第3章電機(jī)車的電氣控制講解

電機(jī)車的電氣控制礦用電機(jī)車通常都是采用直流串激電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的，由于串激電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是軟特性，因而當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大時(shí)，其轉(zhuǎn)速自動(dòng)降低，從而減小電流，牽引特性好，過載能力強(qiáng)。特別適用于起重和運(yùn)輸?shù)蓉?fù)載變化較大的設(shè)備，在煤礦中主要用于拖動(dòng)礦用電機(jī)車。礦用電機(jī)車按供電方式分為架線式和蓄電池式兩種。架線式電機(jī)車的直流牽引電動(dòng)機(jī)電壓有100V、250V、550V三種；蓄電池式電機(jī)車的直流牽引電動(dòng)機(jī)電壓為40V、48V、56V、88V、90V、110V、120V、132V、144V、192V、256V等多種。它們用單電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)或雙電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。架線式電機(jī)車供電示意圖如圖3?70所示圖?架線式電機(jī)車直流供電系統(tǒng)示意圖交流電源；2-整流變壓器；3-硅整流裝置；4-架空線；5-受電弓；6-直流電動(dòng)機(jī)；7-軌道；8-牽引變流室一、礦用電機(jī)車有觸點(diǎn)電控系統(tǒng)有觸點(diǎn)電控系統(tǒng)是利用控制器、電阻器等控制電機(jī)車的前進(jìn)、后退、調(diào)速、制動(dòng)等運(yùn)行方式。該系統(tǒng)設(shè)備簡單，控制方便，目前各礦仍采用，但由于電阻消耗電能不經(jīng)濟(jì)，將被無觸點(diǎn)控制系統(tǒng)取代。有觸點(diǎn)電控系統(tǒng)的組成及原理架線式與蓄電池式電機(jī)車的電控系統(tǒng)組成及原理基本相同。只是蓄電池式采用插銷連接器與蓄電池連接，而架線式采用受電弓與架空線滑動(dòng)連接?，F(xiàn)以ZK10型架線式電機(jī)車電控系統(tǒng)為例介紹。1、電控系統(tǒng)的電路組成圖?ZK10型電機(jī)車電控系統(tǒng)圖1）主回路主回路由受電弓、自動(dòng)開關(guān)、控制器、電阻器、直流電動(dòng)機(jī)等組成。圖?架線式電機(jī)車直流供電系統(tǒng)示意圖交流電源；2-整流變壓器；3-硅整流裝置；4-架空線；5-受電弓；6-直流電動(dòng)機(jī)；7-軌道；8-牽引變流室(1)受電弓受電弓是從架空線上取得電能的裝置。受電弓是框架形，上部裝有硅鋁制成的接觸條，作為與架空線的接觸部分，并靠彈簧的作用力，使觸條與架空線接觸。圖3?72QKT8-2型控制器手柄位置圖(2)自動(dòng)開關(guān)自動(dòng)開關(guān)QF是電機(jī)車電源總開關(guān)，具有過流保護(hù)作用。采用手動(dòng)合閘和分閘，過流時(shí)自動(dòng)跳閘。(3)控制器礦用架線電機(jī)車控制器分為主控制器和換向器兩部分，前者用于電機(jī)車的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)和停車，后者用于電動(dòng)機(jī)的換向。主控制器和換向器均由轉(zhuǎn)動(dòng)手柄操作，圖3?72畫出了QKT8-3型控制器手柄位置圖。a是主控制器手柄，也叫主軸手柄；b為換向器手柄，也叫可逆軸手柄，當(dāng)扳定開車方向后，手柄可以取下，以防他人誤操作，發(fā)生開反車現(xiàn)象。主控制器為凸輪式，由主軸和11對(duì)主觸點(diǎn)及其滅弧裝置組成。主觸點(diǎn)沿軸向分別裝在主軸一側(cè)的11塊絕緣板上，每個(gè)主觸點(diǎn)上部裝有電磁吹弧線圈和滅弧罩。主軸上裝有與主觸點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的絕緣凸輪，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)到凸出部分時(shí)，主觸點(diǎn)被頂開，轉(zhuǎn)到凹下處時(shí)，主觸點(diǎn)在彈簧作用下自動(dòng)閉合。這些凸輪的凸凹部分根據(jù)需要設(shè)計(jì)在不同位置上。當(dāng)司機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)主軸手柄a時(shí)，主觸點(diǎn)按設(shè)定的順序閉合與斷開，以達(dá)到控制的目的。主觸點(diǎn)閉合關(guān)系見表3?8，表中主控制器11對(duì)主觸點(diǎn)的編號(hào)為K1～K3、1～7。表中左列為主軸手柄的18個(gè)擋位，其中0位是電動(dòng)機(jī)斷電位置，1～5位是2臺(tái)電動(dòng)機(jī)串聯(lián)運(yùn)行位置，X1～X3擋是2臺(tái)電動(dòng)機(jī)由串聯(lián)到并聯(lián)的過渡位置，6～8位是2臺(tái)電動(dòng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行位置，“Ⅵ～Ⅰ”位是2臺(tái)電動(dòng)機(jī)動(dòng)力制動(dòng)運(yùn)行位置。表中×表示該觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)左列位置接通。(4)電阻器電阻器R1～R4用于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)時(shí)串在電動(dòng)機(jī)主回路中，起限流和分壓作用。它有線形和帶形兩種，均繞成螺旋管狀，其材料多系高阻鐵、鎳、鉻的合金。(5)直流串激電動(dòng)機(jī)直流串激電動(dòng)機(jī)M1、M2用于牽引礦用電機(jī)車。由于礦用電機(jī)車的工作條件比較惡劣，經(jīng)常受到機(jī)械震動(dòng)以及煤塵、潮氣和污垢的侵入，因此直流電動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上應(yīng)該是堅(jiān)固和封閉的。蓄電池式電機(jī)車的直流電動(dòng)機(jī)為隔爆型，冷卻方式多為自然冷卻式。直流電動(dòng)機(jī)有4個(gè)主磁極，只有2組電刷，這是為了檢修與維護(hù)工作的方便。由于電機(jī)車必須兩個(gè)方向行駛，所以電動(dòng)機(jī)應(yīng)能正、反向旋轉(zhuǎn)。2）照明回路照明回路由手動(dòng)照明開關(guān)SA、(內(nèi)裝6A的管型熔斷器FU)、限流電阻R及127V的60W照明燈組成。2.電機(jī)車的啟動(dòng)開車時(shí)，司機(jī)將主軸手柄由“O”位依次轉(zhuǎn)到最后“I”位，分別完成下列過程：(1)2臺(tái)電動(dòng)機(jī)串聯(lián)啟動(dòng)主軸手柄轉(zhuǎn)到“1”位時(shí)，由表3?8可知，主觸點(diǎn)L、1、K3、6閉合，串入電阻R1～R3，阻值共3.435Ω，且2臺(tái)電動(dòng)機(jī)串聯(lián)后接入電源，電流路徑為：架空線(+)－受電弓－自動(dòng)開關(guān)QF－主觸點(diǎn)(L)－1－R1－R2－R3－K3－10－S11－Ml－S12－C11－C12－12－6－Z－C22－C21－S22－M2－S21－地（圖3?71）。主軸手柄轉(zhuǎn)到“2”位時(shí)，又有觸點(diǎn)3閉合，短接R2，阻值降為2.061Ω，機(jī)車加速運(yùn)行。主軸手柄轉(zhuǎn)到“3”位時(shí)，又有觸點(diǎn)2閉合，短接R1，阻值降為1.374Ω，機(jī)車?yán)^續(xù)加速。主軸手柄轉(zhuǎn)到“4”位時(shí)，又有觸點(diǎn)4閉合、而觸點(diǎn)2斷開，短接R3而接入Rl，阻值降為0.687Ω，機(jī)車?yán)^續(xù)加速。主軸手柄轉(zhuǎn)到“5”位時(shí)，觸點(diǎn)2閉合，短接R1，至此電阻全部切除，2臺(tái)電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，各承受電源電壓的1/2，轉(zhuǎn)速為全速的1/2。礦用電機(jī)車動(dòng)力制動(dòng)示意圖圖?礦用電機(jī)車動(dòng)力制動(dòng)示意圖(a)電動(dòng)運(yùn)行方式；(b)動(dòng)力制動(dòng)運(yùn)行方式（二）電機(jī)車有觸點(diǎn)電控系統(tǒng)的維護(hù)檢修1.電氣設(shè)備的日常維護(hù)(1)直流牽引電動(dòng)機(jī)的維護(hù)牽引電動(dòng)機(jī)的軸承應(yīng)保持清潔；定期注油，保證有良好的潤滑，若過熱應(yīng)清洗換油。炭刷在刷握中沿其軸向滑動(dòng)自如，炭刷壓力應(yīng)保持31N～38N。炭刷與整流子接觸面應(yīng)光滑，磨損過度應(yīng)更換。炭刷連接線應(yīng)牢固，電氣連接線應(yīng)牢固。電動(dòng)機(jī)內(nèi)部油污、灰塵應(yīng)及時(shí)清理。整流子表面應(yīng)經(jīng)常保持光滑、清潔。片間云母槽內(nèi)應(yīng)無油污和炭粉。(2)控制器的維護(hù)控制器轉(zhuǎn)軸和閉鎖裝置應(yīng)靈活、正確、牢固可靠，否則應(yīng)及時(shí)調(diào)整、修理。消弧室應(yīng)完整，消弧線圈應(yīng)緊固，否則應(yīng)糾正和更換。觸點(diǎn)應(yīng)保持良好的電氣接觸及一定的接觸壓力(主觸點(diǎn)的壓力為16N～23N；換向器觸點(diǎn)壓力為20N—30N)。接觸面要光潔，燒傷應(yīng)修理或更換。導(dǎo)電帶或?qū)Ь€對(duì)地要有良好的絕緣，損傷的導(dǎo)電帶或?qū)Ь€要處理或更換。(3)電阻器的維護(hù)電阻器上的煤塵應(yīng)清除干凈，電阻片和導(dǎo)線的連接應(yīng)牢固。(4)受電弓的維護(hù)受電弓的滑板與接觸線之間壓力應(yīng)調(diào)整到45N～50N，滑板過度磨損要及時(shí)更換。(5)插銷連接器的維護(hù)插銷連接器應(yīng)定期清掃，插銷零件損壞要更換，插銷處的電纜密封應(yīng)完整無損。(6)蓄電池箱的維護(hù)蓄電池機(jī)車的蓄電池之間連接導(dǎo)線應(yīng)牢固，電池液不得存留在外殼及電池箱內(nèi)，否則會(huì)產(chǎn)生漏電，應(yīng)及時(shí)沖洗干凈。蓄電池機(jī)車暫不使用時(shí)，應(yīng)將蓄電池充足電后存放，再次使用應(yīng)充電后使用。電氣設(shè)備故障分析(1)控制器閉合后，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，也無火花聲?？赡苡邢铝性颍孩匐娫赐ｋ?。系統(tǒng)發(fā)生短路等故障，導(dǎo)致電源總開關(guān)自動(dòng)斷電；架線式電機(jī)車受電器軟連接導(dǎo)線脫落；蓄電池式電機(jī)車插銷連接器未接觸好；保險(xiǎn)絲熔斷；蓄電池連線燒斷，個(gè)別蓄電池電液漏盡。②換向器觸點(diǎn)燒壞，回路斷開。③主控制器觸點(diǎn)燒壞，回路斷開。④電阻器連接導(dǎo)線斷開。⑤電動(dòng)機(jī)炭刷被卡住，與整流片接觸不上。激磁繞組斷開或連接導(dǎo)線斷開。(2)控制器閉合后，電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，或雖轉(zhuǎn)動(dòng)但牽引力顯著下降；電火花聲亦比正常大。一般是主回路有接地故障，通常是電動(dòng)機(jī)或電阻器接地造成，嚴(yán)重時(shí)自動(dòng)開關(guān)脫扣。(3)速度增減不均勻?？赡苁强刂破髦信c電阻器連接切換的主觸點(diǎn)接觸不良造成。(4)在全速擋位，機(jī)車速度低。主要原因是控制器中全速擋的主觸點(diǎn)接觸不良造成。(5)電動(dòng)機(jī)常見故障①電機(jī)過熱。其原因有：牽引負(fù)載過重；較長時(shí)間處于啟動(dòng)階段；短期內(nèi)頻繁啟動(dòng)。②電樞繞組、磁極繞組短路。原因有：過電壓、過熱、金屬物受電磁或機(jī)械振動(dòng)等，使線圈繞組短路。③電樞繞組、磁極繞組開路。主要是整流片和線圈繞組間開路，多因焊接不良或炭刷壓力過大而引起過熱和整流火花過大而造成。④整流子接觸不良。整流火花大，炭刷跳動(dòng)，火花呈綠