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§6-3 机车微机控制系统的输入、输出信号
一、输入信号 （1）司控器指令信号。O-15V电压信号—微机柜—与速度成正比的控制电 压—牵引/制动控制特性环节—控制目标计算值。 （2）电枢电流信号。用于特性控制、保护、显示等功能的操作。 （3）端电压信号。作为限压控制信号。 （4）励磁电流信号。牵引时：磁场消弱时的磁场电流反馈信号；电制动时： 电制动的特性控制信号。 （5）网侧电压信号。电压互感器-25KV/100V-降压变压器-100/5V-微机。 （6）移相同步电压信号。同步变压器—整流装置。 （7）主变压器次边绕组电流信号。过电流保护信号。
三、LCU在国产机车控制电路中的应用
§6-4 逻辑控制单元（LCU）在机车上的应用
1. SS8型电力机车的LCU系统 （1）运用情况概述
取代的对象：两个电器柜内的中间继电器与时间继电器； 效用：取代继电器总数为30个，继电器触头80对。 （2）结构
§6-4 逻辑控制单元（LCU）在机车上的应用
④ 输出信号 输出单元电路：高频调制信号—脉冲变压器耦合—MOSFET
5. 无加馈电流
无加馈电流
励磁未达到限制值 加馈桥未工作
§6-6 动车组牵引传动控制系统
一、CRH1动车组牵引传动系统 CRH1 动车组
该动车组由青岛四方一庞巴迪一鲍尔铁路运输设备有限公司 （BSP）提供，国外合作伙伴是庞巴迪运输瑞典AB（BT）。BSP动车组 是以庞巴迪公司为瑞典国家铁路和地方铁路开发的“Regina”动车组 为原型车经改变设计而成的。
§6-3 机车微机控制系统的输入、输出信号
二、输出信号
（1）主整流器触发脉冲。硅整流装置—机车工作状态控制（牵引/制动）。 （2）司机室电压表信号。 （3）牵引电机电压、电流信号。电制动记录仪—功率。 （4）保护功能信号。
三、其它信号
自动过分相装置—预备/强迫断信号—LCU分主断/合主断信号。 RS485接口—通用屏幕显示器。
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§6-2 机车微机控制系统的工作原理与结构
6.列车供电控制 直流电压870V-600V，电流：2×670A 7.自动过电分相控制 8.故障转换 一个插件箱的集中控制 9.交叉保护 10.自检、故障诊断、记录和显示 （1）静止时高低压自检 （2）实时故障监测 （3）诊断结果评判 （4）显示、操作
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§6-6 动车组牵引传动控制系统 CRH1列车基本单元
Mc1
Tp1
M1
M3
Tb
M2
Tp2
Mc2
TBU1
TBU3
TBU2
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§6-6 动车组牵引传动控制系统
牵引传动系统的能量传递与转换 CRH1的受电弓从接触网接受25KV 50Hz高压交流电能，经
过安装在车底架上的主变压器降成900V 50Hz交流电， 降压 后的交流电经网侧变流器转换成1650V DC直流电能，该直流 电再由牵引逆变器转换成可变频率可变电压的三相交流电送 给牵引电机，将电能转换成牵引列车的机械能。
（2）加馈制动 控制系统根据机车速度首先自动调节励磁电流，使制动 电流沿着速度=电流曲线变化。当励磁电流达到最大后，进入加馈制动工况， 通过调节电枢电压来维持制动电流。最小电枢电流：70A
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§6-2 机车微机控制系统的工作原理与结构
（3）电制动限制特性
（4）防空转、防滑行控制 软件实现 （5）空电联合制动控制 以机车准恒速加馈电阻制动和DK-1型机车电空 制动机为基础，以主手柄级位作为给定速度，根据机车速度（反馈速度）、 及其它信号的相关状态控制机车制动机的减压制动和充风缓解并对电制动 进行干预。
◆ 电流不平衡原因分析
§6-5 机车微机控制系统常见故障的分析及应急处理
◆ 电流冲动原因分析
§6-5 机车微机控制系统常见故障的分析及应急处理
2.过载 跳主断路器
A/D异常或保护逻辑误动作 电流传感器故障 电压传感器故障 硅机组触发电路故障
§6-5 机车微机控制系统常见故障的分析及应急处理
3. 窜车
§6-4 逻辑控制单元（LCU）在机车上的应用
功能
调速控制 整备控制 信号控制 其他控制 保护控制 故障显示
§6-5 机车微机控制系统常见故障的分析及应急处理
一、故障分析 1.电机电流不正常
§6-5 机车微机控制系统常见故障的分析及应急处理
（1）原因分析 ◆电机无流原因分析
§6-5 机车微机控制系统常见故障的分析及应急处理
§6-4 逻辑控制单元（LCU）在机车上的应用
2. SS9 型电力机车的LCU系统 （1）结构
§6-4 逻辑控制单元（LCU）在机车上的应用
① 主机板 主要完成输入点状态采集、逻辑运算、输出点状 态的确定以及与司机台显示器进行数据交换。
双机冗余设计：一台在线工作，另一台处于热等待状态。 RS-485标准，与显示器进行半双工串行通讯
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§6-2 机车微机控制系统的工作原理与结构
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§6-2 机车微机控制系统的工作原理与结构
3.机车微机控制系统的构成
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§6-2 机车微机控制系统的工作原理与结构
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§6-2 机车微机控制系统的工作原理与结构
二、SS9型电力机车微机控制系统简介 1.SS9机车微机控制系统的控制参数和保护参数
§6-4 逻辑控制单元（LCU）在机车上的应用
② 输入板 用于输入数字信号。
§6-4 逻辑控制单元（LCU）在机车上的应用
③ 输出板
§6-4 逻辑控制单元（LCU）在机车上的应用
§6-4 逻辑控制单元（LCU）在机车上的应用
④ 电源板
输入电压：77-135V； 输出电压：+ 5V/2A
± 24V/2A
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§6-4 逻辑控制单元（LCU）在机车上的应用
一、什么是LCU 在机车上使用的一种可编程逻辑控制单元。用以取代时间继电 器、中间继电器等低压电器和迂回线路，实现机车控制系统无触点 控制，从而提高机车电气控制线路的可靠性。 LCU主要由主机板、电源板、输入板、输出板等组成。 LCU与PLC的区别： （1）符合TB/T1394《 机车动车电子装置》的要求。 （2）PLC的工作电压为DC24V或AC220V，直流输出点的负载 能力低；LCU的控制电压为DC110V，且负载电流较大。
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第六章 机车微机控制
§6-1 机车微机控制系统概述
§6-2 机车微机控制系统的工作原理与结构
§6-3 机车微机控制系统的输入、输出信号
§6-4 逻辑控制单元（LCU）在机车上的应用
§6-5 机车微机控制系统常见故障的分析及应急处理
§6-6 动车组牵引传动控制系统
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§6-1 机车微机控制系统概述
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§6-6 动车组牵引传动控制系统
牵引传动系统的能量传递与转换过程示意图
主变压器 高压侧变流器 牵引逆变器 牵引逆变器
（3）粘着限制 由两段折线构成。用速度 = 电流限制曲线作为粘着限制 控制曲线。
（4）对轴重转移进行电气补偿 （5）对速度监控装置常用制动命令的响应：接收到列车运行监控记录常 用制动命令时，封锁触发脉冲，取消牵引力。
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§6-2 机车微机控制系统的工作原理与结构
3.制动控制 （1）特性控制
机车新技术
电气工程系
电力机车专业专题讲座
西安铁路职业技术学院 电气工程系
第六章 机车微机控制
目录
第一章 我国机车牵引动力的发展及新型机车与动车组简介 第二章 高速铁路行车及重载运输 第三章 高速机车走行部技术 第四章 机车交流传动技术 第五章 机车柴油机的优化技术 第六章 机车微机控制系统 第七章 机车故障与维修理论 第八章 列车运行安全理论及新型行车安全设备
通用性、灵活性、重现性、可靠性和智能性
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§6-1 机车微机控制系统概述
二、机车微机控制系统的特点 ◆ 三级分级结构 （1）人机对话级：CPU：80486，C语言编程。时钟、轮径、 累计参数、监控信号、故障记录查询、自检选择、工况参数及 自检结果显示。 （2）机车特性控制级：CPU：80C186，FUPLA功能块语言 编程。 （3）变流器控制级：CPU：80C196，汇编语言编程，晶闸管 发出脉冲控制。
§6-4 逻辑控制单元（LCU）在机车上的应用
二、LCU的特点 （1）LCU的核心部分采用大规模集成电路技术，外部接线少， 可靠性高，抗干扰性能强、功耗低、速度快、精度高。 （2）可利用软件编程来完成控制任务。 （3） LCU的硬件结构为通用型模块设计，组合及扩展性强。
§6-4 逻辑控制单元（LCU）在机车上的应用
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§6-1 机车微机控制系统概述
微机控制系统由两个结 构相同的PHAI-16微机控制 箱和两组司机台和副机台、 故障显示器等组成。
由日本川崎重工引进的6K型电力机车
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§6-1 机车微机控制系统概述
2.国产机车微机控制系统的发展概况
国产交直传动电力机车控制系统的发展经历了如下历程： （1）有触点控制:SS1型电力机车。 （2）模拟控制:SS3、SS4型电力机车。 （3）微机控制:SS8、SS4B、TM1、SS9、DDJ1、SS7D、SS7E等车型。
控Байду номын сангаас列车的运行速度
列车的加速度调节 牵引电动机转矩
轮轴空气制动力矩控制
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§6-2 机车微机控制系统的工作原理与结构
1.牵引/制动主电路
（1）牵引工况
（2）制动工况
加馈制动
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§6-2 机车微机控制系统的工作原理与结构
1.控制方法