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關(guān)鍵詞：ZD(J)9轉(zhuǎn)轍機(jī)、控制電路、安全開關(guān)、電動(dòng)機(jī)

1、引言
      我公司竹子林車輛段安裝了四十臺(tái)ZD（J）9轉(zhuǎn)轍機(jī)，它是一種正在逐漸推廣使用的新型三相交流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)。最近，我們?cè)诠こ舔?yàn)收過程中發(fā)現(xiàn)，斷開機(jī)內(nèi)安全開關(guān)后，轉(zhuǎn)轍機(jī)仍可啟動(dòng)，并帶動(dòng)道岔至“四開”位置。這種情況將給日后維修工作人員的人身安全和設(shè)備安全帶來極大的威脅。另外，轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)的三相電機(jī)缺相運(yùn)行會(huì)造成電機(jī)發(fā)熱，大大縮短其使用壽命，增加維修成本。為此，提出改進(jìn)控制電路的建議。

2、防誤辦技術(shù)
       在有人介入的系統(tǒng)里，減少和防止操作失誤或者在錯(cuò)誤操作下仍使系統(tǒng)處于安全狀態(tài)的技術(shù)稱作防誤辦技術(shù)。上世紀(jì)70年代，日本學(xué)者奧村幾正根據(jù)安全對(duì)策所能達(dá)到的目標(biāo)，將所有安全技術(shù)做了分類，其中就包括防誤辦技術(shù)。它已經(jīng)在我國的車站信號(hào)控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。防誤辦技術(shù)包含有防止誤操作和誤辦無危險(xiǎn)兩項(xiàng)內(nèi)容。誤辦無危險(xiǎn)是指，既使人員誤操作，也不會(huì)造成危及行車和人身安全的后果。本文所有的分析和建議，就是在誤辦無危險(xiǎn)的要求下提出的，以求通過技術(shù)手段，減少人的介入，來提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。

3、控制電路的分析
   (1)  啟動(dòng)電路的分析
      如圖1所示，安全接點(diǎn)01-02串接在13-14和三相電機(jī)的V相之間，斷開安全開關(guān)實(shí)際上只斷開了三相電路當(dāng)中的一相。當(dāng)控制臺(tái)操縱道岔時(shí)，1DQJ↑→ 1DQJF↑→2DQJ轉(zhuǎn)極；此時(shí)1DQJ勵(lì)磁電路被2DQJ切斷，而BHJ在缺了一相后不會(huì)吸起，即1DQJ的自閉電路無法接通，1DQJ依靠自身的緩放功能保持0.5S左右才落下；因此在這0.5S內(nèi)，三相電源中的兩相仍可傳出去。這兩相電源將構(gòu)成一個(gè)交流高壓回路（約380V），并通過轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)一些裸露的端子對(duì)人身形成威脅，出現(xiàn)了安全開關(guān)并不安全的狀況。另外，正是這兩相電源使得機(jī)內(nèi)的三相異步電機(jī)非正常的啟動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。
(2) 表示電路的分析
      由圖1可以看出，DBJ和FBJ的勵(lì)磁和保持電路均不檢查安全開關(guān)K。也就是說，當(dāng)維修人員檢修轉(zhuǎn)轍機(jī)或行車人員手搖道岔斷開安全開關(guān)后，仍存在道岔表示。極易給控制臺(tái)值班員一個(gè)錯(cuò)覺，認(rèn)為該道岔是在正常使用狀態(tài)，從而錯(cuò)誤單操或排列經(jīng)過該岔的進(jìn)路，使道岔轉(zhuǎn)換，危及行車和人身安全。
 

4、三相異步電機(jī)的斷相運(yùn)行分析
        三相異步電動(dòng)機(jī)如果有一相從電源斷開，則三相繞組變成兩相串聯(lián)的單相運(yùn)行，其定子磁場(chǎng)變成脈動(dòng)磁場(chǎng)。脈動(dòng)磁場(chǎng)可分解為兩個(gè)幅值相等、轉(zhuǎn)速相同、方向相反的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。我們可以用兩套結(jié)構(gòu)完全相同，但相序相反的三相繞組串聯(lián)來等效單相運(yùn)行的三相異步電動(dòng)機(jī)，如圖2所示。由轉(zhuǎn)子正序分量E產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩G和轉(zhuǎn)子逆序分量F產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩H方向相反，它們相互抵消后剩下的才是電動(dòng)機(jī)的有效轉(zhuǎn)矩。其表達(dá)式為:

由以上分析可以看出：
（1） 當(dāng)S = 1時(shí)，p = q = 1，G = H，它們大小相等，方向相反，合成為零。故無起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。然而，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于電機(jī)制作工藝等因素的影響，往往使得轉(zhuǎn)差率S≠1，即p≠q，從而G≠H，使得電機(jī)獲得起動(dòng)的轉(zhuǎn)矩。
（2） 由于逆轉(zhuǎn)矩H的存在，使得電動(dòng)機(jī)總轉(zhuǎn)矩減小，轉(zhuǎn)速下降，轉(zhuǎn)差率 S變大，轉(zhuǎn)子上的感應(yīng)電流頻率高，使得銅耗增加，電機(jī)發(fā)熱厲害，嚴(yán)重時(shí)燒毀電機(jī)。

 5、改進(jìn)建議
       綜合以上的分析可知，安全開關(guān)如只控制三相電源中的一相，會(huì)危及行車和人員的安全，縮短電機(jī)的使用壽命。為徹底消除這種安全隱患建議將安全開關(guān)按如圖3所示：從只斷一相電源改為斷三相電源。

6、完成效果
經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證，改進(jìn)后的控制電路有以下優(yōu)點(diǎn)：
（1） 斷開安全開關(guān)的同時(shí)也切斷了道岔表示和轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)電源回路。控制臺(tái)值班員若想單操或排列經(jīng)該岔的進(jìn)路，必須與室外工作人員聯(lián)系，合上安全開關(guān)并確認(rèn)道岔位置正確后才能進(jìn)行。因此使得該控制電路更完善、更安全；
（2） 可延長電機(jī)的使用壽命，降低維修成本；
（3） 這種改進(jìn)方法對(duì)原電路的改動(dòng)極少，效果明顯且簡單易行，可操作性強(qiáng)。