機(jī)車接地?zé)粼\斷電路故障的Multisim仿真

摘要： 應(yīng)用Multisim軟件，對使用接地?zé)魴z查機(jī)車電器回路故障進(jìn)行了仿真分析和設(shè)計(jì)舉例。

關(guān)鍵詞： Multisim； 接地?zé)簦?故障診斷

中圖分類號：TP391.9

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：2095-2163（2017）04-0128-02

0引言

《機(jī)車電傳動》課程中電路故障的診斷是教學(xué)難點(diǎn)之一，如果實(shí)踐環(huán)節(jié)尚不完善，可以借助Flash、AutoCAD（二次開發(fā)）等制作專業(yè)課件輔助教學(xué)[1-2]，但起點(diǎn)較高，分享受限。本文應(yīng)用電路仿真軟件Multisim [3-4]進(jìn)行機(jī)車電路故障診斷的仿真設(shè)計(jì)，既能觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并獲取數(shù)據(jù)，又貼近實(shí)際，簡便易行。下面即圍繞接地?zé)粼砑笆褂媒拥責(zé)粼\斷FLC（輔助發(fā)電機(jī)勵磁接觸器）線圈的常見電故障進(jìn)行論述，以為同類研究提供有益借鑒。本文即對此課題展開如下應(yīng)用設(shè)計(jì)研究。

1接地?zé)粼砑胺抡?/p>

國產(chǎn)DF4D、DF8B、DF11等典型內(nèi)燃機(jī)車都采用接地?zé)粽裏?DD、負(fù)燈2DD來顯示輔助回路、控制回路、照明回路（ZMK閉合在照明位）是否存在接地故障，而NJ2機(jī)車[5]則采

[LL]用交流發(fā)電機(jī)接地檢測衰減器（GDA）通過微機(jī)檢測各類接地故障，這里僅就國產(chǎn)機(jī)車接地?zé)魹槔M(jìn)行分析。正、負(fù)燈的一端分別接96 V蓄電池的正、負(fù)端，另一端用香蕉插頭插入車體接地?zé)舨遄?，車體短接了兩插頭，相當(dāng)于Multisim12仿真圖中開關(guān)S1閉合（見圖1），使正、負(fù)燈串聯(lián)于直流電路中，因兩燈型號相同，通過電流相同（通過串接電流檔萬用表XMM1、XMM2測得，見圖1及表1中類型1），功率損耗相同，其亮度也應(yīng)一致。

將正、負(fù)燈的一端分別接96 V正、負(fù)，另一端引線分別單獨(dú)觸地，兩燈應(yīng)都不亮，否則為與正、負(fù)電源相連的電路中存在接地故障，根據(jù)上述原理，正燈另一端觸地不亮、負(fù)燈另一端觸地很亮為電路正端接地，相反為負(fù)端接地，分別相當(dāng)于圖1中S1、S2閉合及S1、S3閉合兩種類型（見表1中類型3、5）；若這2種類型中的S2、S3虛接，則分別為正端虛接地和負(fù)端虛接地（見表1中類型2、4）。

這里將Multisim軟件引入鐵道機(jī)車電路仿真的關(guān)鍵是合理借用元器件，考慮到機(jī)車電路的表達(dá)有著指定規(guī)范，因而對所選元件的自定義除了參數(shù)修改，還有表現(xiàn)形式，需要對元件的標(biāo)簽內(nèi)容、顯示參數(shù)設(shè)置、元器件虛擬參數(shù)、設(shè)置故障點(diǎn)等選項(xiàng)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。另外，為實(shí)現(xiàn)Labview程序界面顯示Multisim仿真結(jié)果（實(shí)質(zhì)是再現(xiàn)Labview原始“測試”結(jié)果），需進(jìn)行Labview和Multisim的聯(lián)合仿真[6]，這里不再贅述。

2電器回路故障診斷

根據(jù)前述接地?zé)粼?，柴油機(jī)啟動前，閉合蓄電池閘刀，正、負(fù)燈亮度應(yīng)一致，若正燈亮、負(fù)燈滅（或較暗），說明回路負(fù)端有（虛）接地，或未接通電源的線圈正端接地[7]；若負(fù)燈亮、正燈滅（或較暗），說明回路正端有（虛）接地，或已接通電源的線圈正端接地。若正、負(fù)燈亮度不一致，但關(guān)閉ZMK（將照明回路正負(fù)線與蓄電池隔離）后一致，則為照明回路接地，關(guān)閉ZMK后仍不一致，即為輔、控回路接地；若關(guān)斷某控制回路電源、閉合該回路繼電器后接地?zé)舫霈F(xiàn)變化則為輔助回路接地，反之為控制回路接地。

柴油機(jī)啟動后，因輔助發(fā)電機(jī)QF工作，1DD、2DD的電源變?yōu)?10 V，為防低壓回路正端、負(fù)端同時接地導(dǎo)致某些電器誤動作，應(yīng)拔下香蕉插頭，但可利用該接地?zé)粼聿檎覚C(jī)車運(yùn)用中可能出現(xiàn)的電器回路斷路（或虛接）處所，接地?zé)羰菣C(jī)車乘務(wù)員行車中檢查電器回路故障的重點(diǎn)有效工具。實(shí)踐證明，用正燈檢測時，斷開被測電路電源，查找電路中線圈（或用電器）斷路和負(fù)端斷路處所比較方便，燈亮為該點(diǎn)以后的電路良好，燈不亮為后部電路有斷路；用負(fù)燈檢測時，讓控制電路進(jìn)入工作狀態(tài)，查找線圈前部電路的斷路處所比較方便[8]，燈亮為該點(diǎn)前部的電路良好，燈不亮為該點(diǎn)前部電路有斷路，故障點(diǎn)在燈亮與不亮的2次觸點(diǎn)之間；開關(guān)較多時，可先測試中部位置，優(yōu)選分段查找，提高效率。例如：閉合輔助發(fā)電開關(guān)5K，F(xiàn)LC線圈未通電，可保持5K閉合的狀態(tài)下，并用負(fù)燈2DD檢查線圈前部電路，先觸9ZJ觸頭[9]（以DF8B機(jī)車電路為例）兩端，若觸靠5K一側(cè)時（閉合S4）燈亮而觸靠GFC常閉觸指一側(cè)時（閉合S5）燈不亮，即為9ZJ常閉觸指斷路（見圖2）；若觸靠GFC常閉觸指一側(cè)時燈也亮，再用2DD觸GFC觸頭兩端，若觸靠9ZJ觸指一側(cè)時燈亮而觸靠FLC線圈一側(cè)時（閉合S6）燈不亮，即為GFC常閉觸指斷路；若觸靠GFC常閉觸指FLC線圈一側(cè)及FLC線圈正端時（相當(dāng)于也檢查了GFC常閉觸指和FLC線圈間的連線）燈也亮，[LL]則需斷開5K，用正燈1DD檢查線圈和負(fù)端電路，分別點(diǎn)觸FLC線圈兩端，若實(shí)觸負(fù)端電路時（閉合S8）燈亮而觸靠GFC常閉觸指一側(cè)時（閉合S7）燈不亮，即為FLC線圈斷路故障。

3結(jié)束語

國產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)車通過接地?zé)粼诓裼蜋C(jī)啟動前顯示低壓回路是否存在接地點(diǎn)，為機(jī)車檢修和乘務(wù)人員提供電路安全重要信息，若有接地，可用接地?zé)糁苯訖z查故障處所；柴油機(jī)啟動后，機(jī)車乘務(wù)員可把接地?zé)艮D(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)急電路故障診斷的技術(shù)工具。本次仿真實(shí)驗(yàn)表明，把Multisim軟件應(yīng)用于機(jī)車電路故障診斷的仿真教學(xué)，可收如臨其境、貼近實(shí)踐、事半功倍之效，既簡易直觀，又切實(shí)可行，有必要展開后續(xù)的進(jìn)一步研究與開發(fā)。

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