韶山4改進型電力機車主輔電路分析

韶山 4 改進型電力機車主輔電路分析學 生 姓 名： 學 號： 專 業(yè) 班 級： 指 導 教 師： 西 安 鐵 路 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ）- I -摘 要本文給出了西安鐵路職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）的寫作規(guī)范和排版格式要求。文中格式可作為編排論文的格式模板，供參考使用。摘要部分說明：“摘要”是摘要部分的標題，不可省略。標題“摘要”選用模板中的樣式所定義的“標題 1”，再居中；或者手動設置成字體：黑體，居中，字號：小三，1.5 倍行距，段后 11 磅，段前為 0。論文摘要是學位論文的縮影，文字要簡練、明確。內容要包括目的、方法、結果和結論。單位制一律換算成國際標準計量單位制，除特別情況外，數字一律用阿拉伯數碼。文中不允許出現(xiàn)插圖。重要的表格可以寫入。論文摘要應有 1000 字左右。摘要正文選用模板中的樣式所定義的“正文”，每段落首行縮進 2 個漢字；或者手動設置成每段落首行縮進 2 個漢字，字體：宋體，字號：小四，行距：多倍行距 1.25，間距：前段、后段均為 0 行，取消網格對齊選項。摘要正文后，列出 3-5 個關鍵詞。“關鍵詞：”是關鍵詞部分的引導，不可省略。關鍵詞請盡量用漢語主題詞表等詞表提供的規(guī)范詞。關鍵詞與摘要之間空一行。關鍵詞詞間用分號間隔，末尾不加標點，3-5 個，黑體，小四，加粗。關鍵詞：寫作規(guī)范；排版格式；論文韶 山 4 改 進 型 電 力 機 車 主 輔 電 路 分 析- II -目 錄摘 要 .I引 言.11. 緒論.21.1 電力機車能量傳遞過程.21.2 電力機車電路的分類.31.2.1 主電路.31.2.2 輔助電路（有兩類）.31.2.3 控制電路（有兩類）.32. 主電路設計考慮的內容.42.1 牽引電機的聯(lián)接與激磁方式.42.1.1 激磁方式.42.1.2 電機聯(lián)接方式.42.2 電力機車的供電方式.52.3 整流線路.52.4 調速方式.62.5 電氣制動.63.交直型機車主電路發(fā)展簡論.73.1 我國交直型機車主電路的發(fā)展過程.73.2 交直型電力機車主電路基本情況.74. 機車牽引負載電路.94.1 有級與無級調速機車的牽引持性.94.2 牽引電機的聯(lián)接.104.3 電機的空轉與滑行.114.3.1 牽引力的產生.114.3.2 粘著.124.3.3 粘著利用.124.3.4 軸重補償.124.3.5 軸重補償.124.3.6 空轉與特性的關系.134.4 牽引電機勵磁方式.135.主電路保護電路.14西 安 鐵 路 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ）- III -5.1 過電流保護電路.145.2 接地保護.155.3 過電壓保護.155.5 其他保護.166.1 網側高壓電路.186.2 整流調壓電路.196.3 牽引電路.207.SS4 改型電力機車輔助電路分析 .22結 論.36致 謝.37參 考 文 獻.38附錄 A 附錄內容名稱 .39西 安 鐵 路 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ）引 言鐵道牽引電傳動技術是牽引動力設備的核心技術，其發(fā)展目標一直是致力于改善機車牽引和電制動性能，提高運用可靠性和能源的有效利用率，減少對環(huán)境的影響，降低運營成本，更好地滿足鐵路運輸市場的需求。自上世紀 50 年代末，我國第一臺干線電力機車問世至今，我國電力機車電傳動技術隨著電力電子和功率電力電子器件技術的發(fā)展和應用，經歷了從第一代 SS1 型電力機車的低壓側調壓開關調幅式的有級調壓調速技術，到第二代的 SS3 調壓開關分級與級間晶閘管相控平滑調壓相結合的調壓調速技術，再到第三代的 SS4SS9 電力機車的多段橋晶閘管相控無極平滑調壓調速技術，知道全新一代的“和諧”型交流傳動機車的跨越式發(fā)展歷程。電傳動技術與功率電力電子器件技術緊密相關，一代功率電力電子器件產生一代牽引設備。只有在 GTO、IGBT 等全控型大功率電力電子器件及先進的控制技術出現(xiàn)后，才真正確立了現(xiàn)代交流傳動技術的優(yōu)勢。使機車電傳動技術發(fā)生了根本變革，由直流傳動向交流傳動變革。我國機車電傳動技術已走過了 50 年的發(fā)展歷程，取得了巨大的進步。鐵路運輸從速度和功率已被用到技術的極限的交流傳動邁入速度更快、功率更高的交流傳動的階段。但這項技術的創(chuàng)新和開拓史永無止境的。它必將隨著相關技術的發(fā)展而不斷提高到更新的水平。韶 山 4 改 進 型 電 力 機 車 主 輔 電 路 分 析- 2 -1. 緒論韶山 4 改進型電力機車，代號 SS4G。是在 SS4、SS5 和 SS6 型電力機車的基礎上，吸收了 8K 機車一些先進技術設計的。機車由各自獨立的又互相聯(lián)系的兩節(jié)車組成，每一節(jié)車均為一完整的系統(tǒng)。它電路采用三段不等分半控調壓整流電路。采用轉向架獨立供電方式，且每臺轉向架有相應獨立的相控式主整流器，可提高粘著利用。電制動采用加饋制動，每臺車四臺牽引電機主極繞組串聯(lián)，由一臺勵磁半橋式整流器供電。機車設有防空轉防滑裝置。每節(jié)車有兩個 B0- B0 轉向架，采用推挽式牽引方式，固定軸距較短，電機懸掛為抱軸式半懸掛，一系采用螺旋圓彈簧，二系為橡膠疊層簧。牽引力由牽引梁下部的斜桿直接傳遞到車體。空氣制動機采用 DK-1 型制動機。機車功率持續(xù) 6400kW，最大速度 100km/h，車長 215200mm，軸式 2（B0-B0），電流制為單相工頻交流。SS4 改型電力機車全長約 32m，總功率 6400kW，最高速度 100km/h，起動牽引力628kN。它由兩節(jié)完全相同的 4 軸電力機車通過內重聯(lián)環(huán)節(jié)連接組成，每節(jié)車為一個完整系統(tǒng)，可在其中任一節(jié)車的司機室對全車進行統(tǒng)一控制,每節(jié)車有一個司機室，兩節(jié)車通過中間走廊連通。兩節(jié)車也可分開，作為一臺四軸機車獨立運用，SS4 改機車具有外重聯(lián)功能。機車主傳動采用傳統(tǒng)的交一直傳動方式。1.1 電力機車能量傳遞過程受電弓受電弓變壓器變壓器整流器整流器轉向架牽引電機 機車車輛27.5kv單相相接觸網交流 直流機械能電能西 安 鐵 路 職 業(yè) 技 術 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ）1.2 電力機車電路的分類機車電路：主電路、輔助電路和控制電路。1.2.1 主電路功能：牽引和制動時，完成能量傳遞和轉換；特點：大功率、高電壓、大電流；主要包括：牽引變壓器、整流器、牽引電機1.2.2 輔助電路（有兩類）交流輔助電路功能：給主電路的通風、冷卻輔助電機等；特點：三相 380V 交流供電,功率較小；包括：單三相變換器、通風電機、壓縮電機等直流輔助電路功能：給電器控制、電子控制及照明、空調設備供電；特點：直流 110V 供電，有蓄電池作后備電源；包括：DC110V 交直流變換電源、蓄電池、車燈、空調等。此外，用于客車牽引的機車上有 DC600V 直流電源供客車車廂內空調、采暖、照明及旅客信息服務系統(tǒng)供電。1.2.3 控制電路（有兩類）（1）電器控制功能：完成電路和氣路的開關及邏輯互鎖；特點：電動或氣動的邏輯開關包括：繼電器、電控閥、氣動開關等。近年來生產機車上的邏輯聯(lián)鎖已由邏輯控制單元（LCU)完成。（2）電子控制功能：配合主輔助電路完成機車的控制；特點：弱電控制、控制復雜；包括：給定積分器、特性控制、防空轉防滑、移相控制、功率放大、脈沖變壓器等控制單元。韶 山 4 改 進 型 電 力 機 車 主 輔 電 路 分 析- 4 -2. 主電路設計考慮的內容電力機車主電路設計主要考慮因素：滿足機車牽引中的起動、調速和制動的基本要求；功率大、控制復雜、工作條件差，體積、重量受到限制；牽引性能的好壞、技術難易程度，維護費用及可靠性。更具體 來講五個方面：牽引電機聯(lián)接與激磁方式；牽引電機的供電方式；整流線路；調速方式；電氣制動方式。2.1 牽引電機的聯(lián)接與激磁方式交直流電力機車采用脈流牽引電機（直流電機）。2.1.1 激磁方式串激特點：起動力矩大、恒功性能好，有“牛馬” 特性，并聯(lián)時負載分配較易均衡，但特性較軟，防空轉能力差；并激（他激）特點：特性較硬，防空轉性能好，但是其它性能（起動和恒功）較差