CRH自动过分相装置原理动车论坛

CRH自动过分相装置原理

当机车得到过分相预告信号后，首先进行确认，然后封锁触发脉冲，延时断开主断路器，使机车惰行通过无电区。在通过无电区后，由机车自动检测网压从无到有的跳变并确认，再合主断路器，顺序启动辅机，然后限制电流上升率，启动机车。除分相预告信号与地面设施有关外，其余一切操作都由机车自动完成，无需人工干预。

在离分相区两端约60 m处的线路上，左、右各埋1块磁铁，一个分相区只需要4块磁铁。机车头部靠近铁轨处左右各设1个感应器，当机车通过磁铁时，感应器就接收到信号，再由感应器向机车微机控制系统发送110 V电平的预告信号。机车微机控制系统在收到该预告信号后延迟一定时间，向感应器发出一个20 ms宽、110 V电平的复位信号，使感应器复位，预告信号随之消失。所延迟的时间用于完成对预告信号的确认，封锁触发脉冲，等待电机电流衰减和断开主断路器，并留有一定余量。但延时时间不能太长，必须保证机车开始进入分相区时使感应器复位，以便进行下一次的检测。当机车驶离分相区时，感应器也相应动作，机车在经过同样延时后再次使感应器复位，而这一次感应器所发的信号没有实际意义，它只是为了线路上车辆双向行驶的需要才设置的。图1信号的时序图。

预告信号与复位信号的时序

机车上为了实现自动过分相的功能，一是必须在主断路器前设置25 kV的高压电压互感器，以便检知是否已过了分相区；二是利用微机系统已有的硬件：1个数字输入口用于检知预告信号，2个数字输出口，分别发出感应器复位信号及合主断路器命令。自动过分相分主断路器命令，可与机车保护用的分主断路器命令合用，由软件来区分主断分的原因。国产相控电力机车上一般都装有高压互感器，用于提供一次侧电压信号和检测无功功率。所以为了实现过分相的自动控制，一般不需另行增加设备。

实现机车上过分相的自动控制，对微机控制的机车(如SS8、SS9、SS4B)来说是不难解决的，主要通过软件来实现；而对于模拟控制的相控机车(如SS4改、SS3B、SS6、SS6B)，则需进行改造，加装一些小设备；对于用调压开关进行调压的机车(如SS1、SS3)则较难于实现。

优点是：

(1) 投资最低，仅需解决过分相的预告信号问题。

(2) 主断路器只分断辅机的小电流，而不需分断牵引电机电流，因而对主断路器电寿命影响不大。

(3) 过分相区后能自动控制电流上升率，不会有冲击电流，对列车造成的冲动也比较小，提高了乘客的舒适度。

(4) 过分相的自动控制与列车速度无关，可适应低速、常速、准高速和高速的要求。

(5) 预告信号的检测采用了2套冗余，所以使用可靠，没有发生过问题。

(6) 无需人工干预。

(7) 可以适应多弓的列车。头车在接到分相预告信号后，发出命令到其他动力车，使各动力车几乎同时封锁脉冲和断开主断路器，由各车自己判断是否通过了分相区。这样合主断路器命令是相继发出的，因而可减少整个列车牵引力的损失。昆明至石林的动车组上有3台动车、3弓并举，就是采用这种方法自动过分相的。

缺点是：机车上有一段时间是断电的，且断电时间长，而断电时间的长短与通过速度有关。

假定分相处接触网供电死区长60 m，那就在分相区前60 m处设预告信号。按SS8目前的控制软件，在预告信号收到后经430 ms(3次确认180 ms，封脉冲延时200 ms，主断路器分断50 ms)机车断电。过分相区后经200 ms主断路器合、机车得电(3次确认180 ms，主断合20 ms)。机车完全断电时间按下式计算：

若v1=160 km/h，v2=200 km/h，v3=250 km/h，v4=300 km/h，相应t1=2.47 s，t2=1.93 s，t3=1.498 s，t4=1.21 s。

机车过完分相、主断路器合后的情况，不论采用哪一方案都是相同的，这主要取决于辅机的启动时间和旅客的舒适度要求。电机电流上升到额定电流约需4 s。相对于4 s而言，在高速时影响甚微，而在低速时影响比较明显。