華東交通大學(xué)車輛工程車輛電器裝置集中式客車供電系統(tǒng)

1、第三章第三章 柴油發(fā)電機供電柴油發(fā)電機供電設(shè)立專門的發(fā)電站向全列車供電，這種供電的方式稱客車集中供電?？蛙嚰泄╇姷姆绞接袃煞N：一種由車下電網(wǎng)供電，另一種由安裝在車上的柴油機發(fā)電站供電，這輛安裝柴油機發(fā)電站的車稱發(fā)電車。這節(jié)主要介紹發(fā)電車集中供電。 列車發(fā)電站的特點列車發(fā)電站的特點列車集中供電裝置與分散式供電系統(tǒng)相比較有以下優(yōu)點： 1、每輛客車中，電氣設(shè)備所占重量比分散式供電系統(tǒng)輕，有利于利用機車的牽引能力和提高運行速度。 2、每輛客車中電氣設(shè)備的價值僅為分散式供電系統(tǒng)的1/3，降低了客車造價。 3、柴油機發(fā)電站可輸出380V/220V三相交電流，車內(nèi)可直接使用民用電器，整個使用裝置結(jié)構(gòu)簡單，

2、維護方便。 4、只需要少量蓄電池，可節(jié)約大量的金屬。 但是由于柴油機使用的柴油價格高，導(dǎo)致運行成本高，柴油機的磨損較大，壽命較短，檢修頻繁。特別是發(fā)電車出了故障從列車上摘解后，影響全列車用電。因此，目前柴油機發(fā)電站集中供電系統(tǒng)僅在全列空調(diào)裝置的旅客列車中應(yīng)用。 第一節(jié)第一節(jié) 柴油機發(fā)電站的組成柴油機發(fā)電站的組成一、柴油機及其附屬設(shè)備一、柴油機及其附屬設(shè)備柴油機是發(fā)電站的動力設(shè)備，它應(yīng)具有良好的調(diào)速特性及對復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性和可靠性，還應(yīng)有較大的功率儲備。為保證柴油機的順利起動、可靠地工作及良好的經(jīng)濟性能，柴油機還必須有一些附屬設(shè)備包括啟動裝置、調(diào)速系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等。目前我國列車柴油機發(fā)電站多采用

3、MTU型和KTA19-1150-G2型柴油機。二、發(fā)電機和勵磁調(diào)壓裝置二、發(fā)電機和勵磁調(diào)壓裝置目前我國列車柴油機發(fā)電站多采用1FC系列發(fā)電機。其勵磁調(diào)壓裝置為THYRIPART型可控相復(fù)勵裝置。三、柴油機及發(fā)電機的聯(lián)軸器和公共支架三、柴油機及發(fā)電機的聯(lián)軸器和公共支架柴油機和發(fā)電機它們之間的連接采用彈性聯(lián)軸器傳遞柴油機的扭矩。柴油機輸出的轉(zhuǎn)矩，通過飛輪、彈性襯圈、柱銷、連軸器和固定鍵傳遞到發(fā)電機軸。由于彈性襯圈的變形可以存放彈性能量，因此連軸器具有良好的緩沖和吸振能力。四、輸電和配電裝置四、輸電和配電裝置 列車發(fā)電站發(fā)出的三相交流電通過敷設(shè)在車底架兩側(cè)的兩路輸電干線，經(jīng)車端電力連接器送往每輛客車

4、。 列車發(fā)電站內(nèi)設(shè)有配電柜，通過配電柜對全列車進(jìn)行輸配電控制。 電氣組件： 1、電站輸配電用的自動空氣開關(guān)、組合開關(guān)、按鈕和指示燈等。 2、監(jiān)視和測量發(fā)電機運行狀態(tài)的各種電氣儀表、轉(zhuǎn)換開關(guān)、熔斷器和發(fā)電機電壓整定電位器。 3、監(jiān)視柴油機運行狀態(tài)的各種儀表（水溫表、油溫表、油壓表、油量表和蓄電池充放電電流表等），以及操縱柴油機工作的開關(guān)、按鈕、繼電器。 4、輸配電系統(tǒng)中的繼電器保護裝置 五、五、25.5m空調(diào)車列車發(fā)電車的平面布置及內(nèi)部設(shè)空調(diào)車列車發(fā)電車的平面布置及內(nèi)部設(shè)施施（一）（一）25A型空調(diào)發(fā)電車型空調(diào)發(fā)電車25A型空調(diào)發(fā)電車（TZ2）的平面布置如圖。1-油爐室；2-廁所；3-休息室；4

5、-空調(diào)控制柜；5-配電板；6-配電室；7-上燃油箱；8-柴油發(fā)電機組；9-機房；10-鉗工臺；11-冷卻裝置；12-冷卻室；13-膨脹水箱； 本發(fā)電車為25A型空調(diào)客車專門配置。其中部為機房，一位端有配電室、休息室和廁所，二位端有冷卻室。機房內(nèi)裝有三臺380V/220V、320Kw柴油發(fā)電機組，分別由德國生產(chǎn)的MTU12V183TA12型柴油機驅(qū)動，裝機總?cè)萘繛?60KW，其中一臺為備用機組，因此向列車輸出的最大容量為2320KW。與柴油機配套使用的發(fā)電機為無錫電廠按德國西門子公司許可證制造的IFC5356-4TA42-2型無刷交流發(fā)電機。機房寬敞，具有良好的工作條件。發(fā)電站內(nèi)設(shè)臥式燃油爐一臺

6、，專供冬季柴油機預(yù)熱和采暖用。機房內(nèi)還沒有設(shè)有柴油機進(jìn)、排氣系統(tǒng)。與機房相鄰的冷卻室內(nèi)設(shè)有V型布置的冷卻裝置。配電室內(nèi)設(shè)有用來控制柴油發(fā)電機組開、停、并聯(lián)運行、送電及調(diào)壓并對列車空調(diào)進(jìn)行集控的主配電板。主配電板內(nèi)配置了恒壓充電機、手動調(diào)節(jié)充電機各一臺，供起動電池和本車用電池充電。主配電板具有失壓、過載、短路及逆功率等保護裝置，能對過流、逆功、冷卻水溫、潤滑油壓力、超速等進(jìn)行監(jiān)視、報警和自動停機，能根據(jù)報警內(nèi)容發(fā)出音響信號和燈光指示。根據(jù)負(fù)荷變化，發(fā)電站可起動一臺或兩臺主i機發(fā)電，經(jīng)敷設(shè)在車下兩側(cè)的輸電干線向列車供電，可兩側(cè)分別送電，也可并聯(lián)送電，還可通過電力連接器由外電源向列車供電。（二）四方

7、廠造新型（二）四方廠造新型25.5mKD25G空調(diào)發(fā)電車空調(diào)發(fā)電車該型發(fā)電車的平面布置如圖3-1所示。 為滿足空調(diào)列車擴編（20輛）對供電的需求，鐵道部四方機車車輛工廠在1988年研制了新型25.5m空調(diào)發(fā)電車。車內(nèi)安裝380V/220V、50Hz、300KW柴油機發(fā)電機組三臺，分別油KTA-1150-G2型柴油機驅(qū)動，裝機總?cè)萘繛?00kW，向列車輸出的最大功率為600Kw。與柴油機配套使用的發(fā)電機為無錫電廠生產(chǎn)的IFC5-356-4TA42-2型交流同步發(fā)電機。新型發(fā)電車共分五部分：鍋爐、廁所、休息室、配電室及機房。機房除安裝有三臺柴油發(fā)電機組外，還有三臺冷卻裝置（統(tǒng)型車改設(shè)在集中冷卻室）

8、，機房底部裝有照明和起動電池各一箱，每箱裝有四只6Q-195型蓄電池，照明電池四只串聯(lián)為48V；起動電池兩路并聯(lián)為24V。配電室是發(fā)電車的操縱中心，能集控所有空調(diào)通風(fēng)機、壓縮機和照明的開、停。室內(nèi)有四組配電箱，、配電箱分別為三臺柴油機電動機組的控制屏，配電箱為本車設(shè)備的遙控配電盤。配電盤上安裝有各種按鈕、開關(guān)、儀表、指示燈及報警裝置燈電器設(shè)備，用來操縱及監(jiān)視機組的運行情況。室內(nèi)還設(shè)有三相自耦變壓器硅整流充電裝置，用來對照明和起動電池充電。電氣原理如圖3-2（書末）第二節(jié)第二節(jié) IFC5型三相同步發(fā)電機三相同步發(fā)電機一、發(fā)電機簡介： IFC5356-4TA42-Z IFC6356-4LA45 兩

9、種型式的三相交流無刷同步發(fā)電機 二、IFC5型同步發(fā)電機結(jié)構(gòu)該電機采用相復(fù)勵帶AVR（可控硅電壓自動調(diào)節(jié)器）調(diào)節(jié)器的分流式自動勵磁穩(wěn)壓系統(tǒng)。其主繞組為三相四線制接法，并采用不可控相復(fù)勵、無刷勵磁，額定功率為400kVA/320kW，額定電壓為400/230V，額定電流為580A，額定頻率為50Hz，額定轉(zhuǎn)速為1500rpm，功率因數(shù)為0.8（滯后），并設(shè)有主定子繞阻155高溫報警，機組主要由主發(fā)電機G1、勵磁機G2和頂部勵磁系統(tǒng)（THYRIPART）等構(gòu)成，勵磁機的主要特點是轉(zhuǎn)子發(fā)電、定子勵磁，勵磁電源來自主發(fā)電機輸出的三相交流電經(jīng)背包內(nèi)元件處理后產(chǎn)生的可控直流，勵磁機轉(zhuǎn)子發(fā)出的交流電，經(jīng)安裝

10、在轉(zhuǎn)子上的旋轉(zhuǎn)整流環(huán)整流與限壓后，輸入主發(fā)電機轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁場，主發(fā)定子中的三相繞組便發(fā)出三相交流電。三、 IFC5型同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)該發(fā)電機采用相復(fù)勵勵磁系統(tǒng)，所謂相復(fù)勵是指發(fā)電機的勵磁電流由電壓和電流兩個分量合成。電抗器L1提供勵磁電流的電壓分量，電壓分量主要取決于發(fā)電機的轉(zhuǎn)速。單相電流互感器（T1、T2、T3）提供勵磁電流補償分量（電流分量），大小取決于負(fù)載電流，其相位隨負(fù)載的功率因數(shù)不同而改變。兩個分量聯(lián)合提供和調(diào)節(jié)勵磁電流，以保證發(fā)電機端電壓在轉(zhuǎn)速和負(fù)載電流變化時仍維持恒定。無刷勵磁的他勵式交流發(fā)電機的勵磁機屬于旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機，整流用的硅整流器與電樞一起旋轉(zhuǎn)，主發(fā)電機為旋轉(zhuǎn)磁極式

11、，為無刷勵磁。主發(fā)電機G1的U、V、W三相電，經(jīng)移相電抗器L1輸入接至整流變壓器T6原邊繞阻，并與并聯(lián)的諧振電容器C1產(chǎn)生電壓諧振。由整流變壓器T6副邊繞組輸出低壓交流電至勵磁裝置中的靜止整流器V1，整流后的直流電輸出至勵磁機G2的勵磁繞組F1、F2兩端。勵磁機G2的勵磁繞組有電流通過便產(chǎn)生磁場，由柴油機帶動的勵磁繞組轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)后，轉(zhuǎn)子三相繞組便產(chǎn)生三相感應(yīng)電壓。三相感應(yīng)電壓由旋轉(zhuǎn)整流器V2整流后輸出到主發(fā)電機G1的勵磁繞組，勵磁繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁勢使主發(fā)電機G1的三相定子繞組產(chǎn)生更高的三相交流電壓并通過外接線U、V、W、N輸出。發(fā)電機的三相端電壓隨F1、F2兩端的電壓增大而提高。為了減少由于發(fā)電機

12、繞組內(nèi)阻而產(chǎn)生發(fā)電機輸出端電壓隨負(fù)載的升高而下降的電樞反應(yīng)影響，在發(fā)電機電氣電路設(shè)計中布置了T1、T2、T3三個電流互感器，用電流的反饋作用補償電樞反應(yīng)的不良作用。T1、T2、T3的反饋電流隨負(fù)載電流的增大而增大。 四、可控硅調(diào)節(jié)器AVR調(diào)節(jié)器 :三相交流發(fā)電機相電壓值24V，加到17、18、19三個端子，經(jīng)整流后，變?yōu)?0V直流電分為兩路：一路給給穩(wěn)壓電源單元另一路給比較器，與給定值進(jìn)行比較，電壓偏差經(jīng)運算放大器輸出控制電壓，大小與輸入電壓大小成正比?？刂齐妷狠斎胗|發(fā)脈沖控制器，產(chǎn)生導(dǎo)通時間可調(diào)節(jié)的鋸齒波電壓，送人可控硅，導(dǎo)通使發(fā)電機勵磁電流下降。為過壓保護電路，若1和5之間的電壓達(dá)到600

13、V時，將啟動，觸發(fā)可控硅導(dǎo)通。利用控制可控硅分流作用來控制靜止整流模塊V1中的AVR1與AVR5間的放電量大小，確保發(fā)電機端電壓穩(wěn)定不變。若發(fā)電機電壓高于額定值（輸入AVR17、18、19的電壓升高），可控硅分流值加大，使勵磁電流減?。划?dāng)發(fā)電機電壓低于額定值（輸入AVR17、18、19的電壓變低），可控硅分流值減小，使勵磁電流加大。這樣可使發(fā)電機電壓可穩(wěn)定在400V0.5的范圍內(nèi)。作業(yè)：P57 1第四節(jié)第四節(jié) 發(fā)電車電氣控制發(fā)電車電氣控制發(fā)電車電氣控制系統(tǒng)有四個控制屏：機控制屏、機控制屏、機控制屏和本車用電/集控控制屏。附助的控制裝置：本車空調(diào)控制柜、充電機、軸溫報警、煙火控制器等?？得魉拱l(fā)電

14、車裝有三套機組（400/230V，300kW），可分別向I、路匯流排供電，總裝車功率為900kW。柴油機采用直流24V電機啟動。發(fā)電車線號的分布一般有以下的特點：1字頭線號號機相關(guān)電路；2字頭線號號機相關(guān)電路；3字頭線號號機相關(guān)電路；4字頭線號聯(lián)絡(luò)開關(guān)電路與并車電路；5字頭、6字頭線號本車用電設(shè)備電路；7字頭線號DC24V電路；8字頭線號DC48V電路。在發(fā)電車上，可檢測多項柴油機與電氣的有關(guān)參數(shù)，主要有：三相電壓、三相電流、發(fā)電機功率、功率因素、電頻率、24V直流電壓、48V直流電壓、24V、48V充電電流、轉(zhuǎn)速、水溫、機油溫度、機油壓力、水箱水位、油箱油位等，早期出廠的發(fā)電車還包括主發(fā)電機

15、的勵磁電壓。發(fā)電車有完善的保護措施，以保護柴油機發(fā)電機組的正常運行及正常供電。其中停機保護有：柴油機低油壓停機、柴油機超速停機、高水溫停機。引起分閘的保護有：干線過流分閘、主開關(guān)逆功率分閘等。此外，還包括：柴油機高水溫預(yù)報警、低水溫報警、膨脹水箱低水位報警、上油箱極低油位報警、上油箱極高油位報警、發(fā)電機繞組高溫報警、干線過流報警、控制箱起機過流保護、主開關(guān)過欠壓保護、發(fā)電機組間聯(lián)鎖保護、機房煙火保護和導(dǎo)線過熱保護等。一、發(fā)電車對外供電方式發(fā)電車上一般有三臺康明斯柴油發(fā)電機組，即有三套發(fā)電裝置，在不同情況下對外供電的方式較多，可分為單機供電、雙機供電和并車（機）供電。供電方式見圖3-61.單機組

16、供電當(dāng)發(fā)電車輸出功率在200kW以下時，一般只開一臺機組。此時，對外供電方式可分為單機單路供電與單機雙路供電。（1）單機單路供電是指只用一臺機器向兩路電力干線中的一路供電，有機往路（合1QF）、機往路（合2QF1）、機往路（合2QF2）、機往路（合3QF）四種方式。（2）單機雙路供電是指用一臺機器同時向兩路電力干線供電，它可在前面單機單路供電的基礎(chǔ)上，通過合4QF主開關(guān)同時向另一路供電。號機組上的2QF1與2QF2主開關(guān)間是互鎖的，它們不可同時合閘。2.雙機供電如果發(fā)電車單機供電功率不足，超過單機額定功率的80%時，可起用第二臺機組來分擔(dān)負(fù)載。雙機供電一般不采用并車，由雙機分別向兩路供電，這時

17、的聯(lián)絡(luò)開關(guān)是斷開的。這時，發(fā)電車可實現(xiàn)的供電方式有以下三種：機往路（合1QF），機往路（合2QF2）；機往路（合1QF），機往路（合3QF）；機往路（合2QF1），機往路（合3QF）。3.并車（機）供電當(dāng)發(fā)電車需輸出較大功率，用雙機供電無法滿足外部負(fù)載時，需起用第三臺備用機組，以實現(xiàn)并車供電。如果發(fā)電車采用美國GAC調(diào)速板，為達(dá)到負(fù)載的平穩(wěn)轉(zhuǎn)移，也可能在兩機供電時使用并車功能。所謂并車是指兩臺不同的發(fā)電機同時向同一路供電。發(fā)電車的并車技術(shù)已比較成熟，但考慮到實際情況，目前并車功能一般不用。二、發(fā)電車的主開關(guān)電路發(fā)電車上，共有三臺發(fā)電機組可向外供電，其中機組可向兩路單獨供電，因此發(fā)電車上共有四個

18、主開關(guān)，即1QF、2QF1、2QF2和3QF。 1.合閘電路ARH1為合閘整流裝置，它的作用是將發(fā)電機所發(fā)的交流電經(jīng)變壓整流后提供給主開關(guān)1QF合閘用的低壓直流電。ARO1為過流予報警整流裝置，它為主開關(guān)的保護電路提供電源。UVT1為瞬動型欠電壓脫扣保護整流裝置，它的型號為ARU1SB，額定電流為0.1A，在70%35%的額定電壓下，能使斷路器可靠斷開，在小于35%額定電壓時斷路器不能閉合，大于或等于額定電壓的85%時斷路器能可靠閉合。 按下合閘按鈕1SB8： 1L11FU14179 （1ARH-1） 1802 3 1SB8 1KA9 1 181 （1ARH-1） 1N（1QF完成合閘）1L1

19、1FU14179 51 52 187 1HL6 1N（合閘指示燈1HL6亮）按下1SB8按鈕，主開關(guān)合閘。（當(dāng)并車電路工作時，若181與189被接通，同樣也能實現(xiàn)主開關(guān)的合閘）。2.分閘電路當(dāng)1SB7被按下時，主開關(guān)分閘。（同理，當(dāng)中間繼電器1KA5（逆功率線圈）動作時，主開關(guān)也會自動分閘）。3保護電路當(dāng)干線電流超過過流預(yù)報警值600A時，主開關(guān)上17與18號觸點間閉合，接通相應(yīng)報警電路，發(fā)出過流預(yù)報警。當(dāng)干線電流達(dá)到脫扣值2000A時，主開關(guān)自動脫扣，并且21與22觸點間閉合，接通相應(yīng)的報警電路，發(fā)出過流脫扣報警。4指示燈電路由1HL6與1HL7兩個指示燈組成，1HL6為綠燈，當(dāng)主開關(guān)合上閘

20、后，該燈點亮；1HL7為紅燈，當(dāng)I機發(fā)電且主開關(guān)1QF分閘時，該燈點亮。三、聯(lián)絡(luò)開關(guān)電路聯(lián)絡(luò)開關(guān)是發(fā)電車路與路干線間的一個自動開關(guān)，當(dāng)需要單機雙路供電或兩路并車供電時，需合聯(lián)絡(luò)開關(guān)。 1合閘電路4SB2為合閘按鈕，按下4SB2將4QF聯(lián)絡(luò)開關(guān)上9號與10號接線端子間連線接通就可實現(xiàn)合閘。在合閘電路中串入1KA9與3KA9兩對常閉觸點，可實現(xiàn)并車保護。圖中418與422線在自動并車時使用。2分閘電路4SB1為分閘按鈕，按下4SB1將4QF上1號與2號端子間的409與410號線斷開，就可實現(xiàn)分閘。3聯(lián)絡(luò)開關(guān)線圈供電電路開關(guān)供電電路主要有三個部分組成，它包括聯(lián)絡(luò)開關(guān)的電源輸入電路、聯(lián)絡(luò)開關(guān)指示燈電路

21、和交流接觸器4KM1與4KM2線圈電路。該電路中4KM1與4KM2兩個線圈是互鎖的。下面以路有電為例，分析該聯(lián)絡(luò)開關(guān)的電路動作過程：當(dāng)路有電時，4KM1線圈電氣通路為：U4FU54317KA8（常開閉合）431A4FU14154KM1線圈4134KM2（常閉）4024FU2433A7KA8（常開閉合）4334FU7W。接觸器4KM1線圈得電，415與408間常開觸點閉合， U相電引入聯(lián)絡(luò)開關(guān)7號接線端子，同時接通4HL2指示燈（紅燈）；接觸器4KM1的402與401間常開觸點閉合，W相電引入到聯(lián)絡(luò)開關(guān)的6號接線端子；同時405與407間4KM1接觸器常閉觸點斷開， 4KM2線圈電路被反鎖。當(dāng)按

22、下合閘按鈕4SB2時，4QF線圈得電，聯(lián)絡(luò)開關(guān)合閘，同時紅燈滅，綠燈亮。41KA9、3KA9線圈的作用電路中接入了1KA9與3KA9兩個中間繼電器，當(dāng)路有電時，中間繼電器1KA9的線圈得電，主開關(guān)1QF與2QF1電路中的1KA9常閉觸點分別斷開，防止了二次合閘或人為并車，同時聯(lián)絡(luò)開關(guān)4QF合閘電路中的1KA9常閉觸點斷開；當(dāng)路有電時，2QF2與3QF主開關(guān)電路中的3KA9常閉觸點分別斷開，同時聯(lián)絡(luò)開關(guān)4QF合閘電路中的3KA9常閉觸點斷開。當(dāng)兩路同時有電時，聯(lián)絡(luò)開關(guān)電路中1KA9與3KA9常閉觸點同時斷開，聯(lián)絡(luò)開關(guān)合閘電路被切斷，防止了兩路同時供電時人為閉合聯(lián)絡(luò)開關(guān)而并車。四、發(fā)電機電氣系統(tǒng)1

23、.發(fā)電機助磁回路將1SA4打到充磁位，可實行他勵起勵。2.發(fā)電機測量回路其中Hz為頻率表、W為三相功率表、KR為逆功率線圈、COS為功率因素表、PV為三相電壓表。電路的下半部分成三個部分：第一部分是電路右邊接在20、21接線端子上的可調(diào)電阻1RP，調(diào)整1RP可以改變發(fā)電機的輸出電壓；第二部分是接在接線端子1與2間的電路，這是發(fā)電機的保護電路，它通過埋在發(fā)電機主繞組內(nèi)的一對PTC熱敏電阻自動檢測發(fā)電機主繞組（定子）的溫度。正常時，接線端子1與2（即105與106號線）間的電阻值小于1500，當(dāng)發(fā)電機主繞組內(nèi)溫度超過155時，熱敏電阻的電阻迅速變大并超過1500，從而使繞組高溫繼電器1ZWJ線圈分

24、壓下降，吸合力不足，其本已斷開的常閉觸點重新閉合，相應(yīng)的報警電路被接通而發(fā)出繞組高溫報警。電路的第三部分為接在F1與F2兩接線端子間的充磁、滅磁電路，可通過1SA4轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇，共有充磁、滅磁和自勵三個狀態(tài)，機組正常使用時，必須將開關(guān)置于自勵位。3.發(fā)電機供電控制電路（1）單機組供電（2）雙機組供電（3）并機組供電發(fā)電車采用三相四線制分兩路向各節(jié)車廂供電，通常情況下對每一路只能用一臺機組供電，但當(dāng)出現(xiàn)以下兩種情況時，會發(fā)現(xiàn)這種供電方式存在的不足：一是外部用電量接近或超過柴油發(fā)電機組單機組功率時，會影響柴油機的運行，嚴(yán)重時還會損壞柴油機；二是在運行途中，當(dāng)正在供電的機組因某種原因要停機而更換機組

25、供電時，會造成全列車暫時停電，直接影響其它設(shè)備的運行。針對以上不足，在發(fā)電車上設(shè)置了并車電路。并車也就是并機，即讓兩臺發(fā)電機同時向其中一路供電。并車供電可以提高供電的可靠性和供電質(zhì)量，提高機組運行的靈活性。根據(jù)電工學(xué)電壓公式：U=Umsin(t+)，兩臺機組并機供電的條件為：1兩臺機組的Um相等或相近，即兩機組的電壓最大值相等或相近；3兩臺機組的相等或相近，即兩機組的初相位相等或相近。2兩臺機組的相等或相近，即兩機組的運行頻率相等或相近；在該電路中，主要用到兩個重要器件，即同步指示表（S）和自動同步器（PIG21）。當(dāng)并車條件滿足，并處于自動并車位時， PIG21自動接通主開關(guān)合閘電路，完成并

26、車；若處于手動并車位，則可按下手動接通按鈕，完成并車。自動同步器（PIG21）又叫同步脈沖繼電器，它是電路中最終實現(xiàn)并車功能的部件。PIG21可以比較網(wǎng)電與待并發(fā)電機輸出頻率和相位關(guān)系，當(dāng)符合并車條件時，在滑差電壓過零時PIG21會發(fā)出一個合閘脈沖，使發(fā)電機主開關(guān)合閘。該并車電路共有五種并車方式可供選擇，分別是：并1QF、2QF1、2QF2、3QF和4QF。五種并車方式的電路工作過程是相似的，下面以I路有電并1QF為例對并車電路的工作原理分析：當(dāng)需并1QF時，將并車選擇轉(zhuǎn)換開關(guān)打至1QF位，待并I號機組的三相電壓經(jīng)電壓互感器1TV1、1TV2降為100V后（見圖822），通過4SA1相應(yīng)通路送

27、往同步表S的A、B、C三個接線柱，188號線與455號線接通，中間繼電器4KA1得電吸合，同步表與同步指示燈投入工作，同時PIG21進(jìn)入并車準(zhǔn)備狀態(tài)。 按下并車接通按鈕4SB3，繼電器4KA6得電吸合并形成自鎖，并車指示燈4HL9點亮。繼電器4KA6常開觸點閉合時，將網(wǎng)電與待并電送入PIG21，如符合并車條件，PIG21自動接通490與491線，也就是接通181與189兩線，主開關(guān)1QF合閘。當(dāng)并車完成后，由于主開關(guān)1QF的上49與50號線間觸點斷開，188線斷電（見圖818），繼電器4KA1線圈斷電，其常開點斷開，并車線圈4KA6斷電，并車電路復(fù)位。在按下并車接通按鈕4SB3后，當(dāng)系統(tǒng)處于調(diào)

28、整過程而沒有完成并車時，可通過按并車取消按鈕4SB4取消并車。完成并車后，可通過分閘以取消并車。作業(yè)： P57 4（1）第五節(jié) 康明斯柴油機發(fā)電車是全列空調(diào)列車的電力源，它通過柴油機帶動發(fā)電機，將柴油的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，并通過三相四線制分二路向列車各級車廂供電。目前我國25型空調(diào)客車使用的大功率發(fā)電車按柴油機的不同，如下表所示的幾種類型：發(fā)電車類型發(fā)電車類型柴油機型號柴油機型號臺數(shù)臺數(shù)裝機功率裝機功率產(chǎn)地產(chǎn)地英文代號英文代號康明斯發(fā)電車康明斯KTA19G233300kW美國或重發(fā)Cummins(CUMS)小MTU發(fā)電車MTU12V183TA1233320kW德國MTU大MTU發(fā)電車MTU8V39

29、6TC1322480kW德國MTU一、康明斯柴油機的原理與結(jié)構(gòu)一、康明斯柴油機的原理與結(jié)構(gòu)二、四沖程柴油機的工作過程(一)進(jìn)氣沖程(二)壓縮沖程(三)燃燒、膨脹作功沖程(四)排氣沖程三、柴油機的型號及有關(guān)規(guī)定根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB72582，柴油機名稱上有以下的規(guī)定：1.輸出端：柴油機向外輸出功率的一端，也稱為后端。2.自由端：與輸出端相對應(yīng)的另一端，也稱為前端。3.左右側(cè)：面對輸出端，左手一側(cè)為左側(cè)，右手一側(cè)為右側(cè)。對于V形柴油機，其左側(cè)的一列汽缸稱為左列汽缸，右側(cè)的一列汽缸稱為右列汽缸。4.柴油機曲軸的旋轉(zhuǎn)方向：就我國國家標(biāo)準(zhǔn)而言，面對功率輸出端，凡功率輸出軸順時針旋轉(zhuǎn)的稱為右旋（即正轉(zhuǎn)），反之

30、為左旋（即反轉(zhuǎn)）。對康明斯柴油機而言，柴油機曲軸旋轉(zhuǎn)方向規(guī)定與我國的規(guī)定相反。KTA19G2柴油機輸出端為逆時針旋轉(zhuǎn)。5.柴油機汽缸編號：汽缸編號統(tǒng)一從自由端向輸出端依次編號。如KTA19G2汽缸編 四、CUMS柴油機的調(diào)速控制柴油機的調(diào)速控制發(fā)電車柴油機的電子調(diào)速系統(tǒng)根據(jù)負(fù)載的大小可自動微調(diào)循環(huán)的供油量，從而達(dá)到控制柴油機的轉(zhuǎn)速的目的。發(fā)電車柴油機的調(diào)速原理如下：電子調(diào)速器由測速傳感器、調(diào)速控制器、執(zhí)行器三部分組成。發(fā)電機組運行時，由裝在飛輪殼上的測速傳感器感應(yīng)發(fā)電機組轉(zhuǎn)速信號，當(dāng)旋轉(zhuǎn)中的飛輪齒通過磁性轉(zhuǎn)速傳感器時，就會在線圈內(nèi)產(chǎn)生電脈沖信號，脈沖信號發(fā)生的頻率反應(yīng)了柴油機的轉(zhuǎn)速，如齒數(shù)為1

31、42齒，當(dāng)轉(zhuǎn)速為1500rpm時，傳感器每秒鐘將測得3550個電脈沖。高頻脈沖信號送入裝在控制屏儀表箱內(nèi)的調(diào)速控制器，與預(yù)先設(shè)置的參考信號作比較，如果頻率有偏差，通過改變通往執(zhí)行器的電流大小來改變油門大小，從而改變流向噴油器的燃油壓力，以改變噴入氣缸中的燃油量達(dá)到控制柴油機的轉(zhuǎn)速或功率的目的。 康明斯發(fā)電車儀表箱面板面板上部是一排報警指示燈，左邊是停機報警指示燈（ShutDown），分別為超速停機（Over Speed，1725 rpm）、低油壓停機（Low Oil Press，83KPa）、高水溫停機（Coollant High water Temp，106）、遙控停機（Remote Sto

32、p）指示燈。右邊是四盞預(yù)報警指示燈，分別為低油壓（Low Oil Press，124KPa）、機器高溫（High Engine Temp、102）、低水溫（Low Water Temp，40）指示燈和試燈（Lamp Test）。面板的中間是6只指示儀表，依次為：油壓表（OILPRESS）、轉(zhuǎn)速表（TACH）、油溫表（OILTEMP）、24V電壓表（BATTERY）、機組運行時間記錄表（HOURS）、水溫表（WATERTEMP）。底部一排是儀表箱的操作鍵部分。SPEEDADJUST（轉(zhuǎn)速微調(diào)）是一個5k、2W的多圈式線性電位器，用來調(diào)整柴油機運行時的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)范圍為100rpm；IDLE/RUN

33、（怠速/運行）是怠速與運行位的切換開關(guān)，向上為怠速，機器低速運行（625700rpm），向下為運行位（1500rpm）；CIRCUIT BREAKER（空氣斷路器）主要用于儀表箱內(nèi)過流保護，發(fā)生過流時，它能自動切斷箱內(nèi)24V電路，故障處理后可通過其上的復(fù)位按鍵復(fù)位；CRANK（曲柄），撥動該撥鈕可以啟動柴油機的啟動電機，從而驅(qū)動柴油機的曲軸；START/RUN/OFF（起機/運行/停機）是一個三位開關(guān)，上撥為起機位，手放開后自動彈回到運行位，下?lián)転橥C位，它用以控制停車電磁閥的電源。調(diào)速控制板調(diào)速控制板簡稱調(diào)速板，是柴油發(fā)電機組穩(wěn)定運行的關(guān)鍵器件。發(fā)電車上所用的調(diào)速板外觀如圖88(b)所示，調(diào)

34、速板上有四個用以系統(tǒng)調(diào)整的電位計，他們依次是：GAIN：增益控制調(diào)整旋鈕，用來調(diào)整轉(zhuǎn)速控制器對柴油機的反應(yīng)速度，進(jìn)口板在5070處為宜，調(diào)到運行剛抖動再反轉(zhuǎn)半格；DROOP：轉(zhuǎn)速降控制旋鈕，又叫調(diào)速率電位計，可以調(diào)到0（同步）到5的轉(zhuǎn)速降，單機工作一般為2%3%；IDLESPD：怠速控制調(diào)整旋鈕，用來調(diào)整怠速；RUNSPD：在康明斯相關(guān)資料中稱為高怠速，實際上是空載轉(zhuǎn)速，即柴油機的運行位轉(zhuǎn)速，它與怠速調(diào)整一樣，是一個可以轉(zhuǎn)動20圈的電位計。超速控制保護板超速保護的目的是防止電機轉(zhuǎn)子飛損。發(fā)電機飛車設(shè)定一般為+20%，柴油發(fā)電機組一般設(shè)為15%。超速板又叫速度開關(guān)板，它的基本原理是：轉(zhuǎn)速傳感器接

35、收到柴油機的轉(zhuǎn)速信號，經(jīng)頻率/電壓變換器（F/V）轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電流信號，當(dāng)測得的信號超過預(yù)設(shè)的信號強度時，保護繼電器工作，切斷電磁閥供電，使機組缺油停機。在使用過程中，如果超速板損壞，可將儀表箱內(nèi)第5、7號端子短接，然后將超速板拆下后送修，機組仍可使用，但沒有超速保護。此時不用過于擔(dān)心飛車時的保護，因為康明斯柴油機的PT泵內(nèi)本來就帶有超速自動限油量的功能，整定值一般設(shè)在1760rpm。超速保護的調(diào)整方法：調(diào)升空車轉(zhuǎn)速至1725rpm，將整定電位器逆時針緩慢旋至超速保護，保護動作后重新起機并將空車轉(zhuǎn)速調(diào)回1500rpm。五、柴油機啟動電路柴油機啟動電路的電氣結(jié)構(gòu)如圖 電路原理圖1電路原理圖2該電

36、路可以分為三大部分：第一部分為啟動電機1SM電路。當(dāng)718線有24V正電時，依次復(fù)位1DF、打開電鎖（DS）、按下1-QA(儀表面板上的CRANK撥鈕)后，1-AMS、1-SS、1-SM三個線圈相繼得電，最終實現(xiàn)啟動電機正常運轉(zhuǎn)。在本塊電路中，有一個直流接觸器1KM3，它的一對常開觸點設(shè)置在DC24V電路中，當(dāng)按下啟動按鈕時，1KM3線圈得電，系統(tǒng)自動將48V電池中分出24V供給機組控制電路，當(dāng)啟動按鈕釋放后，控制電路重新由24V電池供電。要注意的是，起機時，當(dāng)柴油機爆發(fā)后要立即釋放1QA（CRANK）撥鈕，否則會因為柴油機轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電機本身轉(zhuǎn)速而損壞電機和啟動齒輪。第二塊部分電路是電磁閥1

37、FSV電路。該電路主要實現(xiàn)電磁閥的得電與斷電。電路中有兩條通路實現(xiàn)對電磁閥的供電：一條是1-4A-B1-111FSV700，另一路從1-4C-D1-5SP1725（超速保護）1-7t106（高水溫保護）1-91-12PSI（低油壓保護）1-111FSV700。其中A-B、C-D為儀表箱面板上的START/RUN/OFF（起機/運行/停機）三位開關(guān)。起機位（START）時：AB通、CD通；運行位（RUN）時：AB斷、CD通；停機位（OFF）時：AB斷、CD斷。當(dāng)機組正常運行時，由于AB斷，CD通，電源只能通過第二條路通到1FSV。該電路可實現(xiàn)三級停機保護：當(dāng)柴油機的轉(zhuǎn)速超過1725rpm時，超速

38、保護斷開1-5與1-7兩線，切斷電磁閥電路，從而使柴油機斷油停機，同時1-5線和1-6線接通，超速報警燈亮；當(dāng)水溫超過106時，斷開1-7與1-9兩線，切斷電磁閥電路，同時1-7線和1-8線接通，高水溫報警燈亮；當(dāng)機油壓力低于83kPa時，切斷1-9與1-11兩線，同時1-9線和1-10線接通，低油壓報警燈亮。當(dāng)起機時，由于油壓還沒有建立，1-9線與1-11線間油壓開關(guān)沒有接通，電磁閥不能通過第二條通路得電，因此起機時需通過A-B、CD同時給電磁閥供電。只有當(dāng)起機成功油壓建立，低油壓停機保護指示燈熄滅以后，才能松開START/RUN/OFF（起機/運行/停機）三位開關(guān)，轉(zhuǎn)入運行位。當(dāng)電磁閥得電

39、時，中間繼電器1KA同時得電，切斷聲報警電路中的1-5線和735線間的常閉點。當(dāng)電磁閥因故斷電時，1-KA線圈失電，24V正電經(jīng)1-51-KA常閉觸點735號線二極管7V47730，使I機的報警電鈴響，實現(xiàn)聲報警。第三部分電路是參數(shù)檢測電路。主要是儀表面板上的五塊儀表。機器單機運行，接通儀表箱電源時，油壓表、油溫表、水溫表指針反走到底，轉(zhuǎn)速表指針在6001000rpm間，試燈全部都亮；當(dāng)三位開關(guān)（ABCD）扳到中間運行位時，執(zhí)行器內(nèi)有敏捷、清脆、細(xì)小的二響聲音，轉(zhuǎn)速表指到零位，低油壓停機指示燈亮；當(dāng)三位開關(guān)向上撥到起機位（START）時，電磁閥發(fā)出敏捷細(xì)小的“嗒”聲；當(dāng)同時按下起機按鈕（CRA

40、NK）時，電壓表指示的電壓下降到22V或以下（但不低于19V），聽到馬達(dá)正常轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速表顯示250350rpm，一般可在13秒內(nèi)引爆，引爆后立即松開CRANK撥鈕，當(dāng)?shù)陀蛪簾魷鐣r，松開三位開關(guān)。啟動成功后，轉(zhuǎn)速迅速上升，達(dá)到600700rpm，機器怠速運行，油壓表指向0.30.4MPa，計時表開始走動，主發(fā)電機電壓120200V，頻率表無變化（實際上并非無頻率，而在20Hz左右）。當(dāng)將機器怠速/運行開關(guān)打到運行位時，柴油機轉(zhuǎn)速迅速上升，發(fā)出巨響， 轉(zhuǎn)速很快升至1500rpm，主發(fā)電機電壓升至400V左右，頻率表升至51Hz左右，超速板中燈亮，油壓上升到0.40.6MPa，油溫、水溫表上升，油溫

41、在6090間，水溫在5085間。當(dāng)負(fù)載加大時，油溫、水溫都將適當(dāng)上升。啟動中，如果5秒內(nèi)不能引爆柴油機，應(yīng)停止10秒后再重新啟動，使電池及電機能充分散熱。如此連續(xù)三次仍不能啟動，應(yīng)仔細(xì)查明原因，并給電池充電，以免電池虧損。六、柴油機冷卻風(fēng)機控制電路 KTA19G2柴油機采用水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，為了保證柴油機的正常運行，常將水溫控制在8090間。冷卻水的溫度可通過節(jié)溫器控制大小循環(huán)與冷卻風(fēng)扇電動機是否運轉(zhuǎn)及其運轉(zhuǎn)速度的高低得以調(diào)節(jié)控制。冷卻風(fēng)扇安裝在散熱器中，采用雙繞組雙速交流電動機驅(qū)動。為保證冷卻水在發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時維持在理想的溫度范圍，在水循環(huán)系統(tǒng)中安裝了三個壓力式溫度控制器，一個為85溫度控制

42、器、一個為90溫度控制器，它們安裝在節(jié)溫器上方的混合水箱上，另外一個是安裝在散熱器出水口的65溫度控制器。這三個溫度控制器中，85與65溫度控制器的觸點接在冷卻風(fēng)機電路中，用來控制冷卻風(fēng)扇的自動運行。號冷卻風(fēng)扇控制電路冷卻風(fēng)機電路從功能上可實現(xiàn)手動與自動的控制、手動實現(xiàn)高速與低速的切換，還可實現(xiàn)欠壓保護。該電路按功能可分為四塊：風(fēng)扇電機主電路、風(fēng)機手動與自動電路、風(fēng)機高速與低速轉(zhuǎn)換電路以及風(fēng)機保護電路。1風(fēng)扇電機主電路風(fēng)扇電機主電路相對較簡單，由于風(fēng)機采用雙繞組電機，故當(dāng)空氣開關(guān)1QF2合閘后，只要1KM2或1KM1兩個交流接觸器觸點中的一個閉合，就能實現(xiàn)風(fēng)機的轉(zhuǎn)動。2風(fēng)機的手動與自動控制電路

43、發(fā)電車上冷卻風(fēng)機的手動與自動控制功能由1SA2轉(zhuǎn)換開關(guān)的狀態(tài)決定。（1）手動控制閉合空氣開關(guān)1QF2，轉(zhuǎn)換開關(guān)1SA2打到手動位，接通155與156號線，按下風(fēng)機啟動按鈕1SB4，風(fēng)機就可啟動。中間繼電器1KA8線圈通路如下：1L31QF2（閉合）1621FU11154A1FLV1541SB5（常閉）1551SA2（手動位）1561SB4（按下）1571KA8線圈1581FR11591FR21601FU121641QF21L1。1KA8線圈得電后， 156與157號線間的常開觸點閉合，形成自鎖，以防止1SB4釋放而造成1KA8線圈斷電。同時152與153號線間的常開觸點閉合， 交流接觸器1KM

44、2或1KM1線圈電路、時間繼電器1KT線圈電路和相應(yīng)的指示燈電路接通。（2）自動控制運轉(zhuǎn)自動與手動的動作原理基本相似，手動位是通過按鈕使1KA8線圈得電，而自動位是通過高低溫傳感器使線圈得電。 轉(zhuǎn)換開關(guān)1SA2打自動位， 155與161號線接通。當(dāng)冷卻水溫度超過65時，低溫控制器1WJ1的動合觸點閉合，當(dāng)水溫達(dá)到85左右時，高溫控制器1WJ2的動合觸點閉合， 接通中間繼電器1KA8的線圈通路，從而使冷卻風(fēng)機進(jìn)入運轉(zhuǎn)狀態(tài)，冷卻水溫開始下降。當(dāng)冷卻水出水溫度低于85后，雖然高溫控制器動合觸點復(fù)位，但低溫控制器的動合觸點仍閉合，通過中間繼電器1KA8的自鎖觸點，使繼電器線圈保持通電狀態(tài)，冷卻風(fēng)機繼續(xù)

45、運轉(zhuǎn)。當(dāng)冷卻水溫低于65左右時，低溫控制器的動合觸點也復(fù)位，從而切斷了中間繼電器1KA8的線圈的電路，中間繼電器復(fù)位，冷卻風(fēng)機停止運轉(zhuǎn)。當(dāng)冷卻水溫度再次升至85左右時冷卻風(fēng)機又投入運轉(zhuǎn)。電氣通路如下：（3）高低速電路發(fā)電車?yán)鋮s風(fēng)扇電路中，由于風(fēng)機采用雙繞組雙速電機，可以通過向不同繞組供電而實現(xiàn)高低速運行。冷卻風(fēng)扇的高低速運行是通過高低速轉(zhuǎn)換開關(guān)1SA3來實現(xiàn)的。當(dāng)1SA3閉合時，風(fēng)機高速運轉(zhuǎn)。風(fēng)機低速運轉(zhuǎn)當(dāng)1SA3斷開時，由于中間繼電器1KA8上的152與153常開觸點已經(jīng)閉合，故交流接觸器1KM2線圈得電，其電氣通路為：1L21QF2（閉合）1631FU131531KA8（常開閉合）1521

46、KM1（常閉）1511KT（常閉）1501KM2線圈N。接觸器1KM2線圈得電后：146與152號線間常開觸點閉合，1HL3低速指示燈點亮；148與152號線間的常閉觸點斷開，接觸器1KM1線圈電路被反鎖，以防止雙繞組同時供電而燒損電機；同時，1KM2主觸點閉合，風(fēng)機低速運行。風(fēng)機高速運轉(zhuǎn)當(dāng)柴油機負(fù)載較大或環(huán)境溫度較高時，風(fēng)機需高速運行，此時應(yīng)閉合高低速轉(zhuǎn)換開關(guān)1SA3。閉合1SA3后，在接觸器1KM2線圈得電的同時時間繼電器1KT線圈也得電，但由于1KT是一個延時繼電器，它需延時一段時間后相應(yīng)的觸點才會動作。當(dāng)1KT線圈動作后，150與151號線間的常閉觸點斷開，接觸器1KM2線圈電路被切斷

47、，風(fēng)機改為慣性運行；同時，147與148號線間的常開觸點閉合，接觸器1KM1線圈所在的電路被接通，網(wǎng)機轉(zhuǎn)入高速運行。風(fēng)機高速運行時按先低速后高速的模式，可減少風(fēng)機的啟動電流，延長風(fēng)機的使用壽命。當(dāng)前部分運用中的發(fā)電車在溫度控制器設(shè)置上已作了一定的改進(jìn)，取消了65溫度控制器，改由安裝在85溫度控制器旁的75溫度控制器代替，使冷卻風(fēng)機的運行狀態(tài)更為合理；也有部分發(fā)電車取消了原來的90高水溫預(yù)報警傳感器，而采用柴油機自帶的102的傳感器，停機則采用106傳感器。本車用電電源選擇電路本車用電共有五種方式：機供電、機供電、機供電、車底外接供電和路外接供電。在不同情況下，可分別選擇不同的供電方式，具體使用時，可通過轉(zhuǎn)換開關(guān)5SA1加以選擇。下面以機供電為例，分析電路的基本工作過程。當(dāng)需機供電時，合上電壓檢測回路中的空氣開關(guān)1QF4，109、110、111三線有電，將本車用電電源選擇開關(guān)5SA1打到機供電位，轉(zhuǎn)換開關(guān)的1號與2號觸