【文章內(nèi)容簡介】 等分半控整流橋無級調(diào)壓，其中一段占 1/2，的整流電壓，另兩段各為剩下的 1/2 的整流電壓。前者用于啟動時(shí)及低速區(qū)，而后者則用于高速區(qū)，機(jī)車采用晶閘管分路來達(dá)到無級磁場削弱，可提高列車高速運(yùn)行時(shí)平穩(wěn)性。機(jī)車在整個調(diào)速范圍內(nèi)是無級調(diào)速。——電制動采用加饋電阻制動，在低速區(qū)有較大的制動力。——采用轉(zhuǎn)向架獨(dú)立供電方方式，即每臺轉(zhuǎn)向架有三臺并聯(lián)的牽引電機(jī)，由一組整流器供電。優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)一臺轉(zhuǎn)向架的整流電路故障時(shí)，可保持 1/2 的牽引能力，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)單元化供電控制系統(tǒng)?！恢彪娏骱碗妷旱臏y量均采用霍爾傳感器，交流電流和電壓的測量采用交流互感器，使高壓電路與測量控制系統(tǒng)隔離，以利于司機(jī)安全，并且使控制、測量、保護(hù)一體化，同時(shí)提高控制的精度?！獧C(jī)車采用雙接地保護(hù)，每一臺轉(zhuǎn)向架電氣回路單元各接一臺主接地繼電器，以利于查找接地故障。 主電路的構(gòu)成網(wǎng)側(cè)電路（高壓電路）如圖 321。其主要功能是由接觸網(wǎng)獲得電能，在主變壓器高壓繞組 AX 的 A 側(cè)為高壓部分，主要設(shè)備有：受電弓、高壓隔離開關(guān)、真空斷路器、高壓電壓互感器、高壓電流互感器、避雷器、主變壓器繞組。高壓隔離開關(guān)用于故障隔離受電弓。高壓互感器接在主斷路器主觸頭之前，再起二次側(cè)通過保護(hù)用自動開關(guān)，接有安裝于司機(jī)室內(nèi)的網(wǎng)壓表，電度表的電壓線圈。在主斷隔離開關(guān)與主閥之間接有避雷器，用于移植操作過電壓及運(yùn)行時(shí)的累積過電壓。寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7高壓電流互感器是原邊電流測量裝置，起作用為原邊過電流保護(hù)。：電流互感器網(wǎng)壓表、電度表、自動開關(guān)、接地電刷及變壓器。網(wǎng)測電流從接觸網(wǎng)流入升起的受電弓，經(jīng)主斷路器、高壓隔離開關(guān)、主變壓器的高壓繞組進(jìn)入車體，通過車體與轉(zhuǎn)向架的軟連線、接地電刷、輪對、鋼軌，返回變電所。圖 221 網(wǎng)側(cè)電路 整流調(diào)壓電路整流調(diào)壓電路分為兩個獨(dú)立單元，分別向相應(yīng)的轉(zhuǎn)向架供電。如圖 331圖 331 為Ⅰ端轉(zhuǎn)向架單元的整流調(diào)壓簡化電路。ω tω tω tπ 2πu2uduVTωωωωωωωωωω tω tω tπ 2πu2uduVTωωωω tω tω tπ 2πu2uduVT寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8牽引繞組 a1b1xa2x2 電壓有效值均為 ，其中 a1bb1x1 為 ，與相應(yīng)的整流器構(gòu)成 3 段不等分整流橋。 主電路三段橋順序控制運(yùn)行如下：先開放有牽引繞組 a2x2 供電的整流橋晶閘管 TT6 順序移相，調(diào)整電壓有 0 逐漸升至 。整流電流由二極管 DD2 和 DD6 續(xù)流。在電源正半周期時(shí)，電流由牽dU21引繞組 a2→T 5→D 2→D1→導(dǎo)線 71→平波電抗器→ 牽引電動機(jī)電樞→主極繞組→導(dǎo)線72→D6→T6→ a2→x2。這時(shí)第二段橋的元件交替導(dǎo)電第一段橋的整流管 DD2 起續(xù)流作用。當(dāng)晶閘管 T T6 將滿開放，但還未滿開放時(shí)，投入繞組 a1b1 段的整流橋，觸發(fā)TT3，而 TT6 繼續(xù)維持滿開放。當(dāng)電源為正半周期時(shí)若在相控角 時(shí)觸發(fā) T3，則?電流由 a1→D1→導(dǎo)線 71→平波電抗器→牽引電動機(jī)電樞 →主極繞組→導(dǎo)線72→D5→D4→x 2→a2→T5→T3→b1→a1。當(dāng)電源負(fù)半周時(shí)，電流由牽引繞組x2→D3→D2 →D1→導(dǎo)線 71→平波電抗器→牽引電機(jī)電樞→主極繞組→導(dǎo)線72→D6→T6→ a2→x2→D3→D2→a1→b1。與前面不同的是 TD2 導(dǎo)通，T D 1 截止。TT3 順序相移，整流電壓在 至 之間調(diào)節(jié)。dUd43當(dāng)繞組 ab1 段整流橋?qū)M開放時(shí)，投入繞組 bx1 段的整流橋，其過程與前類似。TT4 順序相移，整流電壓在 至 之間調(diào)節(jié)。d 在整流器輸出端并聯(lián)了電阻的作用機(jī)車高壓高壓空載做限壓試驗(yàn)時(shí)，作整流器的負(fù)載，其續(xù)流作用；正常運(yùn)行時(shí)，能夠吸收部分過電壓。當(dāng)電機(jī)電壓到最高值后，要求機(jī)車?yán)^續(xù)加速時(shí)，就要進(jìn)行磁場削弱。SS9 型電力機(jī)車采用晶閘管無機(jī)分路，來實(shí)現(xiàn)從滿磁場到最深削弱磁場的連續(xù)平滑控制，以改善高速區(qū)的牽引功能。磁場無級削弱電路也是按轉(zhuǎn)向架分為兩個相同而獨(dú)立的部分。以前轉(zhuǎn)向架為例，從電樞和磁場繞組的連接點(diǎn) 1234 分別到第二段橋的二段橋臂中點(diǎn) 779 串入三對磁場分路的晶閘管。現(xiàn)以牽引電機(jī) 1M 為例來說明磁場無級寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9削弱的工作原理。如圖 223①、②為滿磁場的工作情況。這時(shí)與分路晶閘管聯(lián)接的整流橋處于滿開放輸出狀態(tài)。晶閘管 T1T 12當(dāng)高速運(yùn)行時(shí)（電源電壓為 ，削磁）工作：dU圖 341 削磁運(yùn)行電路圖當(dāng)電機(jī)電壓到最高值后，要求機(jī)車?yán)^續(xù)加速時(shí)，就要進(jìn)行磁場削弱。SS9 型電力機(jī)車采用晶閘管無機(jī)分路，來實(shí)現(xiàn)從滿磁場到最深削弱磁場的連續(xù)平滑控制，以改善高速區(qū)的牽引功能。磁場無級削弱電路也是按轉(zhuǎn)向架分為兩個相同而獨(dú)立的部分。以前轉(zhuǎn)向架為例，從電樞和磁場繞組的連接點(diǎn) 1234 分別到第二段橋的二段橋臂中點(diǎn) 779 串入三對磁場分路的晶閘管?，F(xiàn)以牽引電機(jī) 1M 為例來說明磁場無級削弱的工作原理。 ①、②為滿磁場的工作情況。這時(shí)與分路晶閘管聯(lián)接的整流橋處于滿開放輸出狀態(tài)。晶閘管 T1T 12 不參與工作，正半波元件 T DD4 處于導(dǎo)通狀態(tài)，負(fù)半波 DD T 6 導(dǎo)通。③、④為磁場無級削弱的工作工況，當(dāng)電源的正半周時(shí)，相當(dāng)于③的工況。在 T11未觸發(fā)時(shí)，元件 TD D4 導(dǎo)通，在某一時(shí)刻觸發(fā)晶閘管 T11，因 T11 加有正向壓降，其值等于勵磁繞組的壓降，D5 受反向電壓迅速截止，電樞電流經(jīng) T1D 4 構(gòu)成回路，此時(shí)流過勵磁繞組的電流被分流，勵磁電流僅靠繞組電感儲存的電能釋放來維持，由固定分路繞組 14R 續(xù)流構(gòu)成續(xù)流回路，電流按指數(shù)曲線下降，原來勵磁繞組中的電流減小，所形成的勵磁磁場削弱。電壓過零時(shí)，即負(fù)半波的工作工況如④所示，由于 TD 6 的導(dǎo)通，使元件 DD4 因受反向電壓而截止，而流經(jīng)元件 T11 的電流無通路而截止，在 T12觸發(fā)后勵磁繞組再次分流。達(dá)到削磁的目 的。寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10在整流器輸出端并聯(lián)了電阻 75R 和 76R，其電阻的作用有兩個：機(jī)車高壓高壓空載做限壓試驗(yàn)時(shí)，作整流器的負(fù)載，其續(xù)流作用；正常運(yùn)行時(shí)，能夠吸收部分過電壓。機(jī)車主電路保護(hù)、過載保護(hù)、過電壓保護(hù)及主電路接地保護(hù)機(jī)車主保護(hù)器件為主斷路器 4QF，其分?jǐn)嗟墓收铣麟娐返亩搪?、牽引電機(jī)過載或還火、主電路接地之外，還有輔助電路過載、短路、輔助電路接地、接觸網(wǎng)停電或離弓 的欠壓保護(hù)等。 短路保護(hù) 4QF。短路故障和過載性質(zhì)相似，僅僅是故障電流的數(shù)值較大，上升的梯度較大，因此要求故障發(fā)生后至保護(hù)器件 4QF 動作開斷時(shí)間（保護(hù)動作時(shí)間）盡可能短，是被保護(hù)對象（電器或電氣設(shè)備）本身能承受這個期間短路電流的沖擊而不至于損壞。a. 網(wǎng)測短路保護(hù)當(dāng)流經(jīng)高壓電流互感器 7TA（300A/5A）的電流超過整定值 520A 時(shí)，過流繼電器101KC（整定值 ，允許177。5%）動作，主斷路器 4QF 分?jǐn)?。這種故障往往是車內(nèi) 25kV 高壓電路的對地短路，包括主變壓器高壓繞組的擊穿，導(dǎo)電桿的對地短路等。但車頂設(shè)備對地短路則不起作用，需由牽引變電所的油開關(guān)跳閘來進(jìn)行保護(hù)。b. 整流器側(cè)短路保護(hù)整流器側(cè)短路保護(hù)有以下幾種：牽引繞組短路；整流元件擊穿形成的內(nèi)短路；整流器母線間的短路。當(dāng)產(chǎn)生上述短路時(shí)，牽引繞組引線上的電流互感器176TA、177TA、186TA、 187TA（整定值 4400A） →微機(jī)柜短路保護(hù)組件→邏輯控制單元（LCU ）→主斷路器 4QF 分?jǐn)唷?過載保護(hù)a. 牽引工況電機(jī)的過載和環(huán)火保護(hù)當(dāng)電機(jī)環(huán)火和過載時(shí)，由直流傳感器 111SC→161SC 檢測電路→微機(jī)柜保護(hù)組件，然后分二路：一路至邏輯控制單元（LCU）→主斷路器 4QF 分?jǐn)?；另一路封鎖整流橋70V、80 V。過載整定值 I=1520A。寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11b. 制動工況的過載保護(hù)電樞電路過載及環(huán)火時(shí)，由直流傳感器 111SC～161SC 檢測電流→微機(jī)柜短路保護(hù)組件，然后分二路：一路至邏輯控制單元（LCU）→主斷路器 4QF 分?jǐn)?；另一路封鎖整流橋 70V、80V。勵磁電流過載時(shí)，由直流傳感器 113SC～163SC 檢測電流→微機(jī)柜保護(hù)組件，然后分二路：一路至邏輯控制單元（LCU）→接觸器 92KM 動作；另一路封鎖勵磁整流橋。制動電流過載整定值 I=1 150A。勵磁電流過載整定值 I=1 130A。 過電壓保護(hù)1. 大氣過電壓及操作過電壓保護(hù)過電壓形成于雷擊過電壓或操作過電壓，主要保護(hù)形式有：避雷器 5F——避雷器 5F 接于主斷路器的隔離開關(guān)與主閥之間，為金屬氧化物避雷器。主要用于防止主斷路器分?jǐn)嗪秃祥l過程的操作過電壓，也用于機(jī)車運(yùn)行中的雷擊過電壓。標(biāo)準(zhǔn)沖擊波電壓為 105kV。阻容保護(hù)——在牽引繞組側(cè)設(shè)有 RC 網(wǎng)絡(luò)吸收器（ 71C～82C，73R～84R ） ，電阻為交流電容器（1700V、18μF） ，電阻由兩支 電阻并聯(lián)而成，阻值為 。壓敏電阻——牽引繞組側(cè)還并聯(lián)有壓敏電阻 138RV、139RV、148RV、149RV，用以抑制牽引繞組側(cè)的過電壓，過電壓主要由大氣過電壓或操作過電壓產(chǎn)生。阻容保護(hù)和壓敏電阻可將過電壓限制到牽引繞組峰值電壓的 2 倍以下。2. 牽引電機(jī)的過電壓保護(hù)牽引電機(jī)的過電壓保護(hù)由微機(jī)柜限制環(huán)節(jié)進(jìn)行限制，使整流器的整流電壓輸出不超過 1185V，允差177。%。3. 整流裝置換向過電壓保護(hù)主整流裝置的每一晶閘管和二極管元件上均并聯(lián) RC 阻容保護(hù)，用于限制整流元件換向過程中產(chǎn)生的過電壓，以保護(hù)元件本身。 接地保護(hù)牽引工況時(shí)，由圖可知，接地保護(hù)按“轉(zhuǎn)向架供電單元”設(shè)置，所以除網(wǎng)側(cè)電路外，主電路中任一點(diǎn)接地，接地繼電器均能動作，無“死區(qū)” 。制動工況時(shí)，由圖可知接地保護(hù)裝置也是分區(qū)設(shè)置，不同的是Ⅰ端接地保護(hù)除保護(hù)Ⅰ端轉(zhuǎn)向架的電機(jī)電樞電路外，還保護(hù)六臺電機(jī)的勵磁電路。Ⅱ端的接地保護(hù)僅保護(hù)Ⅱ?qū)幭睦砉W(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12端轉(zhuǎn)向架的電樞電路。主電路接地故障時(shí)，通過 97KE、98KE 的連鎖觸點(diǎn)使主斷路器 4QF 開斷。接地繼電器吸引線圈（20℃時(shí)為 120Ω）流過 左右的電流就動作，相當(dāng)于電壓為 18V。因此電阻 193R（194R）為限流電阻；電阻 191R（192R）為線圈放電電阻，以防止斷續(xù)接地時(shí)產(chǎn)生的過電壓；電容 197C（198C）則是抑制線圈二端因接地接通瞬間引起的尖峰過電壓。如接地故障不能排除，而且主電路只有一點(diǎn)接地時(shí)，則可將開關(guān) 95QS（96QS ）置于故障位，將接地保護(hù)隔離。通過電阻 195R（196R）接地，維持故障運(yùn)行，此時(shí)接地故障電流流入大地。寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13第四章 電力機(jī)車牽引運(yùn)行工況 牽引運(yùn)行工況的介紹SS9 型電力機(jī)車牽引工況如圖 411 所示：圖 411 牽引工況主電路圖機(jī)車牽引供電電路采用轉(zhuǎn)向架獨(dú)立供電的方式，第一轉(zhuǎn)向架的 1M、2M、3M 牽引電機(jī)并聯(lián)，由主整流器 70V 供電。第二轉(zhuǎn)向架的 4M、5M、6M 牽引電機(jī)并聯(lián)，由主整流器80V 供電。兩組供電電路完全相同且獨(dú)立。牽引電機(jī)共有四個繞組，即電樞繞組、補(bǔ)償繞組、附加繞組和主極繞組。前三個繞組在電機(jī)出廠前已固定連接，簡稱之為電樞繞組，因此對外連接的只有電樞繞組和主極繞組。串勵電機(jī)的轉(zhuǎn)向取決于這兩個繞組的連接方式。由于第一臺牽引電機(jī)與第二臺和第三臺電機(jī)布置方向一致，其旋轉(zhuǎn)方向相同，第四臺與第五臺和第六臺電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相同，且兩臺轉(zhuǎn)向架上的電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反。由此，各牽引電機(jī)的電樞繞組與主機(jī)繞組連接方式是：1M：A11A12—D11D12 2M：A21A 22—D21D22 3M：A 31A32—D31D324M：A41A42—D41D42 5M：A51A 52—D51D52 6M：A 61A62—D61D62在單相相控電路整流電壓波形有很大的波動，即含有相當(dāng)大的高次諧波電壓，因此必須在電動機(jī)支路中串有平波電抗器 11L~61L 以抑制該之路中諧波電流分量，改變電動機(jī)的換向。寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14牽引電機(jī)隔離開關(guān) 19QS~69QS 為但到雙投開關(guān)，有上中下三個位置，上位置為運(yùn)行位，中為牽引工況的故障位。在牽引工況若牽引電機(jī)之一故障或其相應(yīng)通風(fēng)機(jī)故障時(shí)，將相應(yīng)電機(jī)的隔離開關(guān)置中間位置，其相應(yīng)常開連鎖接點(diǎn)打開接觸器 12KM~62KM 線圈之一，使得電機(jī)支路與供電電路完全隔離。在牽引電路中，牽引電機(jī)主極繞組與接地電器相連，處于低電位，而電樞 A11~A61點(diǎn)及附加繞組處于高電位。庫用開關(guān) 20QS、50QS 為雙刀雙投開關(guān)，有兩個位置。當(dāng)在運(yùn)行時(shí)，其主刀與主電路隔離，相應(yīng)輔助接點(diǎn)接通受電弓電磁閥，方可升弓；放在庫用位置時(shí)不能升弓，其主刀將庫用插座 30XS 或 40XS 的庫用電源分別與 2M 與 5M 電機(jī)正負(fù)兩端相連，即可在庫內(nèi)動車。刀開關(guān)上具有接通 11KM~61KM 線圈連接的輔助聯(lián)接點(diǎn)，在庫用位時(shí)可通過11KM~61KM 使相應(yīng)的電機(jī)得電，達(dá)到動車、旋輪和試驗(yàn)轉(zhuǎn)向的目的。每臺