职业技术学校《电力机车控制》第四章 韶山4改电力机车主电路.docx

呼和浩特职业学院教案首页课题第四章电力机车主电路授课时间授课对象授课学时教学目的1 .掌握机车主戏路的祖成及结构特点；2 .会分析SS,型电力机车主线路原理：3 .妙悉机车保护我路的原理，熟悉主型机车上采取的保护措施.教学重点会分析SS,型电力机车主戏路原理教学难点机车保护线路的原理，熟恚主型机车上采取的保护措施教学方法启发式,引导文.多媒体演示,视领演示教学步骤及内容提要K机车电气线路的分类2、对机车主线路的基本要求3、电力机车主线路的祖成4、电力机车主城路结构分析5、SS,型电力机车主线路分析6、SS,型电力机车主战路分析备注第四章电力机车主电路电力机车电气战跖通常由三部分殂成，即主电路、辅助电路和控制电路，主电路是指将牵引电动机及其相关的电气设备连接而成的线路,该规路具彳I"电压高、电流大的特点，因此亦称高压戏跖或牵引动力电路，根据机车的运行情况，对机年提出了各种要求,以满足机乍安全运行的需要，主戏路的结构将直接影响机下运行性能的好坏、投资的多少、维修费用的高低等至要经济指标.本政通过对各型机车主电路单元电路的结构方式，如整流调压方式、供电方式、磁场削弱方式、电气制动方武的讨论过渡到具体机车的主电路学完本章应达到如下目标：1 .掌握机车主路的组成及结构特点：2 .会分析SSe型电力机车主线路原理：3 .熟悉机车保护线路的原理，熟怂主型机车上采取的保护措施。第一节概述一、机车电气线路的分类电力机车的电气线路就是将各电气设备在电方面连接起来构成一个整体,用以实现一定的功能。整流器电力机车的电气燃路通常都由三部分组成，分别是主规路、辅助线路和控制线路.各种保护设在各线路之中,在电方面不独立存在.主线路是指将牵引电动机及与其相关的电气设备（如：牵引变压涔、诩压开关、整流元件、转换开关等）用导我（或铜排）连接而成的线路。由于该线路的电压为接触网电压与牵引电动机电压，电流为变压器烧组电流与牵引电动机电枢电流，因此该线路中的电压较高、电流大，又称高压i路.辅助线路是指将辅助电机（如：劈相机、压缩机电机、通风机、油泵等）和辅助设爵（如：取暧设备、电热玻璃等）及与其相关的电气设备连接而成的线路.其工作电压视辅助电机类型而定，一般为交流380伏、220伏或直流几百伏。控制线路足指nJ机控制器、低压电零及主线路、辅助线路中各电器的电磁线圈等所祖成的线路。通过控制蹑路可以使主线路和岫助线路中的电器协圜动作.该线路中一般采用低压身流电源，电压值为5Q110伏，所以又叫低压蛭路，我国生产的电力机车其控制线路的电压为HO伏.机乍的三大戏路在电方面基本上是相互独立的.它们之间通过电疏、机械或电空传动相联系.二、对机车主线路的基本要求根据机车的运行情况，对机车的也气线路提出一定要求.机车主线路本身应满足以下几方面的要求：1.由于主线路是高压线路,因此在开弓带电情况下要保证工作人员与高乐带电部分隔离.2,能快速接通和断开电路。3 .在网压波动的允许范国内能可靠地工作,具有一定的过我能力，对地打良好的绝缘。I.能改变机车的运行方向，能进行起动和调速.5 .尽可能作到起动平稳、调连平滑、减少冲击，6 .在故障情况下有维持运行的故障我路.7 .有防空游保护装?1.«.有充分的保护.9 .有电气制动的机车应能可就地进行牵引一一制动转换.并保证电气制动的电气稳定性和机械植定性。10 .应有使机车入库的低维电源及入库线路。电力机车主戏路是非常Hi要的。机车主践路要进行功率传递，其结构决定了机车的类型，同时在很大程度上也决定了机车的基本性能，H接影响机车性能的优劣、投资的多少、维他费用的高低等技术羟济指标.三、电力机车主线路的组成电力机车主线路一般均由以下几部分祖成：11 变压器一次侧城路：12 变流Wi压规路：3,负战线跖：13 保护线路.第二节电力机车主线路结构分析衡肽电力机车主线路性旎,一也从以下六个方面进行考察：一、变流调压方式整流涔电力机车的变流调压方式有高压恻调压低JK例不可控临流、低压侧调乐不可控整混、晶闻首移相调JK和晶闸管级间平滑谒压等几种方式.相控调压的基本原理己在第二十章中详述，其基本特点是可以使输出电压平滑尚节，实现所谓的无极网压.相控网虚可以分为全控形流西压、华控整流阿压两类,其中在无再生制动情况下以半捽整流调压为好.主要表现在功率因数的改善方面.低压侧调压与半控整流调压相结合就是品闸管级间相控平滑调压，其主要解决的向璃也在于提高机车的功率因数.二、供电方式供电方式可分为集中供电、华窠中供电及独立供电等几种方式.图22T为典型的集中供电跷路，它是由食调压整流装置给所有的牵引电机供电。集中供电线路在配戏和总体布置上都比较筒单，整流装置的容量较大，缺点是当各牵引电动机在特性上出现差异时在并联电机支路中有环流存在,当该机车由其它机车拖动与原运行方向相反时，牵引电动机将依毒剩底发电，其中发电机电势较高的个电机将通过其它电机形成自励回路，网后造成牵引电机并联自励发电知路，为此在机车线路中称加设了线路接触器.此外,当一组整流器故障时，将使整台机车的功率降低一半。IS22-1集中供电线路图22-2半那中供电线珞半集中供电线路如图22-2所示，机车主线路有两纲整流装置，母祖整流器给一半牵引电动机供电，这种供电线路的特点是每组整流器的容破可以相对小一些，但当一祖整流器故障时，也将使整台机隼的功率降低一半.时于QJ-C。、B1.B,箱式的机车,半集中供电也叫做转向架独立供电.»变压器:次信共用绕俎式(b变压潴二次他独立绕凯式图22-3独立供电线路图22-3所示两种独立供电线路，其共同特点是可以避免上述两种电路存在的决陷。即当各电机特性有差异时不会形成环流，若一组整流器故障时，仅切除相应的一台牵引电动机而不影响其它支路,机车功率下降要少一些.图22-3GI)所示电路为变压器：次侧共用绕组式供电践路，当这种践路中的整流元件为可控元件时，若组祭流器换向时,其余各支路整流元件的阳极电压均卜降为元件的正向压降，这样,各整流支路就会发生逐个换向的现象，造成各支路输出平均电压不相等，电动机特性差异增加.为克眼上述缺点可采用图223(b)所示的变压器二次侧独立绕组式供电线路.这种战将还使变压器：次恻生殂中的电流M小，但却使变压器绕组增加了许多，绕组间还有绝缘方面的要求.三、磁场削弱方式描场削弱的方式有改变励俄绕如除数的励俄绕殂分段法、励俄绕如中-并联转换法和改变励磁电流的电阻分蛤法及船闸管分路法四种方式,其中常用的是后两种.电阻分路法是在坳疏绕处旁并联电阻使流过励磁绕组中的电流减小,达到磁场削施的目的.通常用两个电阻实现三级磁场削弱.品网管分路法是在励磁境组旁并联品闸管，对牵引电动机的励磁电流根据要求的伯进行旁路，从而达到削弱底场的目,品闸管分路加上相控调压可以实现机车的全无级询逑四、电气制动方式电气制动方式有电阻制动和再生制动.目前,大功率电力机车椰配备有电气制动.电阻制动线路如图227所示，制动时一段将牵引电动机接为它励，各牵引电机的电枢分别与制动电阻接成独立回路，各牵引电机的励磁绕如小联后出一半控桥供电.电动机转为发电机运行.电能消疑在制动电阻中“图22-1电见制功线路图22-5加情电BI制动我路为了使电阻制动在低速区也获得最大恒制动力特性,近年来在机车上又采用了加馈电阻制动方式，线路如图22-5所示.从电路中可以看出，制动力是靠整流标相控输出整潭电压U”对制动电路实蒯电流加饱，以维持制动电流不变(I-(1.I.+E)/R).实现恒制动力特性.采用再生制动时，牵引电机陆极电路与电阻制动时相同，所不同的是电枢回路.如图226所示牵引电机作为发电机运行,变流器此时作为逆变器,将发电机的电能反馈到接触网中去。变流器必须采用全控整流线路或中抽式可控整流规路才能实现逆变要求。此外，在牵引电机电枢回路中还应串再生他定电阻Rw.ff1.22-6再生别功及路不带的也（无锁芯）的屏柜馈.安装在不危及人身安全的屏柜匕其操作Mj序是开门：按下定位按钮，将执手逆时针旋转90度，此时定位按钮松执手被锁定在“1”位.门可开启.关门，按下定位按钮.招执手顺时针施转90度（即与开门相反）即可.带仍胜（有银芯）的屏柜锁.安装在危及人身安全的屏柜上，其操作顺序为开门：从控制装置面板上取出钥匙插入钺芯瓶时针加转90度，执手解锁，然后再将执手逆时针旋转90便,执手愉定,钥匙不能取出.关门的顺序相反.（b）桎制装置（图22-11）控制奘置的正面行同时放置八片同类型屏柜领钥也及辅孔,机车电蝌也插孔,换向手柄插孔。背面有进、出风口和控制电源I1.OY接口。内部有电磁阀YV及:位三通旋转阀。（C）司机欲开启和柜门，首先断开司机台机车电初比并取出，此时电磴何YY失电切断风源，控制装置上司机钥战插孔露出。将机车电钥匙插孔内推动至闭合位“1位.使换向手柄被锁定.安全联锁装置用锁，同时机车电钥匙被Wi定，司机将屏柜钥战逆时针90度即可取出去开启各柜门,而此时换向手柄被锁定.安全联锁装置闭船的操作顺序按上面的逆顺序进行.<6）测量电路SsII型主电路测法包括网压、电机电压、ri流电流、励SS电流、网恻牵引电力等五部分。（八）网压测限信号的测显用高压电压互感器ITV,经变压微机柜作为网倒电压信指示用交流电压表达IPV2PV,该表为双针衣，一根针显示网压,实际刻度0-40KY在19KV、29KY处有红色标线.另根针显示辅助电路电压实际刻度0-60W.直接接至辅助电路.(b)电机电流测3MT*M恤-a1RRMW1.-«>G畏控制盘就正面围图22-14SS5!电力机车安全联H1.装置采用励磴电流传照器18SC作测吊元件。分别测量1M-4M电机的电机电流和励磴电流，将测量信号送入微机柜放大后送至司机室上的电流表18PR.依次显示电枢电流和励磁电漉，该电流衣为双针衣.(C)电机电压测埴测房元件采刖I4SV传感涔，接在1M-4M的电抠两筋,且上端接在线路接版器1KM一1KM的下跳，以便当电机IMFM发生故随时能完全HI掠牵引电机。测砥信号送入微机柜放大后送至电压式36PV.直流传感零的电压和电流信号,不但作为显示信号.还作为自动调节系统的控制信号，(d)网例电力测量使用DJ6型电力机车交流电度表PJ,规格为额定电压100丫、额定电流1R。电压信号由高压电压互感器(ITV)次级战圈输出，电流信号由低压电源互感器(ZTA)输出.该电度非刻度已考虑互感器变化.4指示数乘以100即为实际电度数.电力机车布线图读识基础以上我们从机车主电路中了解到，机车上所有电气设i部是拳连接导雄将其连接成一个独立的电系统,如主电路就是由受电弓、主断路器、主变质器等设爵及其连接导战祖成的一个电系统,那么连接导战在机车上走戏、布附和固定的方式及电气设备之间连接的方式就是布我圈或接段既机车上电气设备有成百上千个,连接导线则是更多，例如仅主电路就有线号不曳史的导规199根，加上在机车不同位置上固定的相同税号的导线，主电跖的导戏就更多了.为了史方获直接地标明、表示导线的连接.机车上的布线图也分为主电路布线、辅助电路布践、拄制走路布线等，如冏图九即为SSt型电力机车主、铺电路布线图.由于机车上大部分电器及能气部件都是集中安装在电气柜、空气柜中，因此各电气柜也有布线图.如附图七I号高压柜、附图八I号低压布线图均为城型电力机车电气柜布规图，布线图无论对制造、检修人员还是诃乘人员都是非常有用的.对制造人员而言布规图是机车上导战安装、固定、接战的标准，必须严格按标准布置性线，这样才不会错接、漏接导线，避免人为故障；对检修人员而言，从布战图上可以很方便地交出哪根导线或电器接在什么位置，怎么接线的，易于准确快捷检强电路、排除故嫄.对司乘人员而言，布规图结合电路图可以使司机很快杳出故睁部位并做出应急处理，因此段识机车布线图是一项基本功.下面我们以城型电力机车为例进行介绍。对布线图的约定：1 .各电器联锁触头行开、常闭状态相应于；（I）备接触器、继电器在无电择放状态:（2）位置转换开关在F（向前）、T（牵引）位:（3）故隔隔离开关运行位。2 .布规图中导税分高压、低压分别绑扎.3 .各导践战径代号根据机型不同而含义不同，如SS,坐电力机车各钱在代号含义见附图七中的技术要求.（布出图上等戏有戏号、电器有代号、各开关有位汽标记，5 .ST表示接线排,如22XT4表示第22号接线排第4排接线柱.XP表示插座，如MXP表示第M个插座。XS表示插头.如32XS表示第32号插头,该插头每根辅针所接导纹及竹数,从插头的布图中可以清楚地显示出来，从冏图七中可以看HI,32XS为20芯插头，3组悬空.6 .为扩大导线客量,有时导线能若干根并联使用此时布线图上也应标明,如）H×2,表示DI1.线由两根并联使用.7 .同一线号的导战需分别接到不同位置时，则需要多少根导线，就在其线号后乘以总根数.如3x4农示3号线有4根.8 .电器接线，用英文小写字母表示我因引出线端子,用阿拉伯数字表示动静联钺节点的引出线箍子.如附图七中IYYR接线图表明IYVR一个线阳共有4组联锁节点.二常开二常闭，并且3、4号端子各自接有二极导线.下面以附图九为例说明$型电力机车主电路布线图读识方法.该图是从车I更悌视机车内部、下部主电路设备之间的连规及布置图.由左及右分别为第1牵引电机电枢统如A11B21、励磁统姐D11D21均为2根并联,接到I号电潺柜背面B21、AIIDI1、D21处（同样方法可找出第2、3.4牵引电机电枢绕组和励磁绕组的接线方式）：IXS使用插头引入91号线并与I号线相连：硅机组接线理持35、44分别接到2号电气柜内.制动电阻柜出线端子共接有来自1号电器柜的29号、7号、M号导线,车内连线集中固定在机车走廊中.I、II号高压柜低压布线图读识方法.该图表示柜板前布图.I号电器柜共有4个插头插座32XS、33XS,35XS,31XS.均为20芯结构，畿号为每根插针所接线号及线号所接的电湍代号表示在括号中.双划线表示线束.其流向可以存出柜内接线全部汇集在个插座柜头上与其它电气部件连接，总之.波识布线图比较简通,它与电路图结合起来,就能帮助你很快将抽象的原理图与具体电气部件.实物对应起来,起到一个由抽象到具体的转变.背景资料：SS,型电力机车基本参数工作电压额定值25kv地高值29kv最低值20kv电流制单相工频交流轴式B<.-氏总重88t±%轴£22t±%牵引工况:机车功率持续制）360OkW传动比77/31=2.484持续牵引力kN)(半磨耗轮)126起动牵引力(kN)半磨耗轮)210持续速度kmh)半磨耗轮)100G高速度kmh)170小时制功率因数>0.82恒功率速度1.68,：制动方式加馈电吼制动制动功率(kw)2700(75-160kmh)最大制动力(kN)130(1675kmh)电制动工况絮承代全悬扫电机悬挂方式传动方式单边直齿六连杆空心轴弹性传动牵引装置推挽式低位平牵引杆停车制动储能制动器堪础制动2O3mX3.5单元制动器，单侧双刚瓦(粉未冶金高埠附瓦)、阿隙自动调节小结出力机车的主电路是由各通元电路组合而成的，其中包括两侧高压电路、整湎网压电路、负段电路以及各种保护电路。衡收机车主线跖特点主要从六个方面进行即：整流调压方式、供电方式、牵引电动机型式及联结方式、电气制动方式、磁削方式、检测保护方式.电力机车的主电路的结构决定了电力机车的性能.对机车实施的自动控制主要是对主电路进行控制.S&型电力机车枭用了三段不等分半控桥相控调压，转向架独立供电，利用平波电抗器流波.采用了品闸管分路的无级碣场削弱采用了加馈电阻制动.复习思考题I、电力机车的电路由哪几部分组成？2、电力机车的主电路是如何构成的？3、电力机车的辅助电路是如何构成的？4、柒中供电的优点、缺点各是什么?5.采用加馈电阻制动的优点是什么？6、采用无级磁场削弱的优点是什么？7、SS,型电力机车的主电路结构有哪些特点？8、SS,型电力机车有邪些拉测电路？