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1、韶山4改进型电力机车主辅电路分析学 生 姓 名： 学 号： 专 业 班 级： 指 导 教 师： 西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）摘 要本文给出了西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）的写作规范和排版格式要求。文中格式可作为编排论文的格式模板，供参考使用。摘要部分说明：“摘要”是摘要部分的标题，不可省略。标题“摘要”选用模板中的样式所定义的“标题1”，再居中；或者手动设置成字体：黑体，居中，字号：小三，1.5倍行距，段后11磅，段前为0。论文摘要是学位论文的缩影，文字要简练、明确。内容要包括目的、方法、结果和结论。单位制一律换算成国际标准计量单位制，除特别情况外，数字一律用阿拉伯数码。文中不允
2、许出现插图。重要的表格可以写入。论文摘要应有1000字左右。摘要正文选用模板中的样式所定义的“正文”，每段落首行缩进2个汉字；或者手动设置成每段落首行缩进2个汉字，字体：宋体，字号：小四，行距：多倍行距 1.25，间距：前段、后段均为0行，取消网格对齐选项。摘要正文后，列出3-5个关键词。“关键词：”是关键词部分的引导，不可省略。关键词请尽量用汉语主题词表等词表提供的规范词。关键词与摘要之间空一行。关键词词间用分号间隔，末尾不加标点，3-5个，黑体，小四，加粗。关键词：写作规范；排版格式；论文- I -目 录摘 要I引 言11. 绪论21.1电力机车能量传递过程21.2电力机车电路的分类31.
3、2.1主电路31.2.2辅助电路（有两类）31.2.3控制电路（有两类）32. 主电路设计考虑的内容42.1 牵引电机的联接与激磁方式42.1.1激磁方式42.1.2电机联接方式42.2 电力机车的供电方式52.3 整流线路52.4 调速方式62.5 电气制动63.交直型机车主电路发展简论73.1我国交直型机车主电路的发展过程73.2交直型电力机车主电路基本情况74.机车牵引负载电路94.1有级与无级调速机车的牵引持性94.2牵引电机的联接104.3电机的空转与滑行114.3.1牵引力的产生114.3.2粘着124.3.3粘着利用124.3.4轴重补偿124.3.5轴重补偿124.3.6空转与
4、特性的关系134.4牵引电机励磁方式135.主电路保护电路145.1 过电流保护电路145.2 接地保护155.3 过电压保护155.5其他保护166.1网侧高压电路186.2整流调压电路196.3牵引电路207.SS4改型电力机车辅助电路分析22结 论36致 谢37参 考 文 献38附录A 附录内容名称39- III -西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）引 言 铁道牵引电传动技术是牵引动力设备的核心技术，其发展目标一直是致力于改善机车牵引和电制动性能，提高运用可靠性和能源的有效利用率，减少对环境的影响，降低运营成本，更好地满足铁路运输市场的需求。自上世纪50年代末，我国第一台干线电力机车问
5、世至今，我国电力机车电传动技术随着电力电子和功率电力电子器件技术的发展和应用，经历了从第一代SS1型电力机车的低压侧调压开关调幅式的有级调压调速技术，到第二代的SS3调压开关分级与级间晶闸管相控平滑调压相结合的调压调速技术，再到第三代的SS4SS9电力机车的多段桥晶闸管相控无极平滑调压调速技术，知道全新一代的“和谐”型交流传动机车的跨越式发展历程。电传动技术与功率电力电子器件技术紧密相关，一代功率电力电子器件产生一代牵引设备。只有在GTO、IGBT等全控型大功率电力电子器件及先进的控制技术出现后，才真正确立了现代交流传动技术的优势。使机车电传动技术发生了根本变革，由直流传动向交流传动变革。我国
6、机车电传动技术已走过了50年的发展历程，取得了巨大的进步。铁路运输从速度和功率已被用到技术的极限的交流传动迈入速度更快、功率更高的交流传动的阶段。但这项技术的创新和开拓史永无止境的。它必将随着相关技术的发展而不断提高到更新的水平。1. 绪论韶山4改进型电力机车，代号SS4G。是在SS4、SS5和SS6型电力机车的基础上，吸收了8K机车一些先进技术设计的。机车由各自独立的又互相联系的两节车组成，每一节车均为一完整的系统。它电路采用三段不等分半控调压整流电路。采用转向架独立供电方式，且每台转向架有相应独立的相控式主整流器，可提高粘着利用。电制动采用加馈制动，每台车四台牵引电机主极绕组串联，由一台励
7、磁半桥式整流器供电。机车设有防空转防滑装置。每节车有两个B0- B0转向架，采用推挽式牵引方式，固定轴距较短，电机悬挂为抱轴式半悬挂，一系采用螺旋圆弹簧，二系为橡胶叠层簧。牵引力由牵引梁下部的斜杆直接传递到车体。空气制动机采用DK-1型制动机。机车功率持续6400kW，最大速度100km/h，车长215200mm，轴式2（B0-B0），电流制为单相工频交流。SS4改型电力机车全长约32m，总功率6400kW，最高速度100km/h，起动牵引力628kN。它由两节完全相同的4轴电力机车通过内重联环节连接组成，每节车为一个完整系统，可在其中任一节车的司机室对全车进行统一控制,每节车有一个司机室，两
8、节车通过中间走廊连通。两节车也可分开，作为一台四轴机车独立运用，SS4改机车具有外重联功能。机车主传动采用传统的交一直传动方式。1.1电力机车能量传递过程了从第一代电力电子器件技术的发展和应用一受电弓受电弓变压器变压器整流器整流器转向架牵引电机机车车辆27.5kv单相相接触网交流直流机械能电能1.2电力机车电路的分类机车电路：主电路、辅助电路和控制电路。1.2.1主电路功能：牵引和制动时，完成能量传递和转换；特点：大功率、高电压、大电流；主要包括：牵引变压器、整流器、牵引电机1.2.2辅助电路（有两类）交流辅助电路功能：给主电路的通风、冷却辅助电机等；特点：三相380V交流供电,功率较小；包括
9、：单三相变换器、通风电机、压缩电机等直流辅助电路功能：给电器控制、电子控制及照明、空调设备供电；特点：直流110V供电，有蓄电池作后备电源；包括：DC110V交直流变换电源、蓄电池、车灯、空调等。此外，用于客车牵引的机车上有DC600V直流电源供客车车厢内空调、采暖、照明及旅客信息服务系统供电。1.2.3控制电路（有两类）（1）电器控制功能：完成电路和气路的开关及逻辑互锁；特点：电动或气动的逻辑开关包括：继电器、电控阀、气动开关等。近年来生产机车上的逻辑联锁已由逻辑控制单元（LCU)完成。（2）电子控制功能：配合主辅助电路完成机车的控制；特点：弱电控制、控制复杂；包括：给定积分器、特性控制、防
10、空转防滑、移相控制、功率放大、脉冲变压器等控制单元。2. 主电路设计考虑的内容电力机车主电路设计主要考虑因素：满足机车牵引中的起动、调速和制动的基本要求；功率大、控制复杂、工作条件差，体积、重量受到限制；牵引性能的好坏、技术难易程度，维护费用及可靠性。更具体 来讲五个方面：牵引电机联接与激磁方式；牵引电机的供电方式；整流线路；调速方式；电气制动方式。2.1 牵引电机的联接与激磁方式交直流电力机车采用脉流牵引电机（直流电机）。2.1.1激磁方式串激 特点：起动力矩大、恒功性能好，有“牛马”特性，并联时负载分配较易均衡，但特性较软，防空转能力差；并激（他激） 特点：特性较硬，防空转性能好，但是其它
11、性能（起动和恒功）较差；复激部分绕组是与电枢串联，部分绕组为他激。特点：兼有串激和并激的优点，但电机结构和控制复杂。实际情况：机车多用串激电机、K/SS7机车采用了复激电机，没有采用并激的。说明：斩波地铁机车中，有采用它激电机，但其激磁电流控制是按电枢电流规律控制的。2.1.2电机联接方式串联特点：主电路开关电器少、简化主电路结构，电机负荷分配均匀，但防空转性能差；并联特点：防空转性能好，整车粘着利用充分，但主电路结构复杂；实际应用：普遍采用电机并联方式，只有8K机车采用电机串联。2.2 电力机车的供电方式（1）集中供电（车控）整台机车牵引电机由一套整流器供电。特点：变压器结构简单，集中冷却简
12、化了通风设备，但一台电机故障时，影响整车工作；（2）独立供电（轴控） 每一个牵引电机由一套独立的整流器供电。特点：机车的粘着利用好，一台电机故障时不影响其它电机的运行。但变压器、整流器及控制复杂。（3）部分集中（架控）同一转向架上的电机由一套整流器供电。特点：简化了电路和变流器结构，粘着利用较为充分，同时实现一定的冗余。实际应用：SS1、SS3机车采用集中供电；其它部分机车由部分集中供电，其中6K机车上有一个转向架上两台电机分别由两套不同的整流器供电；没有交直型车采用独立供电说明：随着电力电子技术的发展和高速重载的需求，新型的交直流机车开始采用轴控技术，这样整车的粘着利用充分，同时在一轴故障整
13、车的牵引力影响不大。2.3 整流线路50Hz单相交流整流，SS1采用二极管不控整流；其它机车多用半控桥整流且是二段桥、三段桥甚至四段桥图整流器的简化线路图 p平波电抗器，减小电流脉动，改善电机换相性能。f激磁绕组。f磁场分路电阻，减小磁场电流脉动。2.4 调速方式调速要求： 在不中断主电路的情况下，尽量使牵引力变化平滑，有尽可多的级位均匀分布在整个调速范围内。分两步：调压调速：在额定电压以下，改变电机电枢电压d实现电机调速；弱磁调速：在端压达到额定电压后，削弱磁场进步提高速度。A 调压调速：有触点调压：SS1、机车；有触点与相控结合调压：SS3；无触点相控调压：SS4、SS5、6K、8K等；
14、其中方式为有级调压，方式和为无级调压。B 弱磁调速：激磁绕组并电阻调速：SS1、SS3、SS4、SS6；相控弱磁，相控弱磁有两种不同的形式：6K、 SS7是复励电机，由他励绕组的相控电路励磁；8K、SS5是串励电机、由分路晶闸管弱磁；方式为有级、方式为无级由上可知： 有级调速分有级调压调速和有级弱磁调节速两种；无级调速也分为无级调压和无级弱磁两种。二者比较： 无级调速可实现牵引电流和牵引力的连续调节；有级调速在级间变换时有电流冲击和机械冲击。2.5 电气制动电力机车分为两类制动：机械制动：常备制动，低速时投入；电气制动：一般高速时投入效果好；电阻制动能耗电阻制动：稳定可靠，多用。SS1-SS4加馈电阻制动：在低速时可获大的制动力.SS8再生制动：向电网回馈能量，功率因数低，控制复杂。8K（台）、SS5、SS7。3.交直型机车主电路发展简论3.1我国交直型机车主电路的发展过程：有触点调压不控整流器SS1有触点与相控结合
