韶山4改进型电力机车主辅电路分析

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 ）- I -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；论文韶 山 4 改 进 型 电 力 机 车 主 辅 电 路 分 析- II -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.31.2.1 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 空转与特性的关系.134.4 牵引电机励磁方式.135.主电路保护电路.14西 安 铁 路 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）- III -5.1 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。韶 山 4 改 进 型 电 力 机 车 主 辅 电 路 分 析- 2 -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 直流机械能电能西 安 铁 路 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ）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：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、防空转防滑、移相控制、功率放大、脉冲变压器等控制单元。韶 山 4 改 进 型 电 力 机 车 主 辅 电 路 分 析- 4 -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，但是其它性能（起动和恒功）较差