司机控制器

铁道机车、动车组及工业自动化的控制设备

司机控制器是铁道机车、动车组及工业自动化的控制设备，作为机车换向、调速的主令电器。

基本介绍

它在电机车中与机车牵引变流器连接，给变流器提供可识别的电机转向信号及转速信号。它是司机用来操纵机车运行的主令电器。司机控制器利用控制电路的低压电器来间接控制主电路的电气设备，其动作的好坏直接影响到机车的平稳操纵以及各种工况的实现。

操纵手柄

司机控制器主要有两个操纵手柄：一个称为换向手柄，另一个称为控制手柄，又叫主手柄。换向手柄一般设有“前制”、“前进”、“0”、“后退”、“后制”5个手柄位置，用来改变机车的牵引、制动、前进、后退等工况。控制手柄对于无级调速的司机控制器有“0”、“1”、“升”、“保”、“降”5个工作位置，对于有级调速的司机控制器有0位及1~16共17个工作位置。在牵引工况下，通过改变控制手柄的位置可以控制柴油机的转速和功率，从而控制机车的牵引力和速度；在电阻制动工况下，也可以通过变换控制手柄的位置控制柴油机转速，从而控制电阻制动功率。

机械联锁装置

为了确保机车运行中操纵的安全，在控制手柄与换向手柄之间加装了机械联锁装置。换向手柄只能在控制手柄处于零位时才能变换位置，而控制手柄只能在换向手柄处于非中立位时才能变换位置。前者防止了带电变换运行方向，后者保证了确定运行方向后才能带载。同时换向手柄只能在“中立”位时才能取下，这就保证了取下换向手柄后，控制手柄只能保持在“0”位而不能再进行其他位置的移动。

检修要求

(1)凸轮鼓清洁、各联锁开关接线良好。触头不许有烧痕及过热现象。触头压力、开距、厚度及圆鼓磨耗深度均应符合限度规定。

(2)机械机构各部不得有裂损、松旷及异常磨耗。各穿销配合良好。定位螺栓不许有松动，弹簧不许有断裂及永久变形；标牌完好、清晰。

(3)各接线紧固，插头、插座应清洁完整，不得有烧痕，插接良好。各线号齐全、清晰，绝缘不许有破损、碳化。

(4)电位器安装正确。在手柄转动范围内电阻值平滑变化、作用良好。电位器的总阻值符合限度规定。压敏电阻状态良好。

(5)通风机防频繁启动电子元件板检修按电子装置检修及试验要求办理。

工作原理

牵引制动单元组装

牵引/N动单元组装位于司机控制器左侧，用于调节机车的牵引和制动工况。可前后推动，具有“牵引”、“0”、“制动”三个区域。牵引/制动手柄垂直时为“0”位．向前推进入“牵引”区，推动55°后到达“牵引”最大位；向后拉进入“制动”区，拉动55°后到达“制动”最大位，牵引/制动操作手柄摆动的总角度为110°。

方向转换开关

方向转换开关单元设有“向前”、“0”、“向后”位三个位置，每个位置之间开关的转动角度为30°，方向转换手柄摆动的总角度为60°。为了防止可能产生的误操作，司机控制器的方向转换手柄与牵引/N动手柄之间存在互锁关系。

(1)方向转换开关在“0”时，转换手柄才能插入或取出。

(2)当方向转换开关在“0”位时，牵引/制动手柄被锁在“0”位(中间位置)。

(3)当方向转换开关在“向前”位或“向后”位时存在以下情况。

牵引/制动手柄从“0”位推向牵引区域时，必须按下牵引/制动手柄头按钮，手柄方可向前推动。

牵引/N动手柄从牵引最大位不需按下牵引/制动手柄头按钮便可自由拉回到制动最大位。

牵引/制动手柄从“0”位拉向制动区域时，不需按下牵引/N动手柄头按钮。

(4)牵引/制动手柄在“0”位时，方向转换开关可在“向前”、“0”、“向后”位之间可任意转换。

(5)牵引/制动手柄在“牵引”或“制动”区域时，方向转换开关被锁在“向前”位或“向后”位。

注意：牵引/制动手柄俗称调速手柄；方向转换手柄俗称换向手柄。

组成

司控器按照其组成及功能主要包括操作部分、定位部分、限位部分、传动部分、阻尼部分(模拟式司控器)、连锁部分及输出部分等。具体各部分的作用如下：

①操作部分

操作部分是司机控制器上提供给司机操作的部分，一般为手柄、手轮、旋钮及钥匙等，同时在司机控制器的手柄上还设有警惕按钮。

②定位部分

定位部分是司机控制器中给操作部分提供定位的部分，保证司机控制器的手柄或手轮可以稳定的停留在某一个位置，并且通过传动部分，使凸轮和相应得输出部分保持一个稳定的状态。同时，司机控制器手柄的操作力也是由定位部分提供的：对一台司机控制器来说，定位部分是非常关键的部分，定位得准确程度，直接影响到司机控制器的输出是否正确，并且还会影响到司机控制器各个操作元件之间的连锁关系。

③限位部分

限位部分是司机控制器上提供手柄极限位置限位的部分，保证司机控制器手柄或手轮在极限位置时能可靠的限制手柄或手轮的转动，保证输出部分不会出现不必要输出信号。限位部分应该符合司机控制器操作元件操作力大小的要求。司机控制器限位部分的可靠性要求非常高，不仅应该考虑正常操作时的操作力，还应该考虑紧急情况或其他非正常情况时操作力的大小，因此限位部分各个零件应该在尺寸允许的情况下尽可能地增加其可靠性。

④传动部分

传动部分是司机控制器上将手柄或手轮的转动传递到凸轮的部分，一般为齿轮、齿条、连杆或其他的联轴器等。传动部分主要应该考虑因传动问隙造成的同差对司机控制器输出的影响，尤其在有模拟量输出时，模拟量输出值的计算必须考虑，由于传动间隙造成的误差属于系统误差，只能通过提高零件加工、组装的精度减小，无法消除。

⑤阻尼部分

阻尼部分一般用于有模拟量输出的司机控制器，用于增加操作部分的操作力，保证司机控制器的手柄或手轮在无级调节区域能稳定地停留在某一个位置，同时通过传动部分，使模拟量的输出值保持稳定。阻尼部分一般包括两个摩擦元件和一个弹性元件。

⑥连锁部分

连锁部分是保证司机控制器多个操作部分之间逻辑关系的部分，从机械结构上保证多个操作部分的操作顺序，对其他控制电器或主电路的设备起到保护作用连锁部分一般情况下根据几个操作部分的位置及操作顺序的不同要求，结构形式有很多种，这也是造成司机控制器种类繁多的主要原因。

⑦凸轮

凸轮是司机控制器上控制开关元件的部分。通过传动部分将操作部分的转动传递的凸轮，使凸轮转动或移动，控制开关元件的接通或分断，一般司机控制器中凸轮数量较多。

⑧输出部分

输出部分是司机控制器中的主要部分，司机控制器的主要电气性能一般有这部分决定，输出部分根据输出的不同分为开关量和模拟量的输出，一般情况下通过凸轮开关来实现开关量的输出，通过电位器、编码器或其他角位移传感器来实现。

司机控制器的输出为开关量时，开关模块的容量应该满足整个牵引系统的要求，当开关量用于微机信号时，开关模块触头必须有自净功能，保证在低电压、小电流时的可靠接通。

司机控制器的输出为模拟量时，根据输出模拟量的不同种类，电压、电流、编码等，输出值的计算方法也不相同。