓。这个命令在一列车中重联的所有机车上都有效。

2.2 降弓控制

降弓操作可以通过推动“降弓”扳健开关=21-S11或者=21-S21进行。同样当升弓条件不满足时（受电弓禁止），受电弓也会降下。

降弓时，如果HVB是闭合的，HVB应首先断开，受电弓延时0.6秒后降下[3]。

在重联运行时，本务机车的降弓命令应同样导致重联机车降弓。

2.3 受电弓监控

受电弓安装有滑板检测装置，受电弓升弓后通过受电弓控制阀板上的压力开关反馈压力信号。

升弓故障：控制受电弓电空阀升弓后，没有检测到压力存在的反馈信号（延时15秒）。这故障应由CCU储存同时CCU 封锁故障受电弓[3]。

降弓故障：有降弓请求后，仍然检测到了存在压力的反馈信号（延时15秒）。这故障应由CCU储存同时CCU封锁故障受电弓[3]。

3 结束语

本文介绍了HXD1C型电力机车DTECS网络控制平台为基础的微机网络控制系统，并通过示意图展示了HXD1C型电力机车网络控制系统各控制单元之间的逻辑控制关系；针对受电弓的升弓条件，重点分析了HXD1C电力机车升弓控制原理，并讨论了HXD1C电力机车降弓控制，得出HXD1C电力机车受电弓控制过程是：在占用端司机室，司机通过推动“升弓”或“降弓”扳健开关，网络控制系统CCU检测受电弓升弓或降弓条件是否满足，受电弓电空阀得电或失电，完成升弓或降弓。通过受电弓控制阀板上的压力开关向CCU反馈压力信号，实现对受电弓的监控，并在微机显示屏IDU上显示相应受电弓的状态信息或故障信息。