【正文】 中國鐵道出版社 《電力機(jī)車電器》 中國鐵道出版社 《韶山 3 型電力機(jī)車操縱與保養(yǎng)》 中國鐵道出版社 五、 設(shè)計說明書內(nèi)容 封面 目錄 內(nèi)容摘要 (200~400 字左右，中英文 ) 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 II 引言 正文 （設(shè)計方案比較與選擇，設(shè)計方案原理、計算、分析、論證，設(shè)計結(jié)果的說明及特點(diǎn)） 設(shè)計圖紙 結(jié)束語 附錄 (參考文獻(xiàn)、圖紙、材料清單等 ) 六、 畢業(yè)設(shè)計進(jìn)程安排 第 1 周 ：資料準(zhǔn)備與借閱，了解課題思路。 第 7 周：第二次檢查設(shè)計完成情況，并做好畢業(yè)答辯準(zhǔn)備。 答辯小組質(zhì)詢課題的關(guān)鍵問題，質(zhì)詢與課題密切相關(guān)的基本理論、知識、設(shè)計與計算方法、實(shí)驗(yàn)方法、測試方法，鑒 別學(xué)生獨(dú)立工作能力、創(chuàng)新能力。 曲線圖表要求：所有曲線、圖表、線路圖、程序框圖、示意圖等不準(zhǔn)用徒手畫，必須按國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)或工程要求繪制。 輔助電路即將由變壓器次繞組提供的單相工頻電劈成三相供給機(jī)車輔助設(shè)備供電的電路?？刂齐娐房梢钥刂婆_上各按鍵開關(guān)和 司機(jī)控制器手柄位置操縱，使機(jī)車按照司機(jī)的意圖運(yùn)行 . 通過本設(shè)計，旨在提升電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、分析能力，進(jìn)一步理解電力機(jī)車控制電路的作用原理，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計。該型電力機(jī)車在韶山型系列電力機(jī)車成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上，吸收 消化 8K、 6K 等國外機(jī)車的先進(jìn)技術(shù)，使韶山型系列機(jī)車 整體技術(shù)性能和運(yùn)用品質(zhì)得到進(jìn)一步的提高，使相控電力機(jī)車的交直電傳 動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化合模塊化。設(shè)有功率因 數(shù)補(bǔ)償裝置，利用諧振原理重點(diǎn)對三次諧波分量的吸收，使機(jī)車網(wǎng)側(cè)電源獲得較高的功率因數(shù)和較小的諧波干擾電流，具有明顯經(jīng)濟(jì)效益。電阻制動回路利用串入的 整流橋（大橋）相控調(diào)節(jié)方式完成了電流加饋?zhàn)饔谩? SS6B 型電力機(jī)車的輔助電路仍采用韶山系列電力機(jī)車的成熟技術(shù)，為旋轉(zhuǎn)式劈相機(jī)供電系統(tǒng)。采用電制動優(yōu)先、空氣制動補(bǔ) 償?shù)脑瓌t，實(shí)施空電聯(lián)合制動，使列車運(yùn)行的安全性得到提高。 空氣制動機(jī)系統(tǒng) DK1型機(jī)車電空制動機(jī) 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 5 第 2章 主電路原理的分析 簡介 SS6B 型和 SS4B 型電力機(jī)車的電傳動系統(tǒng)是按通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化原則設(shè)計的兩種交 直傳動電力機(jī)車。主電路中設(shè)有功率因數(shù)補(bǔ)償裝置，以提高機(jī)車的功率因數(shù)和減少諧波干擾電流，改善了電網(wǎng)的供電品質(zhì)。 機(jī)車控制電路由有接點(diǎn)控制 (繼 電控制 )電路和無接點(diǎn)控制 (電子控制 )電路組成。此方式使電路、控制和結(jié)構(gòu)比較簡單，在運(yùn)用上有一定的靈活性，當(dāng)一臺主整流器故障時，可切除一臺轉(zhuǎn)向架 3臺電機(jī)，機(jī)車保留 1／ 2牽引能力，實(shí)現(xiàn)機(jī)車故障運(yùn)行；前后兩個轉(zhuǎn)向架可進(jìn)行各架軸重轉(zhuǎn)移電氣補(bǔ)償，即對前轉(zhuǎn)向架減荷后轉(zhuǎn)向架增 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 6 荷，以充分利用粘著，發(fā)揮最大牽引能力；實(shí)現(xiàn)以轉(zhuǎn)向架供電為基礎(chǔ)的電氣系統(tǒng)單元化供電系統(tǒng)，裝置簡單。 5．測量系統(tǒng) 機(jī)車全部采用霍爾傳感器檢測直流電流與直流電壓信號。 7，為提高機(jī)車功率因數(shù)和改善通訊干擾，機(jī)車設(shè)有 PFC功率因數(shù)補(bǔ)償裝置。與傳統(tǒng)的機(jī)車相比，該電路具有如下特點(diǎn)： 1．在 25kV 網(wǎng)側(cè)電路中，加設(shè)了新型金屬氧化物避雷器 5F，以取代傳統(tǒng)的放電間隙，作過 電壓和雷擊保護(hù)； 2．在受電弓與主斷路器之間，設(shè)置有網(wǎng)側(cè)電壓互感器 (25 kV／ 100V)，便于司機(jī)在司機(jī)室 內(nèi)掌握受電弓的升降狀況和網(wǎng)壓的情況； 3．為提高機(jī)車的可靠性，實(shí)現(xiàn)機(jī)車的簡統(tǒng)化、通用化設(shè)計，采用了傳統(tǒng)的 TSG3 型受電弓、 TDZlA 型空氣斷路器和 TBYl 型網(wǎng)側(cè)高壓電壓互感器； 4．增設(shè)有 PFC 控制用電壓、電流互感器； 圖 2— 1 網(wǎng)側(cè)高壓電路 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 8 5．接地回流系統(tǒng)采用主變壓器高壓繞組 X 端經(jīng)電纜、接地回流裝置到車輪、鋼軌。 由牽引繞組 a1b1x1 和 a2x2 供電給主整流器 70v，組成前轉(zhuǎn)向架供電單元；由牽引繞組 a3b3x3 和 a4x4 供電給主整流器 80v，組成后轉(zhuǎn)向架供電單元。當(dāng) V9 和 V10 滿開放后，六臂橋投入。當(dāng) V3 和 V4滿開放后， V V V9 和 V10 維持滿開放，并觸發(fā) V5 和 V6， b1x1圖 2— 2 轉(zhuǎn)向架單元整流調(diào)壓簡化電路 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 9 繞組再投入 V5和 V6 順序移相，整流電壓在 (3／ 4— 1)Ud 之間調(diào)節(jié)。 機(jī)車牽引供電電路，采用轉(zhuǎn)向架獨(dú)立供電方式。 與主極繞組并聯(lián)的有固定分路電阻 14R、 I 級磁場削弱電阻 15R 和接觸器 17KM、Ⅱ級磁場削弱電阻 16R 和接觸器 18KM。當(dāng) 17KM 和 18KM 同時閉合時， 15R 和 16R 同時投入，實(shí)現(xiàn)機(jī)車的Ⅲ級磁場削弱，其磁場削弱系數(shù)為 0． 45。以第一轉(zhuǎn)向架前進(jìn)方向?yàn)槔?，?1M、 2M、 3M 電機(jī)非換向器端看去，電樞旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)為順時針方向；第一轉(zhuǎn)向架與第二轉(zhuǎn)向架反向布置，因此第二轉(zhuǎn)向架 4M、 5M、6M電機(jī)為反時針方向。當(dāng)牽引電機(jī)之一故障時，將相應(yīng)牽引電機(jī)故障隔離開關(guān)置故障位，其相應(yīng)常開聯(lián)鎖接點(diǎn)打開相應(yīng)線路接觸器，該電機(jī)支路與供電電路隔離，不投入工作。只要 20QP或 50QP 之一在庫用位，即可在庫內(nèi)動車。 每一臺牽引電機(jī)設(shè)有一臺直流電流傳感器和一臺直流電壓傳感器，其作用除提供電子控制的電機(jī)電流與電壓反饋信號外，還通 過電子柜，作為司機(jī)臺電流表與電壓表顯示的信號的檢測。 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 12 圖 2— 4 機(jī)車加饋制動工況時的電路圖（ I 架） 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 13 SS6B 型電力機(jī)車采用了加饋電阻制動 電路，主要優(yōu)點(diǎn)是能夠獲得較好的制動特性，特別是低速制動特性。 在常規(guī)的電阻制動中，當(dāng)電機(jī)主勵磁最大恒定后，電樞電流 (制動電流 )Iz 隨著機(jī)車速度減小而減小。 現(xiàn)以 1M 電機(jī)為例，敘述一下電路電流的路徑： 33km／ h 時，機(jī)車處于純電阻制動狀態(tài)。 電阻制動時，主變壓器的勵磁繞組 a5 一 x5 經(jīng)勵磁接觸器 91KM 向勵磁整流器 99v供電，并與 16M 牽引電機(jī)主極繞組串聯(lián)，且勵磁電流方向與牽引時相反，由下往上。由此形成兩個獨(dú)立的接地保護(hù)電路系統(tǒng)。 PFC 電路 SS6B 型電力機(jī)車主要電路設(shè)置有 4 組完全相同的 PFC 裝置。 機(jī)車采用的電磁式真空接觸器具有接通、分?jǐn)嗄芰Υ?，電氣和機(jī)械壽命長等優(yōu)點(diǎn)。 為確保人身安全，在每組 PFC 電路中的濾波電容器和濾波電抗器上并聯(lián)了一個電阻(800Ω )，當(dāng)司機(jī)取出 司機(jī)鑰匙時，濾波電容器上的電壓能夠快速放電。 當(dāng)次邊出現(xiàn)短路時，經(jīng)次邊電流互感器 176TA、 177TA、 186TA 及 187TA→電子柜過流保護(hù)環(huán)節(jié)一使主斷路器 4QF 動作，實(shí)現(xiàn)保護(hù)，整定值為 3 000A(1 土 5％ )。 在牽引工況時，牽引電機(jī)的過流保護(hù)是通過直流電流傳感器 111SC、 121SC、 131SC、141SC、 151SC 和 161SC 一電子柜 — 主斷路器來實(shí)現(xiàn)的，其整 定值為 1 300A(1177。此外，還設(shè)有勵磁繞組的過流保護(hù)，它是通過直流電流傳感 199SC 一電子柜一勵磁過流中間繼電器 559KA— 勵磁接觸器 91KM 來實(shí)現(xiàn)的。大 氣過電壓保護(hù)主要采用兩種方式：一是在網(wǎng)側(cè)設(shè)置新型金屬氧化物避雷器 5F；二是在主變壓器的各次邊繞組上設(shè)置 RC 過電壓吸收裝置和牽引繞組上的非線性電阻 138RV、139RV、 148RV、 149RV。 另外，牽引電機(jī)的電壓由主整流器進(jìn)行限壓控制，其限制值為 1020V(1177。為消除“死區(qū)”，回路各電勢均為相加關(guān)系。其中 191R 與 197C、 192R 與 198C 是為了抑止 97KE 或 98KE 動作線圈兩端因接地故障引起的尖峰過電壓而設(shè)置的。電源來自主變壓器的輔助繞組a6— b6一 x6,其中 a6x6 的額定電壓為 388． 7V， b6一 x6 的額定電壓為 225V，單相交流電源從 b6 一 x6經(jīng)庫用轉(zhuǎn)換刀開關(guān) 235QS 至導(dǎo)線 20 202，給各輔機(jī)及窗加熱、取暖設(shè)備供電。劈相機(jī) lMG、 2MG 的運(yùn)轉(zhuǎn)與停止均通過其相應(yīng)接觸器 201KM、202KM 控制。這時劈相機(jī)啟動繼電器監(jiān)測間接反映劈相機(jī)轉(zhuǎn)速的劈相機(jī)發(fā)電相電壓(由導(dǎo)線 27 280 引入 )，當(dāng)劈相機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到約 0． 9nH(nH 為額定轉(zhuǎn)速 )，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 561， 568 接通，則劈相機(jī)啟動中間繼電器 566KA得電，使 213KM 及劈相機(jī)啟動延時時間繼電器 533KT 失電， 213KM 主觸頭動作，開斷啟動電阻 (263R)回路，劈相機(jī) 1MG 啟動完成。改善了系統(tǒng)的三相不對稱性，同時提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。 SS6B 型電力機(jī)車輔機(jī)負(fù)載見表 1— 1。隨電動機(jī)作負(fù)載投入而投 入。把庫內(nèi)三相電源接到庫用插座 294XS 的 20 20 209 三點(diǎn)上，通過庫用開關(guān) 235QS 及導(dǎo)線 203 與 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 20 209 之間的連接母線直接為輔助電機(jī)提供三相電源。 、單相負(fù)載電路 380V 單相負(fù)載電路 （見圖 3— 3） 由導(dǎo)線 20 202 供電，一路經(jīng)自動開關(guān) 232QA 至導(dǎo)線 264，分別給前窗電熱玻璃273EH、 274EH(串聯(lián) )和 275EH、 276EH(串聯(lián) )提供 380V 單相交流電源，另一路經(jīng)自動開關(guān) 233QA 至導(dǎo)線 269 給壁爐 265R、 267R 和 266R、 268R 及腳爐 269R、 271R 和 270R、 272R提供單相 380V 交流電源。 220V 單相負(fù)載電路 （見圖 3— 4） 220V 電源取自導(dǎo)線 20 206，經(jīng)自動開關(guān) 231QA 給熱風(fēng)機(jī) 298EH、 299EH 和空氣干燥器提供工作電源，自動開關(guān) 231QA 作該回路過流保護(hù)， 241QS、 240QS 分別為熱風(fēng)機(jī)298EH、 299EH 隔離開關(guān)； 81QS 81QS2 為空氣干燥器隔離開關(guān)， 488EL 488EL2 為空氣干燥器指示燈串聯(lián)在空氣干燥器 220V 回路中。 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 21 圖 3— 3 380V 單相負(fù)載電路 圖 3— 4 220V 單相負(fù)載電路 保護(hù)電路 （見圖 3— 5） 安全保護(hù) 287YV 為機(jī)車各室門、高壓柜門的聯(lián)鎖安全保護(hù)閥。這個系統(tǒng)由輔接地繼電器 285KE、整流元件 291U、限流電阻 262R、電容 257C 及輔接地故障開關(guān) 237QS 組成。同時經(jīng)由 285KE 自身聯(lián)鎖和恢復(fù)中間繼電器 562KA 聯(lián)鎖接通“自鎖”回路，保持信號記憶。 圖 3— 5 保護(hù)電路 輔機(jī)保護(hù) SS6B 型電力機(jī)車輔助電機(jī)采用自動開關(guān)做過流保護(hù)。因自動開關(guān)的保護(hù)特 性具有分散性，所以其保護(hù)特性的整定和校核非常關(guān)鍵。在輔助繞組短路或其他原因造成輔助電路短路，其電流超過 2 800A 時， 282KC 吸合動作使機(jī)車主斷路器分閘，并顯示輔助過流信號。 SS68 型機(jī)車的控制電路由起不同作用的各種控制環(huán)節(jié)組成。 運(yùn)行中電源柜故障時，蓄電池作機(jī)車故障運(yùn)行時的控制電源。 整流輸出通過 666QS 與蓄電池并聯(lián)， 110V 電源通過 667QS 接通負(fù)載。 所以，要 升起受電弓 ，必須具備足夠壓力的壓縮空氣。同樣，再一路經(jīng)“ II 端受電弓”按鍵開關(guān) 402SK1或 403SK2 及受電弓隔離開關(guān) 588QS，使導(dǎo)線 533 得電，即受電弓電空閥 2YV 得電動作，壓縮空氣直通升弓風(fēng)缸，促使受電弓升起（如圖 43 所示）。其中， 586QS 是主斷路器的隔離開關(guān)； 568KA是零位中間繼電器，當(dāng)全車所有司機(jī)控制器處于零位時， 568KA 得電動作，其常開接點(diǎn)閉合； 539KT 是主斷控制延時繼電器，導(dǎo)線 531 通過主斷恢復(fù)中間繼電器562KA 常閉開關(guān)得電動作； 567KA 是劈相機(jī)中間繼電器，操作啟動劈相機(jī)前， 567KA處于失電狀態(tài)，其常閉接點(diǎn)閉合，這些節(jié)點(diǎn)溝通主斷路器的合閘回路。 劈相機(jī)控制 所有輔機(jī)的控制電源由 605QA 自動開關(guān)提供，劈相機(jī)的控制是完成其他輔機(jī)控制的先決條件。導(dǎo)線 560 經(jīng) 567KA 的常開接點(diǎn) ，使導(dǎo)線 561 有電。 第四條支路：導(dǎo)線 561 經(jīng) 215QA、 216QA 和 566KA 的常開接點(diǎn)，使 566KA 繼續(xù)得電自鎖。這是單臺車的情況，當(dāng)兩臺車重聯(lián)時，通過重聯(lián)線 2564 或 W2564 使另一臺車的 567KA 得電動作，啟動另一臺車的劈相機(jī)過程與單臺車相同。 若劈相機(jī) 1 故障，則將 242QS 打到“ 2”位，此時，劈相機(jī) 1 被切除；劈相機(jī) 2 代替劈相機(jī) 1的工作，啟動后，使其他輔機(jī)依舊正常工作，具體控制過程如 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 30 下： （ 1）將 242QS 打到“ 2”位；