【文章內(nèi)容簡介】 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 。 圖 12 轉(zhuǎn)向架單元整流調(diào)壓簡化電路 不等分三段整流調(diào)壓電路通過其整流調(diào)壓電路順序觸發(fā)晶閘管 V9 和 VV3 和 V V5 和 V6 則可得到最 大輸出電壓為dU21,dU43， dU 。 其中各段繞組電壓： VUUUU xbbaxaxa 9 522 11111122 ???? 不等分三段整流橋的工作順序如下所述： 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 首先投入四臂橋 ， 即觸發(fā) V9 和 V10， 投入 a2x2 繞組 。 V V10 順序移相 ，整流電壓由零逐漸升至 dd UU (2/ 為總整流電壓 )， V1 和 V 2 續(xù)流 。 在電流正半周時 ， 電流路徑為 a2→ V7→ 71 號導(dǎo)線→平波電抗器→電機(jī)→ 72 號導(dǎo)線→ V2→ V1→V10→ x2→ a2；當(dāng)電源處于負(fù)半周時 ， 電流路徑為 x2→ V9→ 71 號導(dǎo)線→平波電抗器→電機(jī)→ 72 號導(dǎo)線→ V2→ V1→ V8→ a2→ x2。 當(dāng) V9 和 V10 滿開放后 ， 六臂橋投入 。 第一步是維持 V9 和 V10 滿開放 ， 觸發(fā) V3 和 V4， 繞組 a1b1 投入 。 電源處于正半周時 ， 電流路徑為 a2→ V7→ 71 號導(dǎo)線→平波電抗器→電機(jī)→ 72 號導(dǎo)線→ V4→ b1→ a1→ V1→ V10→ x2→ a2；當(dāng)電流處于負(fù)半周時 ， 電流路徑為 x2→ V9→ 71號導(dǎo)線→平波電抗器→電機(jī)→ 72 號線→ V2→ a1→ b1→ V3→ V8→ a2→ x2。 此時 ，V V4 順 序移相 ， 整流電壓在 (1/2～ 3/4) dU 之間調(diào)節(jié) 。 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 V b1x1 繞組再投入 。 V5 和 V6順序移相 ， 整流電壓在 (3/4～ 1) dU 之間調(diào)節(jié) 。 當(dāng)電源處于正半周時 ， 電流路徑為 a2→ V7→ 71 號導(dǎo)線→平波電抗器→電機(jī)→ 72 號導(dǎo)線→ V6→ x1→ a1→ V1→ V10→ x2→ a2；當(dāng)電源處于負(fù)半周時 ， 電流路徑為 x2→ V9→ 71 號導(dǎo)線→平波電抗器→電機(jī)→ 7 2 號導(dǎo)線→ V2→ a1→ x1→ V5→ V8→ a2→ x2。 在整流器的輸出端還分別并聯(lián)了兩個電阻 75R和 76R， 其電阻的作用有兩個：一是機(jī)車高壓空載做限壓試驗時 ， 作整流器的負(fù)載 ， 起續(xù)流作用；二是正常運(yùn)行時 ， 能夠吸收部分過電壓 。 牽引供電電路 機(jī)車的牽引電路 ， 即機(jī)車主電路的直流電路部分 ，其電路見圖 13。 機(jī)車牽引供電電路 ， 采用轉(zhuǎn)向架獨立供電方式 。 第一轉(zhuǎn)向架的三臺牽引電機(jī)1M、 2M、 3M 并聯(lián) ， 由主整流器 70V 供電；第二轉(zhuǎn)向架的三臺牽引電機(jī) 4M、 5M、6M 并聯(lián) ， 由主整流器 80V 供電 。 兩組供電電路完全相同且完全獨立 。 牽引電機(jī)支 路的電流路徑基本相同 ， 現(xiàn)以第一牽引電機(jī)支路為例加以說明：其電流路徑為 正極母線 71→ 平波電抗器 11L→ 線路接觸器 12KM→ 電流傳感器111SC→電機(jī)電樞→位置轉(zhuǎn)換開關(guān)的“牽” — “制”鼓 107QPR1→位置轉(zhuǎn)換開關(guān)的“前”一“后”鼓 l07QPV1→主極磁場繞組→ 107QPV1→牽引電機(jī)隔離開關(guān) 19QS→ 107QPR 1→負(fù)極母線 72。 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 l6R 和接觸器 18KM。 14R 與主極繞組并聯(lián)后 ， 實現(xiàn)機(jī)車的固定磁場削弱 ， 其磁場削弱系 數(shù)為 。 通過接觸器 17KM 的閉合 ， 投人 15R，湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 實現(xiàn)機(jī)車的 I 級磁場削弱 ， 其磁場削弱系數(shù)為 0． 70。 通過接觸器 18 KM 的閉合 ，投人 16R， 實現(xiàn)機(jī)車的 Ⅱ 級磁場削弱 ， 其磁場削弱系數(shù)為 。 當(dāng) 17 KM 和 18KM同時閉合時 ， 15R 和 l6R 同時投入 ， 實現(xiàn)機(jī)車的 Ⅱ 級磁場削弱 ， 其磁場削弱系數(shù)為 。 為了改善機(jī) 車運(yùn)行時牽引電機(jī)的脈流換向性能，特設(shè)置分流電抗器ll3L(123L、 133L、 l43L、 153L、 l63L)。磁場削弱電阻電路與分流電抗器串聯(lián)后，再與主極繞組并聯(lián)。 圖 13 牽引供電電路原理圖 （ I架 ） 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 加饋電阻制動電路 SS6B 型電力機(jī)車與其它機(jī)型的主要不同之處是采用了加饋電阻制動電路 ，主要優(yōu)點是能夠獲得較好的制動特性 ， 特別是低速制動特性 。 加饋電阻制動又稱為“補(bǔ)足”電阻制動 ； 它是在常規(guī)電阻制動的基礎(chǔ)上而發(fā)展的一種能耗制動技術(shù) 。 根據(jù)理論分析可知 ， 機(jī)車輪周制動力為： ZICB ?? （ N） （ 公式 11） 式中 C—— 機(jī)車結(jié)構(gòu)常數(shù)； φ —— 電機(jī)主極磁通 (Wb)； Iz—— 電機(jī)電樞電流 (A)。 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)車速度的減小而減小 。 因此 ， 機(jī)車輪周制動力也隨著機(jī)車速度的變化而變化 。 為了克服機(jī)車輪周制動力在機(jī)車低速區(qū)域減小的狀況 ， 加饋電阻制動 是 從電網(wǎng)中吸收電能 ， 通過主相控整流器向電機(jī)電樞 補(bǔ)足 Iz 并保持恒定 ， 以此 機(jī)車在低速區(qū)域獲得理想的 輪周 最大恒定 制動力 。 機(jī)車處于加饋電阻制動時 ， 位置轉(zhuǎn)換開關(guān) 已 轉(zhuǎn)換到制動位 ， 牽引電機(jī)電樞與主極繞組脫離 并 與制動電阻串聯(lián) ， 且同一轉(zhuǎn)向架的 3 臺電機(jī)電樞支路并聯(lián)之后 ，與主整流器串聯(lián)構(gòu)成回路 。 同 時 ， 每節(jié)車 6 臺電機(jī)的主極繞組串聯(lián)連接 ， 經(jīng)勵磁接觸器、勵磁整流器 99V 構(gòu)成回路 ， 由主變壓器勵磁繞組供電 。 現(xiàn)以 1M 電機(jī)為例 ， 敘述一下電路電流的路徑： 當(dāng)機(jī)車速度高于 33km／ h 時 ， 機(jī)車處于純電阻制動狀態(tài) 。 其電流路徑為71 母線→ 11L 平波電抗器→ 12KM 線路接觸器→ 111SC 電流傳感器→ 1M 電機(jī)電樞→ 107QPR1 位置轉(zhuǎn)換開關(guān)“牽”一“制”鼓→ 13R 制動電阻→ 72 母線→ V8→ V7→71 母線 。 當(dāng)機(jī)車速度低于 33 km／ h， 機(jī)車處于加饋電阻制動狀態(tài) 。 當(dāng)電源處于正半周時 ， 其電流路徑為 a2→ V7→ 71 母線→ 11 L 平波電抗器→ 12KM 線路接觸器→111SC 電流傳感器→ 1M 電機(jī)電樞→ 107QPR1 位置轉(zhuǎn)換開關(guān)“牽” 一“制” 鼓→ 13R制動電阻→ 73 母線→ V10→ x2→ a2；當(dāng)電源處于負(fù)半周時 ， 其電流路徑為 x2→ V9→ 71 母線→ 11 L 平波電抗器→ 12KM 線路接觸器→ 111SC 電流傳感器→ 1M 電機(jī)電湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 樞→ 107QPR1 位置轉(zhuǎn)換開關(guān)“牽”一“制”鼓→ 13R 制動電阻→ 72 母線→ V8→ a2→ x2。 加饋電阻制動時 ， 主變壓器的勵磁繞組 a5→ x5 經(jīng)勵磁接觸器 91KM 向勵磁整流器 9 9V 供電 ， 并與 1～ 6M 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 。 從勵磁整 流器的輸出端開始 ， 其電流路徑 91 母線→ 199SC 電流傳感器→ 90 母線→ 107QPR1 位置轉(zhuǎn)換開關(guān)“牽” — “制”鼓→ 19QS→ 107QPV1→ D12D11→ 107QPV1→ 14 母線→ 107QPR2→ 29QS→ 107QFV2→ D22→ D21→ 107QPV2→ 24 母線→ 107QPR3→ 39QS→ 107QFV3→ D32→ D31→ 107QPV3→ 34 母線→ 108QPR6→ 69QS→108QPV6→ D61→ D62→ 108QPV6→ 64 母線→ 108QPR5→ 59QS→ 108QPV5→ D51→ D52→ 108QPV5→ 54 母線→ 108QPR4→ 49QS→ 108QPV4→ D41→ D42→ 44 母線→ 92KM 勵磁接觸器→ 82 母線 。 第一轉(zhuǎn)向架牽引電機(jī) 1M、 2M 和 3M 電樞 ， 制動電阻及主整流器 70V 組成第一轉(zhuǎn)向架主接地保護(hù)系統(tǒng) ， 由主接地繼電器 97KE 擔(dān)負(fù)保護(hù)功能 。 第二轉(zhuǎn)向架牽引電機(jī) 4M、 5M、 6M 電樞， 制動電阻 ， 主整流器 8 0V 及 勵磁整流器 99 V，負(fù)極母線 82 為主整流器 80V 與勵磁整流器 99V 的公共點， 組成第二轉(zhuǎn)向架主接地保護(hù)系統(tǒng) ， 由主接地繼電器 98KE 擔(dān)負(fù)保護(hù)功能 。 由此形成兩個獨立的接地保護(hù)電路系統(tǒng)。 制動工況時 ， 當(dāng)一臺牽引電機(jī) 或制動電阻故障后 ， 應(yīng)將相應(yīng)隔離開關(guān)置向下故障位 ， 則線路接觸器打開 ， 電樞回路被甩開 ， 主極繞組無電流但有電位 。 PFC 電路 SS6B 型電力機(jī)車主電路設(shè)置有 ４組完全相同的 PFC裝置 。 PFC 電路結(jié)構(gòu)見圖 24。 該裝置是通過濾波電容和濾波電 圖 14 PFC電路結(jié)構(gòu) 抗的串聯(lián)諧振 ， 來吸收 機(jī)車的三次諧波含量 ， 提高機(jī)車的功率因數(shù) 。 它主要由真空接觸器 (電磁式 )、 開關(guān) 晶閘管、濾波電容、濾波電抗和故障隔離開關(guān)等電器組湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 成 。 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 。 在電路中 ， 采用該真空接觸器的作用和目的主要有 兩 點：一是當(dāng)晶閘管開關(guān)被擊穿重燃時 ， 利用其分?jǐn)嗄芰Υ蟮膬?yōu)勢起電路的保護(hù)作用；二是采用該真空接觸器之后 ， 可簡化機(jī)車的控制系統(tǒng)和機(jī)車的結(jié)構(gòu)設(shè)計 。 在 PFC 電路中設(shè)置有故障隔離開關(guān) ， 在 PFC 電路出現(xiàn)接地時做隔離處理用 。當(dāng)故障隔離開關(guān)處于故障位時 ， 一方面使 PFC 電路與機(jī)車主變壓器的牽引繞組完全隔離；另一方面 ， 通過其輔助聯(lián)鎖控制真空接觸器主觸頭分?jǐn)?。 同時 ， 其主閘刀還將對電容器進(jìn)行放電 。 為確保人身安全 ， 在每組 PFC 電路中的濾波電容和濾波電抗上并聯(lián)了一個 電阻 (800Ω )， 當(dāng)司機(jī)取出司機(jī)鑰匙時， 濾波電容上的電壓能夠快速放電 。 該電阻的投入是靠 放電 繼電器 (116KM、 126KM、 156KM 和 166KM)來實現(xiàn)的 。 保護(hù)電路 SS6B 型電力機(jī)車主電路保護(hù)包括：短路、過流、過電壓及主接地保護(hù)等四個方面 。 現(xiàn)分述如下： 短路保護(hù) 當(dāng)網(wǎng)側(cè)出現(xiàn)短路時 ， 通過網(wǎng)側(cè)電流互感器 7TA→原邊過流繼電器 101KC， 使主斷路器 4QF 動作 ， 實現(xiàn)保護(hù) ， 其整定值為 320 A。 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) → 使主斷路器 4QF 動作 ， 實現(xiàn)保護(hù) ， 其整定值為 3000A(1177。 5％ ） 。 硅元件擊穿短路保護(hù) ， 取消傳統(tǒng)電路在整流器每一個晶閘管上串聯(lián)的快速熔斷器 ， 采用在每一整流橋交流側(cè)低電壓位的輸入端串聯(lián)一個快速熔斷器來實現(xiàn) 。這有兩個顯著優(yōu)點：一是能快速實現(xiàn)硅元件擊穿保護(hù)；二是能有效保護(hù)同一橋臂其他未擊穿短路硅元件 。 過流保護(hù) 考慮到牽引工況和制動工況時 ， 牽引電機(jī)的狀況不同 ， 牽引電機(jī)過流保護(hù)的整定值和保護(hù)方式設(shè)置也不同 。 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、湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 131SC、 141SC、 151SC 和 161SC→電子柜→主斷路器來實現(xiàn)的 ， 其整定值為 1300A（ 1177。 5％）。 在制動工況時 ， 牽引電機(jī)的過流保護(hù)是通過直流電流傳感器 111 SC、 121 SC、131SC、 141SC、 151SC 和 161SC→電子柜→勵磁過流中間繼電器 559KA→勵磁接觸器 91KM 來實現(xiàn)的 ， 整定值為 1000A（ 1177。 5％ ） 。 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器 199SC→電子柜→勵磁過流中間繼電器 559KA→勵磁接觸器 91KM 來實現(xiàn)的 。 其整定值為 1150 A（ 1177。 5％ ） 。 過電壓保護(hù) 機(jī)車的過電壓包括大氣過電壓、操作過 電壓、整流器換向過電壓和調(diào)節(jié)過電壓等 。 大氣過電壓的保護(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。 牽引繞組上的 RC 吸收裝置由 71C 與73R、 72C 與 74R、 81C 與 83R、 82C 與 84R 構(gòu)成；勵磁繞組上的 RC 吸收裝置由 93C與 94R 構(gòu)成；輔助繞組上的 RC 吸收裝置由 255C 與 260R 構(gòu)成 。 當(dāng)機(jī)車主斷路器 4QF 打開或接通主變壓器空載電流時，機(jī)車將產(chǎn)生操作過電壓，通過網(wǎng)側(cè)避雷器 5F 和牽引繞組上的 RC 吸收裝置和非線性電阻能夠?qū)Υ瞬僮鬟^電壓進(jìn)行抑制。 機(jī)車的主整流器 70V 和 80V、勵磁整流器 99V 的每一晶閘管及二極管上均并聯(lián)有 RC 吸