【正文】 西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 韶山4型電力機(jī)車控制電路 專業(yè)（班級(jí)）： 機(jī)車 381975 指 導(dǎo) 教 師： 楊 剛 學(xué) 生 姓 名： 楊之源 學(xué) 號(hào)： 057246895 摘要SS4改型電力機(jī)車(從159車起)是八軸重載貨運(yùn)機(jī)車，由兩節(jié)完全相同的四軸機(jī)車用車鉤與連掛風(fēng)擋連接組成，其間設(shè)有電氣系統(tǒng)高壓連接器和重聯(lián)控制電纜，以及空氣系統(tǒng)重聯(lián)控制風(fēng)管，可在其中任一節(jié)車的司機(jī)室對(duì)全車進(jìn)行統(tǒng)一控制。另外，在機(jī)車兩端還設(shè)有重聯(lián)裝置，可與一臺(tái)或數(shù)臺(tái)SS4改進(jìn)型機(jī)車連接，進(jìn)行重聯(lián)運(yùn)行。機(jī)車采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)電流制，即單相工頻制，電壓為25kV。采用傳統(tǒng)的交—直傳動(dòng)形式，使用傳統(tǒng)的串勵(lì)式脈流牽引電動(dòng)機(jī)。機(jī)車具有四臺(tái)兩軸轉(zhuǎn)向架，采用推挽式牽引方式，固定軸距較短，采用轉(zhuǎn)向架獨(dú)立供電方式，全車四個(gè)兩軸轉(zhuǎn)向架，具有相應(yīng)的四臺(tái)獨(dú)立的相控式主整流裝置。主整流裝置采用三段不等分半控調(diào)壓整流電路。機(jī)車電氣制動(dòng)系統(tǒng)采用加饋電阻制動(dòng)，使機(jī)車低速制動(dòng)力得以提高。機(jī)車輔助系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式劈相機(jī)單——三相交流系統(tǒng)。機(jī)車設(shè)備布置采用雙邊縱走廊、分室斜對(duì)稱布置，設(shè)備屏柜化，成套化。機(jī)車通風(fēng)采用車體通風(fēng)方式，進(jìn)風(fēng)口為車體側(cè)墻大面積立式百葉窗，各主要設(shè)備的通風(fēng)支路采用串并聯(lián)方式，來(lái)滿足機(jī)車通風(fēng)要求。目錄摘要 2目錄 3引 言 11. SS4G 電力機(jī)車主要參數(shù) 2 控制電路的概念 3 對(duì)控制電路的要求 3 電力機(jī)車的控制方法及其特點(diǎn) 4 電力機(jī)車通用符號(hào)及說(shuō)明 4 聯(lián)鎖方法與重聯(lián)電路 5 常用聯(lián)鎖方法 5 迂回電路及其保護(hù) 7 重聯(lián)及重聯(lián)電路 7 控制電路邏輯關(guān)系表示 82. SS4改型電力機(jī)車控制電路 8 整備控制電路 9 受電弓控制 9 主斷路器的合閘控制 9 劈相機(jī)故障控制 10 壓縮機(jī)控制 11 通風(fēng)機(jī)控制 11 制動(dòng)風(fēng)機(jī)控制 12 牽引控制 13 制動(dòng)控制 13 風(fēng)速延時(shí)控制 14 預(yù)備環(huán)節(jié)控制 15 自動(dòng)控制 15 調(diào)速控制電路 15 零位控制 16 低級(jí)位延時(shí)控制 16 線路接觸器控制 16 調(diào)速控制 17 勵(lì)磁接觸器控制 18 功補(bǔ)接觸器控制 18 重聯(lián)中間繼電器控制 18 司機(jī)鑰匙互鎖控制 19 保護(hù)控制 19 原邊過(guò)流 19 次邊過(guò)流 19 牽引電機(jī)過(guò)流 19 主電路接地 20 輔助系統(tǒng)過(guò)流 20 輔助電路接地 20 零壓（失壓） 20 緊急制動(dòng) 20 勵(lì)磁過(guò)流 21 功補(bǔ)過(guò)流 21 故障保護(hù)的恢復(fù)控制 21 信號(hào)控制電路 21 主顯示屏的顯示 21 輔顯示屏的顯示 22 照明控制電路 24 前照明控制電路 24 副照明燈控制 24 各室照明控制 24 儀表照明控制 24 電風(fēng)扇控制 24總 結(jié) 25致 謝 26西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文引 言韶山4型（SS4），是中國(guó)鐵路使用的電力機(jī)車車款之一。這款電力機(jī)車分SS4型（1—158號(hào)）、SS4改型（159號(hào)以后）兩個(gè)發(fā)展階段，但是規(guī)范的型號(hào)仍然是SS4型電力機(jī)車。韶山4型電力機(jī)車主電路采用先進(jìn)的大功率晶閥管多段橋相控整流方式，對(duì)機(jī)車進(jìn)行無(wú)級(jí)平滑調(diào)速控制。牽引工況采用恒壓或恒流控制，電阻制動(dòng)工況采用兩級(jí)制動(dòng)，恒勵(lì)磁或準(zhǔn)恒速控制。韶山4改型機(jī)車采用不等分三段順控半控橋，但是牽引特性為恒流、準(zhǔn)恒速特性控制，電阻制動(dòng)為加饋電阻控制，其特性為準(zhǔn)恒速限流控制，具有與再生制動(dòng)相當(dāng)?shù)膬?yōu)良低速制動(dòng)，缺點(diǎn)是耗能較大。韶山4改型還采用了三次諧波濾波器以改善機(jī)車功率因數(shù)，缺點(diǎn)是增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。兩種機(jī)車都具有軸重轉(zhuǎn)移的電器補(bǔ)償控制環(huán)節(jié)和空轉(zhuǎn)與滑行保護(hù)裝置，以改善機(jī)車的粘著利用。韶山4型電力機(jī)車的布置繼承了韶山系列電力機(jī)車的傳統(tǒng)特點(diǎn)，如雙側(cè)走廊、分室斜對(duì)稱布置，設(shè)備屏柜化，成套化，結(jié)構(gòu)緊湊接近容易，維修方便。機(jī)車通風(fēng)系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的車體通風(fēng)方式，進(jìn)風(fēng)口為車體側(cè)墻大面積立式百葉窗，過(guò)濾材料采用無(wú)紡棉氈代替原來(lái)的棕絲板，以便于清洗。韶山4型機(jī)車各通風(fēng)支路均為并聯(lián)方式，具有相對(duì)的獨(dú)立性。機(jī)車兩節(jié)車體用車鉤連接，并設(shè)有防脫鉤安全裝置，車鉤上方為連接風(fēng)擋，中間設(shè)有通道。整個(gè)車體為整體承載結(jié)構(gòu)。韶山4改型機(jī)車車體吸收消化8k型電力機(jī)車技術(shù)采用了大頂蓋和高臺(tái)架結(jié)構(gòu)。251. SS4G 電力機(jī)車主要參數(shù)韶山4改型電力機(jī)車主要用于干線貨運(yùn)軌距1435 mm限界機(jī)車在受電弓降下時(shí)，—83《標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路機(jī)車車輛限界》的要求額度工作電壓?jiǎn)蜗嘟涣?0Hz 25kV傳動(dòng)方式交—直流電傳動(dòng)軸式2（Bo—Bo）機(jī)車重量292 % t軸重23t持續(xù)功率23200kW最高運(yùn)行速度100 km/h km/h起動(dòng)牽引力628kN持續(xù)牽引力450kN電制動(dòng)方式加饋電阻制動(dòng)電制動(dòng)功率5300kW電制動(dòng)力382kN（10～50km/h）傳動(dòng)方式雙邊斜齒減速傳動(dòng)傳動(dòng)比88/21牽引電動(dòng)機(jī)型號(hào)ZD105 控制電路的概念電力機(jī)車控制電路是機(jī)車的3大電路中最為復(fù)雜的電路，屬于低壓直流小功率。電路。它由司機(jī)控制器，低壓電器，主電路與輔助電路中的各電器電磁線圈及各電器的觸頭聯(lián)鎖等組成?？刂齐娐房梢钥刂浦麟娐泛洼o助電路中的各電器動(dòng)作，并通過(guò)司機(jī)控制臺(tái)上的各按鍵開(kāi)關(guān)和司機(jī)控制手柄位置操作，使機(jī)車按照司機(jī)的意圖運(yùn)行?？刂齐娐肥怯伤緳C(jī)控制器，低壓電器，主電路與輔助電路中的各電器電磁線圈及各電器的觸頭聯(lián)鎖等組成的有觸點(diǎn)控制電路。由于主電路和輔助電路中的各電器的動(dòng)作均要有控制電路控制，因而對(duì)控制電路也提出了相應(yīng)的要求，目的是保證行車的安全，便于操縱，運(yùn)用，維修，盡量減少電器設(shè)備，已達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 對(duì)控制電路的要求由于主電路和輔助電路中各電器動(dòng)作要求均由控制電路控制，因此控制應(yīng)滿足下列要求：1. 能改變機(jī)車的運(yùn)行狀態(tài)，如運(yùn)行方向的改變，牽引與制動(dòng)的轉(zhuǎn)換。2. 能對(duì)牽引力，制動(dòng)力速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。3. 由控制各輔機(jī)組啟動(dòng)，運(yùn)行的電路，有控制其它設(shè)備的電路。4. 保證主電路，輔助電路的控制電路，如避免重合閘，避免由于誤操作引起的不良影響等。5. 能保證各電器按一定的次序動(dòng)作，動(dòng)作結(jié)果與司機(jī)發(fā)出的指令一致，在動(dòng)作過(guò)程對(duì)于沒(méi)有滅弧的裝置的電器則不應(yīng)產(chǎn)生電弧。6. 設(shè)有照明電路和信號(hào)電路。7. 設(shè)有故障電路，在機(jī)車發(fā)生某一故障又不能及時(shí)處理時(shí)，組成故障電路或切斷故障電路部分，使機(jī)車維持運(yùn)行。8. 當(dāng)機(jī)車重聯(lián)運(yùn)行時(shí)，若一臺(tái)機(jī)車故障，要求不影響另一臺(tái)機(jī)車運(yùn)行。9. 在保護(hù)電器動(dòng)作引起主斷路器跳閘后，應(yīng)有零位聯(lián)鎖，既要重新合閘，機(jī)車各電器需處于啟動(dòng)前狀態(tài)。10. 要求電氣制動(dòng)與機(jī)械制動(dòng)之間有一定的安全聯(lián)鎖。11. 要求控制電路在滿足要求的前提下應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，操縱部分簡(jiǎn)單易記，便于操作?？傊刂齐娐废到y(tǒng)要保證行車的安全，利于操作，運(yùn)用，維修，盡量節(jié)省電氣設(shè)備，已達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。正因?yàn)榭刂齐娐肥菣C(jī)車電路最復(fù)雜的部分，就機(jī)車運(yùn)行中出現(xiàn)的故障而言，控制電路中故障也較多。因此，熟練掌握控制電路原理，就能在平時(shí)對(duì)機(jī)車進(jìn)行全面保養(yǎng)，在發(fā)生故障時(shí)能迅速準(zhǔn)確的進(jìn)行分析與處理，對(duì)確保行車安全是非常重要的。 電力機(jī)車的控制方法及其特點(diǎn)電力機(jī)車的控制方法視機(jī)車的類別而選用不同的方法。而對(duì)電壓不高、功率不大的直流電力機(jī)車，可采用直接控制的方法，即采用手動(dòng)的方法直接控制機(jī)車主電路而使機(jī)車運(yùn)行，這種機(jī)車其控制電路就包括在主電路之中。這種方法是機(jī)車電路簡(jiǎn)單、故障率低，但只能適用于一些城市電車及工礦用小功率電力機(jī)車。對(duì)于高電壓大電流的大功率機(jī)車，直接控制顯然是不能滿足要求的，而且具有極大的危險(xiǎn)性，所以必須選用間接控制的方法。所謂間接控制就是通過(guò)司機(jī)控制器及各按鍵開(kāi)關(guān)來(lái)控制一些低壓電器，再通過(guò)這些低壓電器來(lái)控制高壓部分。這種方法使弱電控制強(qiáng)電，操作輕巧簡(jiǎn)單，而且很好將操作者與高壓部分隔離。采用間接控制的方法有利于機(jī)車向自動(dòng)化方向發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的的發(fā)張，電力機(jī)車也得到不斷的發(fā)展，電力機(jī)車的自動(dòng)化水平越來(lái)越高，自動(dòng)控制環(huán)節(jié)越來(lái)越完善。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展及新型電器、儀表的出現(xiàn)，為機(jī)車的控制提供了廣闊的基礎(chǔ)，使機(jī)車向全自動(dòng)化方向發(fā)展成為可能，同時(shí)也使機(jī)車的控制系統(tǒng)日趨復(fù)雜，必然對(duì)控制系統(tǒng)提出了更高的要求 電力機(jī)車通用符號(hào)及說(shuō)明由于電力機(jī)車電器線路中電氣設(shè)備種類繁多，電路本身就較復(fù)雜，尤其控制電路更復(fù)雜，為了讀圖方便起見(jiàn)，我們將電力機(jī)車電路中通用的符號(hào)按新國(guó)標(biāo)總結(jié)。對(duì)表中有關(guān)符號(hào)作幾點(diǎn)說(shuō)明：一．各電器設(shè)備在電氣線路圖中除按表內(nèi)符號(hào)表示外，在符號(hào)旁邊還應(yīng)標(biāo)明相應(yīng)電氣設(shè)備在電路中代號(hào)。如在接觸器線圈旁注明97KM表示97號(hào)勵(lì)磁接觸器，且在所有97號(hào)接觸器各聯(lián)鎖觸頭旁邊也注明 97KM，說(shuō)明是同一電器在電路中不同位置的控制關(guān)系。二．導(dǎo)線也是電氣線路圖中的一部分，也別是一些重要的導(dǎo)線在電路圖中表明導(dǎo)線的代號(hào)，不同類型和不同作用的導(dǎo)線可用字母表示不同。三．常開(kāi)聯(lián)鎖、常閉聯(lián)鎖（也稱正聯(lián)鎖、反聯(lián)鎖）是指在電器的工作線圈未通點(diǎn)電、電器處于釋放狀態(tài)的聯(lián)鎖位置而言，若其聯(lián)鎖觸頭是打開(kāi)的既為常開(kāi)聯(lián)鎖，若其聯(lián)鎖觸頭是閉合的既為常閉聯(lián)鎖。當(dāng)電器工作線圈通電而電器動(dòng)作后，常開(kāi)聯(lián)鎖閉合，常閉聯(lián)鎖打開(kāi)。在韶山系列電力機(jī)車電氣線路中，聯(lián)鎖位置采用了通用的上開(kāi)下閉，左開(kāi)右閉的畫法，即將常開(kāi)聯(lián)鎖畫在導(dǎo)線的左邊和上邊，將常閉聯(lián)鎖畫在導(dǎo)線的右邊和下邊。也有些機(jī)車采用相反的畫法，如法國(guó)的6G型電力機(jī)車。四．應(yīng)當(dāng)指出的是，并不是所有的電器都有常開(kāi)、常閉的概念。對(duì)于某些組合電器（如轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)）的觸頭聯(lián)鎖，這類聯(lián)鎖除其所屬電器的代號(hào)外，還應(yīng)表明該聯(lián)鎖在那個(gè)位置接通。這類聯(lián)鎖稱為正聯(lián)鎖，或指定位閉合聯(lián)鎖。五．對(duì)于凸輪控制器或鼓行控制器，在電路圖中將這類圓形的觸頭閉合次序展開(kāi)為一個(gè)平面的觸頭閉合電路圖，簡(jiǎn)稱展開(kāi)圖。在某些工作位置若某些導(dǎo)線對(duì)應(yīng)的聯(lián)鎖是接通的，則在該位置相應(yīng)的導(dǎo)線下方以黑點(diǎn)表示，在某些工作位置若某些導(dǎo)線對(duì)應(yīng)的聯(lián)鎖是斷開(kāi)的，則在該位置相應(yīng)的導(dǎo)線下方無(wú)黑點(diǎn)。六．有些比較復(fù)雜的電路中不易標(biāo)出工作位置和觸頭閉合次序，一般采用在電路旁附上工作位置的圖標(biāo)，如調(diào)壓開(kāi)關(guān)等組合電器的觸頭閉合表。七．國(guó)產(chǎn)電力機(jī)車電路圖中所示的接觸元件和聯(lián)鎖觸頭的開(kāi)、閉位置表示原則和操作位如下：司機(jī)控制器在零位，位置轉(zhuǎn)化開(kāi)關(guān)在機(jī)車一端向前、牽引位：各按鍵開(kāi)關(guān)在水平斷開(kāi)位；空氣斷路器在開(kāi)斷位；各刀開(kāi)關(guān)在運(yùn)行位；各保護(hù)開(kāi)關(guān)在開(kāi)斷位。 聯(lián)鎖方法與重聯(lián)電路 常用聯(lián)鎖方法機(jī)車控制電路必須滿足主電路和輔助電路的要求，如電器按一定次序動(dòng)作，司機(jī)一定順序操作，因此必須設(shè)置一些聯(lián)鎖來(lái)滿足控制電路的邏輯要求。在考慮控制的聯(lián)鎖時(shí)，首先必須滿足電路的要求，在此前提下應(yīng)盡量減少聯(lián)鎖數(shù)目，另外對(duì)于需要有故障運(yùn)行電路，同樣要在控制電路中做相應(yīng)考慮。對(duì)于可能由于錯(cuò)誤操作造成事故的現(xiàn)象，也應(yīng)在電路中予以避免或設(shè)法補(bǔ)救。因此在設(shè)置控制電路的聯(lián)鎖時(shí)應(yīng)統(tǒng)籌考慮，權(quán)衡處理。機(jī)車上的聯(lián)鎖方法有兩大類，即機(jī)械聯(lián)鎖與電氣聯(lián)鎖。一． 機(jī)械聯(lián)鎖為避免司機(jī)的誤操作造成的人身及設(shè)備不安全，需設(shè)置一些機(jī)械聯(lián)鎖來(lái)保證。目前采用的機(jī)械的機(jī)械聯(lián)鎖有：1司機(jī)控制器換向手柄和調(diào)速手輪間的機(jī)械聯(lián)鎖。2司機(jī)臺(tái)上的按鍵開(kāi)關(guān)與電鑰匙的聯(lián)鎖。3換向手柄、電鑰匙與鑰匙箱的聯(lián)鎖。二．電氣聯(lián)鎖電氣聯(lián)鎖方法種類較多，我們介紹機(jī)車上常用的機(jī)械聯(lián)鎖。1電氣聯(lián)鎖串聯(lián)聯(lián)鎖是由多個(gè)條件來(lái)使一個(gè)電器通電，而其中任意條件的消失使電器線圈失電，在電路中凡要求滿足多個(gè)條件才能接通另一電路的環(huán)節(jié)一般采用串聯(lián)聯(lián)鎖電路。但串聯(lián)聯(lián)鎖越多，可靠性越低，因此，應(yīng)盡量減少串聯(lián)聯(lián)鎖的數(shù)量。2并聯(lián)聯(lián)鎖并聯(lián)聯(lián)鎖是多個(gè)條件中的任一條件構(gòu)成則該電器工作線圈得電，而只有全部條件消失該電器線圈才能失電，這種聯(lián)鎖方法對(duì)電器動(dòng)作順序沒(méi)有固定要求，電路中常采用這種聯(lián)鎖作為雙重供電電路以保證重要電路供電的可靠性，另外，對(duì)于保護(hù)電器及顯示電器也采用這種方法。3自持聯(lián)鎖在某些電器工作線圈前的電路中并聯(lián)該電器本身的常開(kāi)聯(lián)鎖，這個(gè)聯(lián)鎖稱之為自持聯(lián)鎖。自持聯(lián)鎖常用于電器工作的條件可能構(gòu)成后消失，但又需要在構(gòu)成條件消失后，必須保持該電器持續(xù)工作的場(chǎng)合，如電力機(jī)車劈相機(jī)啟動(dòng)中間繼電器的聯(lián)鎖及劈相機(jī)接觸器的聯(lián)鎖既為自持聯(lián)鎖。4延時(shí)聯(lián)鎖延時(shí)聯(lián)鎖是指電器的線圈得失電與其聯(lián)鎖動(dòng)作不同步，其實(shí)現(xiàn)方法有多種，如采用在電器鐵心上加裝短路銅套，或在繼電器本身某些聯(lián)鎖上加裝鐘表機(jī)構(gòu)，二者的不同之處在于前者的所有聯(lián)鎖都具有延時(shí)性，后者僅有鐘表的聯(lián)鎖有延時(shí)而其他聯(lián)鎖不具有延時(shí)，在要求有短暫延時(shí)性時(shí)，也可以在要求滯后動(dòng)作的電器線路中多串聯(lián)一個(gè)要求先動(dòng)作電器的常開(kāi)聯(lián)鎖實(shí)現(xiàn)，在電器的工作線圈旁并聯(lián)一電容，在線圈斷電后，由于電容可通過(guò)電器線圈放電，因此是線