摘要：电器电路是现代机车运行的关键系统，控制着整个机车的运行，而且通常情况下为了保证机车的安全高效运行，机车的电器电路系统大部分都涉及内容广泛，而且设计复杂。机车运行时经历的环境恶劣且复杂，所以电器电路发生故障的几率比较大，通常情况下要占到机车故障的40%以上。作为机车的主要控制系统，一旦发生故障会对机车运行安全产生严重威胁，所以对能够在故障现场对电气电路故障进行诊断的诊断系统的研究研究意义。
关键词：机车电器电路；故障诊断；系统研究
1.机车电器电路故障诊断系统建立的原因
随着国民经济的高速发展，中国的行业同时正发生着天翻地覆的变化，它的发展规模是空前的。从十五规划的开展、更新更多的的建造以及提速规模的持续增加，表现了国内的行业正处于快速的发展时期。同时，在迅速发展的同时，怎样确保机车在日益复杂的路况与飞速行驶情况中正常行驶早已成为当今机构的工作重心。机车的行驶状况不仅关系顾客的生命财产安全，并且对我国经济发挥很大的作用，身为国内运输行业里最重要的运输形式，火车始终扮演着举足轻重的角色，火车一旦发生电路故障所导致的经济损失是很严重的。机车的行驶安全在度量整体运行质量时起着重要作用。
极力推进行驶安全监测体系，达到对机车在线监控的目的，竭力促进地面监控体系，实现监测机车行驶指标以及运行质量的目标；推行监控、检测、管理一体化的安全控制互联网系统等，上述这些都是国家发展行业的主要目标。现在，国内的高速行驶尚且处在初级时期，和国际先进水平比较还有一定的差距，其中主要的一个表现便是对机车的操控目前依然依靠司机的实践经验以及掌握的技术程度，该情况早已不能够适应现代化的运输需求标准。所以，研究机车的安全体系以及检测故障早已变成国家行驶安全控制范围内有待探讨的关键主题。今天，在国内进行大范围提速的背景下，针对该主题的探究有着一定的理论意义以及实际含义。
2.机车电器电路故障诊断系统组成
2.1系统构成
总结机车电器电路故障，可以发现当前常见的机车电器电路故障主要有熔断器烧毁、线圈电路度短路、接触器未断开等故障现象。经过深入分析可以发现，这些故障具有一个鲜明的共同点，其在具体的故障现象中都表现为故障的通与不通，机车电器电路故障的这一共同点十分类似于电子计算机CPU的运行模式，可以借助数字化的处理方式对其运行状态进行监测，通与不通本身可以形成二进制的信号，对这种电路运行状态的电信号施以适当的电压，就可以实现对电器电路的监测和诊断。据此，以单片机为中心，集成光电隔离器、故障显示器和转储器，形成机车电器电路车载诊断系统。
2.2硬件结构
从整体结构来看车载机车电器电路诊断系统是一种小型单片机系统，以8031单片机为核心，辅以相应的数据存储器，电源监控器以及CPU复位系统，在实际运行过程中故障信息首先通过光电隔离器进入到系统CPU中，CPU根据相应的处理分析软件对故障信息进行分析，分析结果由CPU驱动LED显示器显示，机车的操作人员藉此可以快速诊断机车电器电路是否存在故障，故障的实际情况以及故障对机车安全运行的影响等。
2.3基本数据的整理
从整体结构角度来看，机车电器电路主要可以分为四个部分，分别是控制回路、主回路、辅助回路和励磁回路，整个电路以主回路为中心，控制回路为主要的主连接点，逻辑关系复杂，在机车的不同运行状态下各个电路之间的作用关系是不同的，每一个电路的特殊运行状态对其他电路的影响也是不同的，这种情况下直接对机车电器电路数据的整理是不现实的，通常情况下对机车电器电路基本数据的整理主要通过逻辑关系模型来实现，在不同工况条件下各个电路的运行状态是有各自的取值范围的，故障诊断系统可以依次收集整理机车电路的基本数据。
2.4车载数据的提取
借助基本数据的整理系统，可以实现对机车电器电路运行数据的整理，而对机车电气电路故障的诊断是不可能普遍进行的，所以通常情况下会在电器电路的关键位置、故障多发位置设置监测点，对这些位置上的关键运行信息进行提取，以供故障诊断系统分析使用，通常情况下故障诊断系统会依据不同工况条件下不同电路的运行标准对各个被测点的电路数据进行对比检测，处于不合理范围内的电路数据会被分析系统截流，并与不合理现象的发生时间和同一时间内相应电路工作数据信息一起被发送给故障诊断系统的处理中心，进行进一步的处理[1]。
2.5诊断方法研究
通常情况下出于技术和成本的限制，机车的故障诊断系统会分为车载诊断系统和地面诊断系统两部分，其中车载故障诊系统受到车载空间和成本的限制其运算处理速度不可能过快，所以为了保证其基本功能的实现，只能缩小其服务的范围，将机车电器电路的关键位置和故障多发位置纳入到故障诊断系统的服务范围中，监测并提醒机车司机发现并及时处理影响机车正常运行的关键位置故障。而更加复杂的、细化的故障问题则需要在机车回到维护车站以后，由地面故障诊断系统来进行，地面故障诊断系统能够连接更加强大的数据处理系统，以及专家数据库，以及车载的实时数据库对机车电器电路发生的故障进行有效的处理[2]。
3.机车电器电路故障诊断方法
（1）分段检查法。如果机车电器的线路出现了故障，可以利用分段法来对其进行检查。比如，如果燃油泵电路没有正常运行，可以先对燃油泵接触器的吸合情况进行检查；如果燃油泵接触器无法正常吸合，其故障就出现在控制电路当中；反之故障发生在燃油泵的辅助电路当中；在检查电器线路故障的过程中采用此方法可以在一定程度上将效果提高。
（2）代换法。如果在机车电器的同一线路当中，出现故障的往往是同一原件，经过多方检查又没有什么结果的时候，就需要对该部件的本身质量进行考虑。将其用经过多方验证的高质量的配件进行代换，同时还要将此情况向材料部门进行反馈，避免同批次的原件再出现在机车当中，防止反复出现由此而产生的故障发生。
（3）仪表测量法。如果机车在运行的过程中电器线路产生了故障，可以通过万用表来对电压和电阻进行测量，然后和正常值做对比，从而对电器线路的正常工作与否进行判断。针对电器执行机构所发生的故障，可以通过试灯或者是万用表来检查。假如在线圈两端并接试灯且灯亮或者执行机构线圈两端电压正常，此种情况大多是因为电器执行机构的机械出现了卡壳的情况，或者是在调整电器执行机构机械装置时操作失误造成故障的发生。
（4）断路法。通过关开控制回路或分解线路接头，判断故障在什么部位的方法，如判断接地故障时，在接地试灯发光后。采用此法，分别开或断各照明电路，预热锅炉电路，三电控制电路，或者分解关键线路，查看试灯亮度变化，检查寻找接地点。
（5）数据分析诊断法。和谐型电力机车利用大功率机车专家诊断系统、6A地面数据库与专家系统、机车远程监测与诊断系统（CMD）对机车电器设备、制动机、微机系统、监控数据进行全面检测、分析、记录，实时掌握线上机车运行状态，为机车故障判断提供理论数据依据。利用先进检测技术及时发现机车故障隐患，避免造成较大安全质量隐患，为机车运输生产提供保障。
结语
综上所述，机车设备作为主要的机械设备存在，成为现代社会发展不可或缺的重要组成部分。为进一步提高机车使用效果及安全性，做好机车电气电路故障诊断便凸显的尤为重要，是机车安全运行现代化发展的重要推动力。因而在实际的操作过程中，要根据机车电器电路故障的实际特点来做好电器电路设备故障的诊断研究，以此从根本上解决机车电器电路故障的主要问题。
参考文献
[1]李晓涛.机车电传动电路故障诊断系统的研究[D].西安：西北工业大学,2019.
[2]孙垒.基于BP神经网络的模拟电路故障诊断系统的FPGA设计与实现[D].南京：南京理工大学,2017.