【正文】 明書 10 三、三相異步劈相機(jī) 一、 SS4 改型三相異步劈相機(jī)工作原理 異步劈相機(jī)是一種結(jié)構(gòu)特殊、用途特殊的三相異步電動機(jī)。當(dāng)劈相機(jī)轉(zhuǎn)子靜止不動時，這兩個旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中感應(yīng)出兩個大小相等、方向相反的電勢和電流，而產(chǎn)生兩個大小相等、方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，其合成啟動轉(zhuǎn)矩為零，故劈相機(jī)不能自行起 動。因此，當(dāng)劈相機(jī)轉(zhuǎn)子以額定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，可以認(rèn)為氣隙中只有正序磁場和正 序磁通。因為當(dāng)電網(wǎng) W 相缺相時，劈相機(jī)的 W 相電勢高于 W相端電壓，從而使 W 相電流反相，源源不斷地向三相負(fù)載輸出第三相電流 Iw ，這時電機(jī)才真正進(jìn)入劈相機(jī)工況運行。有此可知，當(dāng)劈相 機(jī)負(fù)載時，在劈相機(jī)的發(fā)電相繞組中僅有發(fā)電機(jī)電流 Iw 流過，而在 U、 V 電動相繞組中同時存在著電動機(jī)電流 Ip和發(fā)電機(jī)電流△ Iu、△ Iv，所以劈相機(jī)負(fù)載后的定子三相電流的關(guān)系可寫成： Iu=Ip+△ Iu Iv=Ip+△ Iv Iw=Iw 二、 SS4 改型三相異步劈相機(jī)啟動 SS4 改型三相異步劈相機(jī)采用的是電阻分相起動的方式。當(dāng)按下劈相機(jī)按鍵開關(guān)后，接觸器 213KM 閉合，起動電阻投入， 201KM 閉合，劈相機(jī)開始啟動，這時劈相機(jī)啟動繼電器監(jiān)測劈相機(jī)發(fā)電相電壓（由導(dǎo)線 27 280 引入）來間接反映劈相機(jī)的轉(zhuǎn)速：當(dāng)劈相機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到約 ，也即 283AK 測得其發(fā)電相電壓接近于比較電壓（額定網(wǎng)壓下，該電壓值為 220V，由導(dǎo)線 20 206 引入）時， 283AK 動作，其常開聯(lián)鎖閉合，導(dǎo)線 56 568 連通，則劈相機(jī)啟動中間繼電器 566KA 得電，使 213KM 及劈相機(jī)起動延時時間繼電器 533KT 失電， 213KM 主觸頭打開，開斷了起動電阻（ 263R）回路，劈相機(jī)起動完成。在感性負(fù)載情況下，發(fā)電機(jī)電流引起的阻抗壓降將使繞組的端電壓小于感應(yīng)電勢，則三相感應(yīng)電勢是對稱的，在劈相機(jī)負(fù)載后由于三相不對稱的阻抗壓降，仍會造成劈相機(jī)三相端電壓的不對稱。為此，劈相機(jī)的定子三相繞組匝數(shù)和空間相隔的電角度均應(yīng)根據(jù)需要確定，其繞組選擇的定性規(guī)律是：一方面要增加發(fā)電相W 相的匝數(shù)，另一方面要減少電動相 V 的匝數(shù)。為了適應(yīng)實際要求，在負(fù)載側(cè)的 U、 W 端子并聯(lián)一些電容器和電感元件，以擴(kuò)展劈相機(jī)的容量，通過這些元件向負(fù)載提供 W 相電流。并聯(lián)電容后可使發(fā)電相電流 Iw 相位超前，有利于提高劈相機(jī)的功率因數(shù)。劈相機(jī)的控制是完成其它輔機(jī)的先決條件。導(dǎo)線 560 經(jīng) 567KA的常開點，使導(dǎo)線 561 有電。啟動另一節(jié)車的劈相機(jī)過程與單節(jié)車相同。導(dǎo)線 562 經(jīng) 591QS和 528KT 的常閉點，使 567KA 得電動作。具體控制過程如下： ⒈將 242QS 打到“ 2”位； ⒉將 296QS 打到電容位隨后的操作過程與啟動劈相機(jī)相似。第三路，導(dǎo)線 561 經(jīng) 583AK 使 566KA 得電動作，并通過其本身的常開點自鎖；第四路，導(dǎo)線 561 經(jīng) 566KA 的常閉點切除，213KM 和 533KT 的供電回路，甩掉通風(fēng)機(jī) 1 的啟動電容，使通風(fēng)機(jī) 1 進(jìn)入正常工作狀態(tài)；第五路，導(dǎo)線 561 經(jīng) 533KT，使導(dǎo)線 577 有電，為其他輔機(jī)正常工作作好準(zhǔn)備。 4）使用庫用電源 a）庫內(nèi)三相電源 一般在機(jī)務(wù)段內(nèi)不起劈相機(jī) ,直接啟動輔助機(jī)時使用 .把庫內(nèi)三相電源接到庫用插座 594XS 的 20 20 209 三 點上 ,通過 235QS 及導(dǎo)線 203 與 209 之間的連接母線直接為輔助電路提供三相電源 . 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 16 b）庫內(nèi)單相電源 僅在制造廠或大修廠庫內(nèi)電源容量大時使用 .單相電源送至庫用插座 294XS 的20 208 兩點上 (為插座上部兩點位置 ),經(jīng) 235QS 給輔助電路提供單相電源 ,此時須使用劈相機(jī)實現(xiàn)單一三相供電系統(tǒng) .若只使用庫內(nèi)單相電源 ,也可拆開導(dǎo)線 203與 209之間的連接母線 ,這樣做有兩個目的 :一是從安全角度考慮 ,使庫用插座上的第三點 (209)不帶電 。從原理圖上看 ,動作用的 是 417 導(dǎo)線 ,著根控制線從司機(jī)控制器中出來 ,當(dāng)調(diào)速受輪轉(zhuǎn)到 級以上時 ,導(dǎo)線 417 得電 ,自起風(fēng)機(jī)中間繼電器 549KA 得電動作 ,此時 570QS 在 1位， 406SK 在非按下位。 當(dāng)兩節(jié)車重聯(lián)時 ,通過內(nèi)聯(lián)線 N578 去控制另一臺車的通風(fēng)機(jī)工作。 機(jī)車升弓前若風(fēng)缸或 控制風(fēng)缸中已無壓縮空氣儲存 ,則需要利用升弓壓縮機(jī) (輔助壓縮機(jī) )向輔助風(fēng)缸和控制風(fēng)缸壓氣 ,供機(jī)車受電弓升弓和主斷路妻合閘使用。 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 19 五、劈相機(jī)啟動繼電器 SS4 改型劈相機(jī)啟動繼電器作用 劈相機(jī)啟動繼電器 的作用 就是當(dāng)劈相機(jī)起動達(dá)到一定轉(zhuǎn)速后切除啟動電阻。在這一轉(zhuǎn)速之前甩掉起動電阻，電磁轉(zhuǎn)距較小，過早可能出現(xiàn)制動轉(zhuǎn)距，起動失敗。 W 相電流的最小值。在最大轉(zhuǎn)距附近的電壓信號變化大而轉(zhuǎn)速變化小。 SS4 改型劈相機(jī)啟動繼電器工作原理 在劈相機(jī)起動過程中 ,當(dāng)發(fā)電相電壓增長到網(wǎng)壓值的 55%時 ,劈相機(jī)起動繼電器應(yīng)立即動作 ,甩開起動電阻 .為了滿足這一要求 ,劈相機(jī)起動繼電器要在適當(dāng)?shù)臅r候閉合中間繼電器 ,利用中間繼電器的反聯(lián) 鎖使接觸器失電 ,斷開劈相機(jī)起動電阻 .所謂適當(dāng)?shù)臅r候 ,是指劈相機(jī)達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速值。因此，起動繼電器過早或過遲地動作都是不允許的誤動作。當(dāng)這一差值近似零時，檢測電路就立即翻轉(zhuǎn)，輸出一高電位去觸發(fā)后面的執(zhí)行電路。由于 BG3 管基極電路中串有一穩(wěn)壓管 W3，所以當(dāng) BG2 管的輸出電壓低于 W3 管的擊穿電壓值（約 6 V）時， BG3 管不導(dǎo)通，繼電器不動作。顯然 BG3 不會導(dǎo)通，繼電器 J 不會動作。機(jī)車升弓合閘之后，劈相機(jī)尚未起動時，僅有 UAB 信號加上。這一瞬間射耦觸發(fā)電路立即翻轉(zhuǎn)成 BG1 管飽和導(dǎo)通， BG2 管截止。如前所述，繼電器動作的時刻，恰好是劈相機(jī)起動到額定轉(zhuǎn)速附近的時候，其值為 1350177。 電阻 R12 平時作為穩(wěn)壓管 W3 的泄露電阻。調(diào)整 DW，可對繼電器整定值進(jìn)行微量的修正。因此開關(guān) SK被作為試驗按鈕。在實際應(yīng)用中，繼電器與輔機(jī)保護(hù)裝置共用一組電感、電容濾波裝置，從而減小控制電路操作過電壓對電子電路的影響。 繼電 器 J 的常開觸點 J J2（兩組并聯(lián) )作為起動繼電器的輸出觸點。 接觸網(wǎng)的單相正弦電壓受機(jī)車整流器的影響 ,其波形與接觸網(wǎng)的負(fù)荷有關(guān)，接觸網(wǎng)的負(fù)荷越大，網(wǎng)壓越低，波形便越差。在機(jī)車升弓合閘時 BG1 輸入的是負(fù)電壓，為防止負(fù)壓擊穿 BG1 的基極與射極，因此在它們兩極之間反并一個D 二極管來限壓。作了這些必要的考慮，以后便可將反轉(zhuǎn)的電壓訊號輸出給執(zhí)行環(huán)節(jié)。檢測電路反轉(zhuǎn)， BG2 輸出高電位， W3 穩(wěn)壓管被擊穿， BG3 基極有輸入， BG3 導(dǎo)通，繼電器 J 動作，它的觸頭閉合劈相機(jī)起動電路的中間繼電器，由中間繼電器去切除起動電阻接觸器，二極管 D10 是繼電器 J 的續(xù)流管，抑制 BG3 截止時繼電器線圈電感造成的過電壓。而且大大提高了動手的能力，雖然這個設(shè)計做的也不太好，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富。要我們充分利用在校期間所學(xué)的課程的專業(yè)知識理解、掌握和實際運用的靈活度。 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 26 設(shè)計參考書 《韶山 4 型電力機(jī)車》中國鐵道出版社 《牽引電機(jī)》凌鶴奇 《電力機(jī)車電器》中國鐵道出版社 《電力機(jī)車控制》中國鐵道出版社 《劈相 機(jī)起動繼電器》錢維昌 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 27 附 錄 附錄 1 SS4 改型電力機(jī)車輔助電路明細(xì)表 附錄 2 SS4 改型電力機(jī)車輔助電路 附錄 3 SS4 改型電力機(jī)車輔助電路控制電路 附錄 4 SS4 改型電力機(jī)車劈相機(jī)啟動繼電器電路圖 附錄 5 SS4 改型電力機(jī)車劈相機(jī)啟動繼電器布線圖 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 28 附表一 SS4 改型電力機(jī)車輔助電路明細(xì)表 序號 代號 名稱 型號及規(guī)格 數(shù)量 1 1MA 劈相機(jī) YPX2280M4,380V,34VA 1 2 2MA 壓縮機(jī)電動機(jī) YYD280S6,37KW 1 3 3MA 牽引通風(fēng)機(jī)電動機(jī) YFD2804,37KW 1 4 4MA 牽引通風(fēng)機(jī)電動機(jī) YFD2804,37KW 1 5 5MA 制動風(fēng)機(jī)電動機(jī) 380V,30KW,YZF200L2 1 6 6MA 制動風(fēng)機(jī)電動機(jī) 380V,30KW,YZF200L2 1 7 7MA 變壓器風(fēng)機(jī)電動機(jī) JBT61,14KW 1 8 8MA 變壓器油泵 QB80/20,13KW 1 9 201KM 劈相機(jī)接觸器 3TB5217OBF4 1 10 203KM 壓縮機(jī)電機(jī)接觸器 3TB5217OBF4 1 11 205KM 牽引風(fēng)機(jī)電機(jī)接觸器 3TB5217OBF4 1 12 206KM 牽引風(fēng)機(jī)電機(jī)接觸器 3TB5217OBF4 1 13 209KM 制動風(fēng)機(jī)電機(jī)接觸器 3TB5217OBF4 1 14 210KM 制動風(fēng)機(jī)電機(jī)接觸器 3TB5217OBF4 1 15 211KM 變壓器風(fēng)機(jī)電機(jī)接觸器 3TB4817OBF4 1 16 212KM 油泵電機(jī)接觸器 3TB4817OBF4 1 17 213KM 起動電阻接觸器 3TB5217OBF4 1 18 215EF 輔機(jī)保護(hù)裝置 1 19 217EF 輔機(jī)保護(hù)裝置 1 20 219EF 輔機(jī)保護(hù)裝置 1 21 220EF 輔機(jī)保護(hù)裝置 1 22 223EF 輔機(jī)保護(hù)裝置 1 23 224EF 輔機(jī)保護(hù)裝置 1 24 227EF 輔機(jī)保護(hù)裝置 1 25 228EF 輔機(jī)保護(hù)裝置 1 26 229QA 自動開關(guān) TH5SB,10A 1 27 230QA 自動開關(guān) TH5SB,20A 1 28 232QA 自動開關(guān) TH5SB,10A 1 29 233QA 自動開關(guān) TH5SB,20A 1 30 235QS 庫用轉(zhuǎn)換開關(guān) THD4C 1 31 236QS 零壓隔離開關(guān) LW516,C0391/2 1 32 237QS 輔接地隔離開關(guān) LW516,C0391/2 1 33 238QS 熱飯電爐隔離開關(guān) LW516,C0391/2 1 34 240QS 空調(diào)、風(fēng)扇隔離開關(guān) LW516,C0391/2 1 35 242QS 劈相機(jī)隔離開關(guān) LW516,D1687/6 1 36 243QD 窗加熱開關(guān) LW516,C0391/2 1 37 245QS 司機(jī)室取暖開關(guān) LW516,D5402/2 1 38 247C 移相電容 12kvar,525V 1 39 248C 移相電容 12kvar,525V 1 40 249C 移相電容 12kvar,525V 1 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 29 41 250C 移相電容 12kvar,525V 1 42 251C 移相電容 12kvar,525V 1 43 252C 移相電容 12kvar,525V 1 44 253C 起動電容 12kvar,525V 1 45 254C 46 255C 保護(hù)電容 CJ482,10μ F,250V 1 47 256C 零壓電容 CJ412,20μ F,630V 1 48 257C 輔接地電容 CJ412,20μ F,630V 1 49 258R 熱飯電爐 TIN31000W,220V 1 50 260R 過壓保護(hù)電阻 ZS11200,5Ω177。 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 25 總 結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計要完成課題的是設(shè)計分析電力機(jī)車輔助電路、輔助電路的控制電路及異步劈相機(jī)起動繼電器三種電路的作用、組成、工作原理，并討論可以采用的方案，進(jìn)而設(shè)計電力機(jī)車的輔助電路、輔助電路的控制電路以及異步劈相機(jī)起動繼電器電氣原理圖，并對異步劈相機(jī)起動繼電器的元件參數(shù)進(jìn)行校核，根據(jù)其電氣原理圖設(shè)計電路板。 畢業(yè)設(shè)計不是簡簡單單的完成了一個課題，而是使我初步的掌握了科學(xué)研究的步驟與方法，鞏固了我的專業(yè)知識，練習(xí)了我的實際操作能力，鍛煉了我分析解決問題的能力。 通過這次畢業(yè)設(shè)計使我掌握了做科學(xué)研究的基本方法和思路，現(xiàn)將感受總結(jié)如下： 在設(shè)計過程中，我通過查閱 大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)，使自己學(xué)到了不少知識，