【文章內(nèi)容簡介】 干擾，機車設有 PFC功率因數(shù)補償裝置。 主電路結(jié)構(gòu)的分析 網(wǎng)側(cè)高壓電路 （如圖 2— 1所示） 的主要設備有受電弓 1AP 和 2AP、空氣斷路 器 4QF、避雷器 5F、高壓電壓互感器 6TV、高壓電流互感器 7TA、主變壓器 8TM 的高壓 (原邊 )繞組 AX、電度表檢測電流用的 9TA、 PFC 功率因數(shù)補償用電流互感器 109TA。 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計 7 低壓部分有自動開關(guān) 102QA、網(wǎng)壓表 103PV、 104PV 電度表 105PJ、 PFC 功率因數(shù)補償用同 步變壓器 100TV，以及接地回流裝置 110E、 120E、 130E、 140E、 150E 和 160E。這些電器設備所組成的電路主要用于檢測機車網(wǎng)壓和提供電度表用的電壓信號及 PFC功率因數(shù)補償用同步信號。與傳統(tǒng)的機車相比，該電路具有如下特點： 1．在 25kV 網(wǎng)側(cè)電路中，加設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； 2．在受電弓與主斷路器之間，設置有網(wǎng)側(cè)電壓互感器 (25 kV／ 100V)，便于司機在司機室 內(nèi)掌握受電弓的升降狀況和網(wǎng)壓的情況； 3．為提高機車的可靠性，實現(xiàn)機車的簡統(tǒng)化、通用化設計，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)學院畢業(yè)設計 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。與車體、電氣設備保護性接 地分開，提高了機車可靠性。 整流調(diào)壓電路分為兩個獨立的單元，分別向相應的轉(zhuǎn)向架供電。圖 2— 2為 SS6B 型電力機車一個轉(zhuǎn)向架供電的不等分三段半控整流橋主電路圖。 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。 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 V V3和 VV5 和 V6 則可得到最大輸出電壓為 1/2Ud、 3/4Ud、 Ud。其中各段繞組電壓為：Ua2x2=Ua1x1=2Ua1b1=2Ub1x1= 不等分三段整流橋的工作順序如下所述： 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 Ud／ 2(Ud 為總整流電壓 )， V1 和 V2 續(xù)流。在電壓正半周時，電流路徑為 a2 一 V7— 71 號導線一平波電抗器一電機一 72號導線一 V2V1— V10 一 x2 一 a2；當電壓處于負半周時，電流路徑為 x2 一 V9— 71 號導線一平波電抗器一電機一 72 號導線— V2 一 V1 一 V8— a2 一 x2。當 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 號導線一平波電抗器一電機一 72 號導線 — V4— b1 一 a1一 V1— V10x2— a2；當電源處于負半周時，電流路徑為 x2 一 V9— 71 號導線一平波電抗器一電機一 72 號導線一v2一 a1— b1— V3— V8— a2 一 x2。此時， V V4 順序移相，整流電壓在 (1／ 23／ 4)Ud之間調(diào)節(jié)。當 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)學院畢業(yè)設計 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)。當電源處于正半周時，電流路徑為 a2 一 V7— 71號導線 — 平波電抗器 — 電機一 72 號導線一 V6一 x1 一 a1一 V1— V10 一 x2 一 a2；當電源處于負半周時，電流路徑為 x2 一 V9— 71 號導線一平波電抗器 — 電機一 72 號導線 — V2— a1 一 x1一 V5 一 V8一 a2— x2。 在整流器的輸出端還分別并聯(lián)了電阻 75R 和 76R，其電阻的作用有兩個：一是機車高壓空載做限壓試驗時，作整流器的負載，起續(xù)流作用；二是正常運行時，能夠吸收部分過電壓。 路 機車的牽引電路，即機車主電路的直流電路部分 如圖 2— 3所示 。 機車牽引供電電路，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 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 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。 牽引電機支路的電流路徑基本相同，現(xiàn)以第一牽引電機支路為例加以說明：其電流路徑為正極母線 71 一平波電抗器 11L 一線路接觸器 12KM 一電流傳感器 111SC 一電機電樞一位置轉(zhuǎn)換開關(guān)的“牽”一“制”鼓 107QPR1— 位置轉(zhuǎn)換開關(guān)的“前”一“后” 鼓 107QPVl→主極磁場繞組→ 107QPV1→牽引電機隔離開關(guān) 19QS→ 107QPR1→負極母線 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 16R 和接觸器 18KM。 14R 與主極繞組并聯(lián)后，實現(xiàn)機車的固定磁場削弱，其磁場削弱系數(shù)為 0． 96。通過接觸器 17KM 的閉合，投入 15R，實現(xiàn)機車的 I 級磁場削弱其磁場削弱系數(shù)為 0． 70。通過接觸器 18KM 的閉合，投入 16R，實現(xiàn)機車的Ⅱ級磁場削弱，其磁場削弱系數(shù)為 0． 55。當 17KM 和 18KM 同時閉合時， 15R 和 16R 同時投入，實現(xiàn)機車的Ⅲ級磁場削弱，其磁場削弱系數(shù)為 0． 45。為了改善機車運行時牽引電機的脈流換向性能，特設置分流電抗器 113L(123L、 133L、 143L、 153L、 163L)。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)。 由于三軸轉(zhuǎn)向架第一臺牽引電機與第二、第三臺牽引電機布置方向一致，其相對旋轉(zhuǎn)方向相同。以第一轉(zhuǎn)向架前進方向為例，從 1M、 2M、 3M 電機非換向器端看去，電樞旋轉(zhuǎn)方向應為順時針方向；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電機為反時針方向。由此，各牽引電 機的電樞與主極繞組的相對接線方式是： 1M： A11A12—— D11D12 2M： A21A22—— D21D22 3M： A31A32—— D31D32 4M: A41A42—— D42D41 5M： A51A52—— D52D51 6M： A61A62—— D62D61 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計 10 圖 23 牽引供電電路原理圖（ I 架） 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計 11 上 述接線方式為機車向前方向時的狀況。當機車向后時，主極繞組通過“前”一“后”換向鼓反向接線。 牽引電機故障隔離開關(guān) 19QS、 29QS、 39QS、 49QS、 59QS 和 69QS 均為單刀雙投開關(guān)，有上、下兩個位置，上為運行位，下 為故障位。當牽引電機之一故障時，將相應牽引電機故障隔離開關(guān)置故障位，其相應常開聯(lián)鎖接點打開相應線路接觸器，該電機支路與供電電路隔離，不投入工作。若為牽引電機接地故障，可以采取將刀開關(guān)置于中間位，使電機支路一頭靠線路接觸器打開，另一頭靠隔離刀開關(guān)打開，使牽引電機與主電路完全隔離，否則仍會引起接地繼電器動作。 庫用開關(guān) 20QP 和 50QP 為雙刀雙投開關(guān)。在正常運行位時，其主刀與主電路隔離，其相 應輔助 接點接通受電弓升弓電空閥，方可升弓；在庫用位時，其主刀將庫用插座 30XS或 40XS的庫用 電源分別與 2M電機或 5M電機 的電樞正極引線 22或 52及總負極 72或 82連接，其輔助接點斷開受電弓升弓電空閥的電源線，使其在庫用位時不能升弓。只要 20QP或 50QP 之一在庫用位，即可在庫內(nèi)動車。同時，通過相應的聯(lián)鎖接點可分別接通 12KM、22KM 和 32KM、 42KM 或 52KM 和 62KM，從而使 1M、 3M 或 4M、 6M 通電，以便于工廠出廠試驗或機務段出庫試電機轉(zhuǎn)向、出人庫及輪對旋輪。 空載試驗轉(zhuǎn)換開關(guān) 10QP 和 60QP,為三刀雙投開關(guān)。當機車處于正常運行時， 10QP和 60QP 將 1 位和 6 位電壓傳感器 112SV 和 162SV 分別與 1M 和 6M 的電樞 相連，其相應輔助接點接通 12KM、 22KM、 32KM、 42KM、 52KM 和 62KM 的電空閥；當機車處于空載試驗位時， 10QP 和 60QP 將 112SV 和 162SV 分別與主整流器 70V 和 80V 的輸出端相連，同時短接 76R 和 86R，其相應輔助接點斷開線路接觸器 12KM、 22KM、 32KM、 42KM、 52KM 和62KM 的電空閥電源線，使 10QP 或 60QP 置于試驗位時電機與整流器脫開，確?？蛰d試驗時的安全性。 每一臺牽引電機設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電流與電壓反饋信號外，還通 過電子柜，作為司機臺電流表與電壓表顯示的信號的檢測。直流電壓傳感器設置在電樞兩端，它有兩個優(yōu)點：一是在牽引與制動時，從司機臺均能看牽引電機電壓；二是三臺并聯(lián)的牽引電機之一空轉(zhuǎn)時，電樞電壓的反應較快。 另外，電機的過流信號由直流電流傳感器經(jīng)電子柜發(fā)出，進行卸載或跳主斷。牽引電機過流保護整定值為 1300A(1+5％ )。 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計 12 圖 2— 4 機車加饋制動工況時的電路圖（ I 架） 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計 13 SS6B 型電力機車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。見 圖 2— 4為機車 加饋制動工況時的電路圖。 加饋電阻制動又稱為“補足”電阻制動；它是在常規(guī)電阻制動的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種能耗制動技術(shù)。根據(jù)理論分析可知，機車輪周制動力為 B=CФ Iz（ N） 式中 C——— 機車結(jié)構(gòu)常數(shù)； Ф — 電機主極磁通， Wb Iz—— 電機電樞電流， A。 在常規(guī)的電阻制動中，當電機主勵磁最大恒定后，電樞電流 (制動電流 )Iz 隨著機車速度減小而減小。因此，機車輪周制動力也隨著機車速度的變化而變化；為了克服機車輪周制動力在機車低速區(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電樞補足 Iz 并保 持恒定，以此機車在低速區(qū)域獲得理想的輪周最大恒定制動力。 機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 ，每臺車 6臺電機的主極繞組串聯(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 電機為例，敘述一下電路電流的路徑： 33km／ h 時，機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 電機電樞→ 107QPR1 位置轉(zhuǎn)換開關(guān)“牽” “制”鼓→ 13R 制動電阻→ 73 母線→ V8→ V7→ 71 母線。 2．當機車速度低于 33km／ h 時，機車處于加饋電阻制動狀態(tài)。當電源處于正半周時，其電流路徑為 a2→ V7→ 71母線→ 11L 平波電抗器→ 12KM 線路接觸器→ 111SC 電流傳感器一 1M 電機電樞一 107QPR1 位置轉(zhuǎn)換開關(guān)“牽” “制”鼓一 13R 制動電阻→ 73 母線→ V10→ x2→ a2；當電源處于負半周時，其電流路徑為 x2→ V9→ 71母線→ 11L 平波電抗器→ 12KM線路接觸器→ 111SC電流傳感器→ 1M電 機電樞→ 107QPR1位置轉(zhuǎn)移開關(guān)“牽”一“制”鼓→ 13R 制動電阻→ 73 母線→ V8→ a2→ x2。 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 牽引電機主極繞組串聯(lián)，且勵磁電流方向與牽引時相反，由下往上。 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計 14 從勵磁整流 器的 輸出端開始，其電流路徑為 91 母線→ 199SC 電流傳感器→ 90 母線→107QPRl 位置轉(zhuǎn)換開 關(guān) “牽” “制”鼓→ 19QS→ 107QPV1→ D12→ D11→ 107QPVl→ 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 1M、 2M、 3M 電樞，制動電阻及主整流器 70V 組成第一轉(zhuǎn)向架主接地保護系統(tǒng)