司機控制器

司機控制器是鐵道機車、動車組及工業自動化的控制設備，作為機車換向、調速的主令電器。

是司機用來操縱機車的一種手動電器，它主要用來控制機車的換向、柴油機調速，進而控制機車的運行方向、功率、牽引力及速度等。

基本介紹

• 中文名：司機控制器
• 外文名：driver controller 
• 類型：鐵道機車、動車組及工業自動化
• 定位：機車換向、調速的主令電器
• 操縱：主要有兩個操縱手柄
• 性質：控制設備

基本介紹

它在電機車中與機車牽引變流器連線，給變流器提供可識別的電機轉向信號及轉速信號。它是司機用來操縱機車運行的主令電器。司機控制器利用控制電路的低壓電器來間接控制主電路的電氣設備，其動作的好壞直接影響到機車的平穩操縱以及各種工況的實現。

操縱手柄

司機控制器主要有兩個操縱手柄：一個稱為換向手柄，另一個稱為控制手柄，又叫主手柄。換向手柄一般設有“前制”、“前進”、“0”、“後退”、“後制”5個手柄位置，用來改變機車的牽引、制動、前進、後退等工況。控制手柄對於無級調速的司機控制器有“0”、“1”、“升”、“保”、“降”5個工作位置，對於有級調速的司機控制器有0位及1~16共17個工作位置。在牽引工況下，通過改變控制手柄的位置可以控制柴油機的轉速和功率，從而控制機車的牽引力和速度；在電阻制動工況下，也可以通過變換控制手柄的位置控制柴油機轉速，從而控制電阻制動功率。

機械聯鎖裝置

為了確保機車運行中操縱的安全，在控制手柄與換向手柄之間加裝了機械聯鎖裝置。換向手柄只能在控制手柄處於零位時才能變換位置，而控制手柄只能在換向手柄處於非中立位時才能變換位置。前者防止了帶電變換運行方向，後者保證了確定運行方向後才能帶載。同時換向手柄只能在“中立”位時才能取下，這就保證了取下換向手柄後，控制手柄只能保持在“0”位而不能再進行其他位置的移動。

檢修要求

(1)凸輪鼓清潔、各聯鎖開關接線良好。觸頭不許有燒痕及過熱現象。觸頭壓力、開距、厚度及圓鼓磨耗深度均應符合限度規定。

(2)機械機構各部不得有裂損、松曠及異常磨耗。各穿銷配合良好。定位螺栓不許有鬆動，彈簧不許有斷裂及永久變形；標牌完好、清晰。

(3)各接線緊固，插頭、插座應清潔完整，不得有燒痕，插接良好。各線號齊全、清晰，絕緣不許有破損、碳化。

(4)電位器安裝正確。在手柄轉動範圍內電阻值平滑變化、作用良好。電位器的總阻值符合限度規定。壓敏電阻狀態良好。

(5)通風機防頻繁啟動電子元件板檢修按電子裝置檢修及試驗要求辦理。

工作原理

牽引制動單元組裝

牽引/N動單元組裝位於司機控制器左側，用於調節機車的牽引和制動工況。可前後推動，具有“牽引”、“0”、“制動”三個區域。牽引/制動手柄垂直時為“0”位．向前推進入“牽引”區，推動55°後到達“牽引”最大位；向後拉進入“制動”區，拉動55°後到達“制動”最大位，牽引/制動操作手柄擺動的總角度為110°。

方向轉換開關

方向轉換開關單元設有“向前”、“0”、“向後”位三個位置，每個位置之間開關的轉動角度為30°，方向轉換手柄擺動的總角度為60°。為了防止可能產生的誤操作，司機控制器的方向轉換手柄與牽引/N動手柄之間存在互鎖關係。

(1)方向轉換開關在“0”時，轉換手柄才能插入或取出。

(2)當方向轉換開關在“0”位時，牽引/制動手柄被鎖在“0”位(中間位置)。

(3)當方向轉換開關在“向前”位或“向後”位時存在以下情況。

牽引/制動手柄從“0”位推向牽引區域時，必須按下牽引/制動手柄頭按鈕，手柄方可向前推動。

牽引/N動手柄從牽引最大位不需按下牽引/制動手柄頭按鈕便可自由拉回到制動最大位。

牽引/制動手柄從“0”位拉向制動區域時，不需按下牽引/N動手柄頭按鈕。

(4)牽引/制動手柄在“0”位時，方向轉換開關可在“向前”、“0”、“向後”位之間可任意轉換。

(5)牽引/制動手柄在“牽引”或“制動”區域時，方向轉換開關被鎖在“向前”位或“向後”位。

注意：牽引/制動手柄俗稱調速手柄；方向轉換手柄俗稱換向手柄。

組成

司控器按照其組成及功能主要包括操作部分、定位部分、限位部分、傳動部分、阻尼部分(模擬式司控器)、連鎖部分及輸出部分等。具體各部分的作用如下：

①操作部分

操作部分是司機控制器上提供給司機操作的部分，一般為手柄、手輪、旋鈕及鑰匙等，同時在司機控制器的手柄上還設有警惕按鈕。

②定位部分

定位部分是司機控制器中給操作部分提供定位的部分，保證司機控制器的手柄或手輪可以穩定的停留在某一個位置，並且通過傳動部分，使凸輪和相應得輸出部分保持一個穩定的狀態。同時，司機控制器手柄的操作力也是由定位部分提供的：對一台司機控制器來說，定位部分是非常關鍵的部分，定位得準確程度，直接影響到司機控制器的輸出是否正確，並且還會影響到司機控制器各個操作元件之間的連鎖關係。

③限位部分

限位部分是司機控制器上提供手柄極限位置限位的部分，保證司機控制器手柄或手輪在極限位置時能可靠的限制手柄或手輪的轉動，保證輸出部分不會出現不必要輸出信號。限位部分應該符合司機控制器操作元件操作力大小的要求。司機控制器限位部分的可靠性要求非常高，不僅應該考慮正常操作時的操作力，還應該考慮緊急情況或其他非正常情況時操作力的大小，因此限位部分各個零件應該在尺寸允許的情況下儘可能地增加其可靠性。

④傳動部分

傳動部分是司機控控制器上將手柄或手輪的轉動傳遞到凸輪的部分，一般為齒輪、齒條、連桿或其他的聯軸器等。傳動部分主要應該考慮因傳動問隙造成的同差對司機控制器輸出的影響，尤其在有模擬量輸出時，模擬量輸出值的計算必須考慮，由於傳動間隙造成的誤差屬於系統誤差，只能通過提高零件加工、組裝的精度減小，無法消除。

⑤阻尼部分

阻尼部分一般用於有模擬量輸出的司機控制器，用於增加操作部分的操作力，保證司機控制器的手柄或手輪在無級調節區域能穩定地停留在某一個位置，同時通過傳動部分，使模擬量的輸出值保持穩定。阻尼部分一般包括兩個摩擦元件和一個彈性元件。

⑥連鎖部分

連鎖部分是保證司機控制器多個操作部分之間邏輯關係的部分，從機械結構上保證多個操作部分的操作順序，對其他控制電器或主電路的設備起到保護作用 連鎖部分一般情況下根據幾個操作部分的位置及操作順序的不同要求，結構形式有很多種，這也是造成司機控制器種類繁多的主要原因。

⑦凸輪

凸輪是司機控制器上控制開關元件的部分。通過傳動部分將操作部分的轉動傳遞的凸輪，使凸輪轉動或移動，控制開關元件的接通或分斷，一般司機控制器中凸輪數量較多。

⑧輸出部分

輸出部分是司機控制器中的主要部分，司機控制器的主要電氣性能一般有這部分決定，輸出部分根據輸出的不同分為開關量和模擬量的輸出，一般情況下通過凸輪開關來實現開關量的輸出，通過電位器、編碼器或其他角位移感測器來實現。

司機控制器的輸出為開關量時，開關模組的容量應該滿足整個牽引系統的要求，當開關量用於微機信號時，開關模組觸頭必須有自淨功能，保證在低電壓、小電流時的可靠接通。

司機控制器的輸出為模擬量時，根據輸出模擬量的不同種類，電壓、電流、編碼等，輸出值的計算方法也不相同。