东风4系列内燃机车毕业设计模版本.doc

第一章绪论.21.1 第一节 东风4系列内燃机车21.1.1 一 东风4B型内燃机车21.1.2 交流内燃机车简要介绍31.1.3 交 - 直电力机车41.1.4 交 - 直电力机车主要工作原理41. C11.2 第二节 DF4型内燃机车工作原理及其主电路71.2.1 一、DF4内燃机车工作原理概述71.2.2 二、机车前进与后退的转换电路82. 第二章DF4内燃机车主电路102.1 第一节 电路图概述102.2 第二节 主电路112.2.1 一 同步牵引发电机向牵引电动机供电电路112.2.2 二 机车前进与后进电路122.3 第三节 DF4制动主电路132.3.1 一 基本原理及结构132.3.2 二 控制箱基本原理172.3.3 三 电阻制动的保护192.3.4 四 DF4机车恒功率励磁控制系统：21图2-6. DF4机车励磁系统原理图21各内燃机车简要介绍212.3.5 五 调速控制电路212.3.6 六、风速时间继电器（FSJ）不吸合。302.3.7 七、预备中继（YZJ）不吸合332.3.8 八、磁场削弱的控制分析333. 第三章 接地保护电路393.1 第一节接地保护的原理393.2 第二节 接地保护电路的改进403.2.1 （一）、接地保护电路分析403.2.2 （二）、接地保护电路的改进413.2.3 （三）、牵引电动机漏泄电流超限故障分析及防止措施444. 总结485. 致 谢506. 参考文献: 内燃机车电传动 、东风4内燃机车结构原理 、内燃机车总体、 东风4内燃机车电路解析和故障处理521.1 第一节 东风4系列内燃机车1.1.1 一 东风4B型内燃机车 东风4B型内燃机车是东风4型内燃机车换型机车，装车功率2243kw(3300马力)，分为货运和客运，区别为传动比不同。货运63/14=4.5客运71/21=3.38牵引主发电机：TQFF-3000牵引电动机： ZQDR-410 (91年后改为ZD109)辅助发电机： ZQF-80励磁机： GQL-451. 东风4C型内燃机车 东风4c型内燃机车是东风4B型内燃机车改进型机车，装车功率2650kw(3600马力) ，分为货运和客运，区别为传动比不同。货运63/14=4.5客运71/21=3.38货运(大连厂)牵引主发电机：TQFF-3000B牵引电动机： ZD109辅助发电机： ZQF-80励磁机： GQL-45客运（资阳厂）牵引主发电机：TQFF-3000E牵引电动机： ZD106辅助发电机： ZQF-80励磁机： GQL-452. 东风4D型内燃机车i东风4D型内燃机车装车功率2940kw(4000马力) ，分为货运和客运，区别为传动比不同。货运63/14=4.5客运68/12=2.833牵引主发电机：TQFF-3000E牵引电动机： ZD109B辅助发电机： ZQF-80励磁机： GQL-45ii东风4DF型客运内燃机车 装车功率2940kw(4000马力) ，牵引主发电机为JF210 主副发电机。主发电机参数和TQFR-3000E相同，同轴增加副发电机绕组，功率为350kw,向牵引的客车列车供电，用作空调，采暖和照明等装置的电源。其它和东风4D型内燃机车相同。 iii东风4D型准高速客运内燃机车装车功率2940kw(4000马力) ，传动比76/29=2.62牵引主发电机：TQFF-3000E牵引电动机： ZD106DL辅助发电机： ZQF-80励磁机： GQL-45 iiii东风4E型内燃机车(四方厂)装车功率2650kw(3600马力) 牵引主发电机：TQFF-3000B牵引电动机： ZD109A辅助发电机： ZQF-80励磁机： GQL-45二 电传动部分工作原理柴油机同步主发电机整流柜逆变器异步牵引电动机辅助系统和励磁系统与交 直流传动内燃机车基本相同。1.1.2 交流内燃机车简要介绍a. NJ1调车内燃机车装车功率1320kw(1800马力) 牵引主发电机：JF208S牵引电动机： JD108辅助发电机: JQF409通风机电机JD307A;大风扇电机JD359Ab. 东风4DJ型内燃机车装车功率2510kw(3400马力) 牵引主发电机：JF216牵引电动机： ITB2630c. 4260kw内燃机车装车功率4260kw(5800马力) 牵引主发电机：JF220牵引电动机：辅助发电机: JQF409C通风机电机JD342;大风扇电机JD346电力机车 电力牵引的优越性a. 电力机车功率大，适宜于高速重载。内燃机车直流单轴功率PN=630 kW，交流单轴PN=630 kW。电力机车直流单轴功率PN=1000kW（比内燃大59%），交流单轴功 率PN=1200kW（比内燃大90%）。b. 电力机车效率高内燃机车效率为25%。电力机车：火电为35%，水电为60%。c. 电力机车过载能力强内燃机车的能源来自柴油机，机车的功率却决于柴油机装车功率，不能过载。电力机车能源来自电网，不受功率的限制，过载能力大1.1.3 交 - 直电力机车1.1.4 交 - 直电力机车主要工作原理 如下为SS4B电力机车的主电路Ax2a2D12D11A12A111M11L14R15R16R70Vx1b1a125kV、50Hz 图1-1图中代号名称：1AP受电弓；4QF主断路器；AX主变压器高压绕组；a2x2主变压器牵引绕组UN=695.4V；b1x1、a1x1主变压器牵引绕组a1x1= b1x1=347.7V；70V主变流装置；11L，21L平波电抗器；1M、2M牵引电动机ZD114；14R、24R固定分路电阻；15R、16R、25R、26R磁场削弱电阻98 4651. C或L71110图1-2电力机车交流传动的系统结构1.2 第二节 DF4型内燃机车工作原理及其主电路1.2.1 一、DF4内燃机车工作原理概述机车是一种交通工具，我们熟知的交通工具有汽车、飞机、轮船、火车。了解机车的特点：一维运动，自动导向，运量大、快速、安全可靠、环境污染小、全天候、最经济。机车的发展粗略的可以分为3个阶段，蒸汽机车、内燃机车、电力机车。 内燃机车的原动力是柴油机。同步主发电机F的转子轴端通过弹性连轴器与柴油机相联，主发电机轴通过万向联轴节经变速箱增速后带动启动发电机QF、励磁机L、测速发电机CF等运转。同步主发电机产生的三相交流电经牵引整流柜1ZL三相桥式全波整流后，输送给给六台牵引电动机，再由牵引电动机通过传动齿轮驱动车轮旋转，使机车运行。从牵引整流柜到牵引电动机之间，电路的通断由六台主接触器1C6C分别控制。电气线路主电路电气线路图是表示电气系统内，电机、电器、电表、电路等各元件之间电气机械相互联系、作用原理、动作程序的图形，是对电气系统进行操纵、控制、配线和维修的依据。机车的主电路就是机车能量传递并产生牵引力或电阻制动力的主要电路。牵引时，牵引发电机（主发）将柴油机的机械能转换为电能，并将此电能传递给牵引电动机，然后由牵引电动机再转换为驱动机车运行的机械能。电阻制动时，牵引电动机改接为他励发电机。将机车的动能转化成电能，并最终使其在制动电阻上以热能的形式逸散。东风4D型内燃机车为交直流电力传动，主电路由三相同步交流发电机F(1E16)、主整流柜1ZL、牵引电动机1D6D、方向转换开关l2HKf、牵引制动转换开关12HKg、电空接触器1C6C、磁场削弱组合接触器12XC、制动电阻1RZ6RZ及主电路的保护及测量装置等组成。一、同步主发电机向牵引电动机供电电路 同步主发电机F，发出三相交流电，由其端子U、V、W分别沿076、086、096(乘6表示此号导线，由规格相同的六根同号导线组成)导线，送至三相桥式整流装置1ZL，由IZL的正端输出，经1015号导线，送至电空接触器16C主触头，供给六台牵引电动机16D。以第一台牵引电动机1D为例，机车牵引工况，其电路为： 1ZL(+)101C11FL401D341HKg1HKf281D221HKf1HKg211ZL()其余五台牵引电动机工作电路与第一台电机工作电路相似，在此从略。 1.2.2 二、机车前进与后退的转换电路机车前进与后退的转换，实际上是牵引电动机旋转方向的改变，而改变牵引电动机旋转方向的方法有二：其一，改变牵引电动机电枢两端电压的方向；其二，改变牵引电动机励磁电流的方向。可以看出，东风4D型内燃机车用改变牵引电动机励磁绕组电流方向的方法，使牵引电动机实现正转或反转，从而实现机车的前进或后退。 (一) 前进工况 司机控制器SK的方向工况手柄置于“前进牵引”位，转换开关1HKf、2HKf、1HKg、2HKg及牵引电动机1D励磁绕组电流及电枢电流图，如图1中实线所示。电流流径的电路为： 1ZL(+) 101C11FL401D341HKg 1HKf 281D(C1)1D(C2) 22 1HKf 1HKg 21 1ZL() (二)后退工况 司机控制器SK的方向工况手柄转换为“后牵”位时，方向转换开关1HKf、2HKf各主、辅触头闭合状态均发生变化，即常开的转为闭合；常闭的转为断开，电流的走行路径图见图一中的虚线。电流具体流向是： 1ZL(+)101C11FL401D 341HKg IHKf 22 lD(C2) 1D(C1) 28 1HKf 1HKg 21 1ZL()机车在电阻制动工况，两个转换开关12HKg将牵引电动机改接成他励直流发电机工况，6台牵引电动机的励磁绕组被串联在一起，由同步主发电机F经牵引整流柜1ZL、制动电空接触器ZC供给励磁，电机转子通过传动齿轮由轮对驱动，将列车运行动能转化成电能，并分别输往制动电阻16RZ，转化为热量再由风机将热量散到大气中，从而实现电阻制动。机车从牵引工况转入电阻制动工况，主电路的转换是由1HKg和2HKg转换开关来实现的。牵引电动机1D6D从串励电动机改为他励发电机，电阻制动接触器ZC闭合后，将1D6D的励磁绕组串接起来由同步主发电机F经整流后供电。当牵引电动机1D6D转为他励发电机工作时，将机车的动能和势能转变为电能，消耗在制动电阻带1RZ6RZ上。此时，1D6D处于发工况在电枢轴上产生的与机车运行方向相反的电磁转矩作用于机车轮对上，产生制动力，对列车施行电阻制动。为使机车在低速时有较大制动力，采用了制动扩展的方法。扩展的功能是通过励磁调节器LTQ检测到牵引电动机转速(即机车速度)等信号后，自动操作扩展接触器16RZC通断，使制动电阻值降低，增加机车低速制动力和制动功率。电阻制动的恒制动电流以及恒励磁电流的控制，也是通过励磁调节器LTQ自动控制的。 东风4D型内燃机车电阻制动工况，牵引电动机1D6D转为他励发电机，以主电路第1位电机为例，非扩展情况下，制动电流电路为： 1D(H2)341HKg461RZ521C11FL401D(S1) 扩展情况下，制动电流电路为： 1D(H2)341HKg721RZC711RZ521C11FL401D(S1) 牵引电动机16D转为他励发电机后，其励磁由同步主发电机F提供。同步主发电机F发出三相交流电，经牵引整流柜1ZL整流后，由1ZL正端输出经15号线至主接触器1C，经125号线至2HKg，经2HKf,27号线至牵引电动机6D的C1，经励磁绕阻至C2，经33号线至2HKf,经无线号铜排(17C、17E)至牵引电动机5D电路的2HKg，经2HKf、26号线至5D的C1经励磁绕组至C2、经32号线、2HKf,无线号铜排(16C、16E)至4D励磁绕组，经132号线，串接至3D支路的1HKg，经1HKf,24号线至3D的C2、经3D励磁绕阻至C1，经30号导线至1HKf，经无线号铜排(14C、14E)，串接牵引电动机2D的励磁绕阻。同理，经无号铜排串接牵引电动机1D在励磁绕组，经28号线至1HKf,经199号线与电阻制动接触器ZC相联，再经112号接至3D电机支路的1HKg，最后经19号线至牵引整流柜1ZL的负端。 由同步主发电机F，经牵引速流柜1ZL，向六台串联的牵引电动机励磁绕组供电的具体电路是：F07X6、08X6、09X61ZL(+)15、1252HKg2HKf276D(C1C2)332HKf2HKg2HKf265D(C1C2)322HKf2HKR2HKf254D(C1C2)312HKf132IHKg1HKf243D(C2C1)301HKf1HKg1HKf232D(C2C1)291HKf1HKgIHKf221D(C2C1)281HKf199 ZC112、191ZL()电阻制动工况，同步主发电机F的输出功率较牵引工况低，主要是同步主发电机F的励磁电路发生了变化，在励磁机L的励磁电路中，增加了电阻制动调整电阻Rzt，且整个励磁过程，由励磁调节器LTQ综合调控。2. 第二章DF4内燃机车主电路2.1 第一节 电路图概述 东风4B型内燃机车电路图的绘制采用“原理配线图，在读图前，应注意下列几点： 一、图中所绘的机车方向开关HKf处于前进工况位，有关前进工况的触指在闭合位，而后进工况触指是断开的。 二、机车卫况开关HKg处于牵引工况位，有关牵引工况的触指是闭合的，而电阻制动工况的触指是断开的。 三、图中所示各电机、电器、仪表、开关等均处于无电状态或未受外力作用的状态。因此各继电器、接触器的常闭触指（反联锁）是闭合的，常开触指（正联锁）是断开的。 四、电路中的接线可分为高压线、低压线和照明线，其线号分配如下：（一）高压线号：1244；（二）低压线号：245999；14611475；99809990；（三）照明线号：10001460；14761999；（四）控制、辅助回路负线号：20012999；854856；五：线路图中设有好多接线柱，其分配如下：（一）高压回路:X1/1 12;(二）低压回路： X2/119； X3/1 90； X5/8 20; X6/20 25;（三）辅助回路： X4/110； X4/14. 15；（四）控制回路正电源：X5/1 4;（五）控制回路负电源：X8/14 20;（六）照明回路正电源：X5/5 6; X6/1 -7; X4/1113;X2/20;（七）轴助同路负电源：x 8/15：（八）轴助网路负电源：X8/712;（九）24V低压电源：X7/1（十）励磁回路： X7/57; X7/11.12;（十一）预热锅炉回路：X55/1 15;（十二）动力室接线盒：X50/120; (十三) 司机室操纵台接线柱分配：A端操纵台内： B端操作台内：1：控制电路电源：XI412； X2412 。2：控制电路负线：X1516.17; X25/16.17。3：照明电路电源：X171; X271。4：照明电路负线：X15/822; X25/1822。5：操纵台照明： X11;X12; X21;X22。6：操作台间联线：X19; X29。 六、有关电路图的文字符号说明及标注方法 （一）图中所示连线的线号标注该线的下方，竖线线号右转90度后标注在该线下方。 （二）接线柱的标注为：先把接线柱成排安装，再按排编号，用符号“X加数字代表某排，标注在该接线柱的上方或左侧。接线柱用符号“表示。 （三）电路去向标注：为了方便查阅电路：在电路图的外框上采用纵横坐标用数字表示，纵坐标用大写字母表示，去向的标注为纵横坐标的交叉点。如（2B34）表示在第五张纵坐标“G“横坐标”79“的交叉点处。2.2 第二节 主电路 主回路是指同步牵引发电机F和牵引电动机ID6D之间的电气回路。为叙述简便，本章仅以机车牵引工况时的工作情况为例。 机车牵引工况时，柴油机发出的机械能转换为同步牵引发电机的电能，经三相桥式整流柜lzl变为脉动直流电向六台牵引电动机供电。在牵引电动机中又将牵引发电机的能转换成机械能驱动机车动轮转动，牵引列车运行。 2.2.1 一 同步牵引发电机向牵引电动机供电电路 同步牵引发电机F (IE 16)的三相定子绕组通过076、086、096（图中线号乘以6表示该导线由六根规格相同的扭线组成）号大线将三相交流电输送给三相桥式整流柜IZL (ID17、I E 17)的正端分别沿i1015号导线接到牵引主接触器IC6C。当IC6C闭合时，牵引电动机1D6D得电。现以1D电机为例说明其电路：错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。_1HKf 1HKf _1HKg错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。其余各牵引电机的电路ID相同。2.2.2 二 机车前进与后进电路 牵引电动机是直流串励电动机，其转向的改变是通过方向转换开关IHKf、2HKf的转 换改变串励绕组中的励磁电流方向，而保持电枢电流方向不变，使牵引电动机改变转向，从而达到机车的换向，其电路为：一：机车前进方向运行时，换向手柄置于“前进牵引位”后，提主手柄至1位，此时，离进电空阀1HKf、2HKf线圈同时得电，使转换开关转至前进位，构成机车前进工况电路（以2D也机为例）:错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 2G 错误！未找到引用源。 _ 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。HKg _ 1HKf1HKf _1HKg错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。二：机车后后进运行时，换向手柄置于“后进牵引位”后，提主手柄至I位，此时，后 进电控阀1HKf 、2 HK同时得电，转换开关转到后进位，构成机车后进工况电路（仍以2D电机为例）：错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 2C错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。HKg _ 1HKf1HKf _1HKg错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 从上述两个电路中可以看出：机车前进工况或后进工况时，整个电路中改变的只是电机串励绕组的电流方向。前进工况时，电流从29号大线以一错误！未找到引用源。一错误！未找到引用源。号大线。而后进工况时，电流从23号大线一错误！未找到引用源。-错误！未找到引用源。-29号大线。由直流电机原理可知，当电枢电流方向不变时，电机的转向会发生改变，从而达到了机车换向的目的。2.3 第三节 DF4制动主电路内燃机车在电阻制动工况时, 靠列车的巨大惯性力, 由动轮带动牵引电动机运转, 根据直流电机的可逆原理, 此时的牵引电动机按发电机工况运转, 它将列车的动能变为电能, 再通过制动电阻, 将电能转换成热能, 散逸到大气当中。此时, 在牵引电动机轴上产生与机车运行方向相反的转矩, 从而产生制动力, 使整个列车制动。2.3.1 一 基本原理及结构对于东风型机车在电阻制动时的极限参数要求是:最大励磁电流IL 。= 7 4 0 A ;最大制动电流I: 。二65 OA。因受牵引电动机换向条件的限制, 要采取高速限流, 高速限流线是从车速为5 0 k m / h制动电流65 OA 开始, 到车速为8 0k m / h 时, 制动电流降到4 50A 。图1是东风 型机车两级电阻制动主电路原理图。由图1 看到: 在电阻制动工况, 牵引电动机处在他激发电机状态下工作, 由电阻制动控制箱控制励磁机的励磁, 从而控制主发电机的励磁, 主发电机发出的三相交流电, 经整流柜整流后, 通过制动励磁接触器向串接起来的6台牵引电动机的励磁绕组供电, 从而使牵引电动机发出的电能通过主接触器分别送到6 组制动电阻上消耗掉。6 组制动电阻分为两箱安装, 每箱3 组, 分别供给3 台牵引电动机施行电阻制动之用。每箱电阻由一台通风机实行强迫通风冷却。在第2 组和第5 组制动电阻上各有一个抽头引出端,通风机电机由该抽头引出端供电, 这样不仅节省了为驱动风机所需的能量, 而且使通风机的工作状态恰与电阻的冷却要求相适应。即制动电流越大, 风机电机电压越高, 风机转速越高, 风量越大, 排热能力越强; 反之, 制动电流越小, 不需要太多的冷却风量时, 通风机电机电压越低, 凤量也越小。电传动内燃机车的制动特性可用下式来描述: (1)或B=(kN)B-机车制动力 ;V-机车动力 ；Rz-制动回路总电阻 ；-牵引电机每级磁通 ；Iz-制动电流 ；Dl-机车轮径 ；-牵引电动机传动比 ；-传动效率 ；N-牵引电动机台数 ；Ce-电势常数 ；Cm-转矩常数 ；由式(l) 知: 当磁通恒定时, 制动力与机车速度成正比, 显然, 制动特性B 二f (v )是一条通过坐标原点的直线。不同的磁通值对应着不同斜率的直线, 制动特性如图2 所示。由式(2) 知: 当制动电流恒定时, 制动力与机车速度成反比, 制动特性B 二f (v) 是一条双曲线不同的制动电流值对应着不同的双曲线, 制动特性如图2 所示。由式(l) 知: 当磁通恒定时, 制动力与机车速度成正比, 显然, 制动特性B 二f (v )是一条通过坐标原点的直线。不同的磁通值对应着不同斜率的直线, 制动特性如图2 所示。由式(2) 知: 当制动电流恒定时, 制动力与机车速度成反比, 制动特性B 二f (v) 是一条双曲线不同的制动电流值对应着不同的双曲线, 制动特性如图2 所示。由式(4) 知: 为了得到尽可能大的制动力, 在机车速度较低时, 应使励磁电流保持最大值, 以使电机磁通保持最大, 这时的制动电流随机车速度线性增长; 当机车速度达到某一数值时, 制动电流上升到允许的最大值, 此时应保持制动电流不变, 而励磁电流随机车速度的增加而降低, 此时制动力与机车速度成反比。为提高机车在低速运行时的制动力, 以适应自动闭塞区段的运行要求, 在机车上采用了两级电阻制动, 即当机车速度降到2 3 km / h左右时, 通过二级制动接触器IR ZC 6RZC (如图l) 主触头的自动闭合, 将制动电阻短路一部分(0.59 ) 而实现制动功率的扩展。此时,制动电流增加, 出现了第二段(Rz=0.5 )励磁电流和制动电流的恒流过程, 励磁电流、制动电流及制动力与机车速度的关系如图3 所示。图3 (c ) 中制动力与机车速度的关系是在不考虑电机磁路饱和及电枢反应影响的情况下得出的。这样, 制动力在低速区再次达到了最大值, 图中阴影部分即为采用二级制动后所增加的制动力。机车进入二级制动状态后, 操纵台上“二级制动” 信号灯亮, 同时, 控制箱面板上指示二级制动的发光二极管L ED 亮。2.3.2 二 控制箱基本原理图4 是东风4 型机车所采用的电阻制动控制箱方框图。电阻制功控制箱在线路中的作用原理如下: 将机车换向手柄打在“ 制动位” , 此时, 辅助电源110 V 经牵引一制动转换开关1H k g 的联锁触点送入控制箱, 经过自动开关z K , 运行-故障开关G K , 到达电抗器DK , 然后一路送到逆变器, 将直流110 V 电压逆变成高频方波电压, 再经变压器隔离降压、整流、稳压, 得到士15V、+ 24V 直流电压, 以供给控制电路和电流传感器使用; 另一路经过限流电阻送到斩波输出管(T 户作为励磁机励磁绕组的斩波电源。柴油机转速传感器即柴油机测速发电机的输出电压被用作电阻制动时的制动力给定信号。柴油机测速发电机输出的三相交流电压经整流后送到给定放大环节, 该环节将柴油机转速信号进行分压、整定并加以放大, 使得在电阻制动工况柴油机转速最大时, 给定放大环节的输出电压为十IOV , 然后再送到给定积分环节。给定积分器的传输特性是当输入电压阶跃变化时, 其输出电压是逐渐增长的, 并且其极性和终了值与输入一样。采用这样的给定积分环节就可以避免使送到励磁电流调节器(LT ) 和制动电流调节器(Z T ) 的给定电压突然增大, 从而避免制动力的冲击。给定积分器输出的正电压作为励磁电流和制动电流的给定信号分别送到励磁电流调节器和制动电流调节器, 与来自电流传感器的负极性电流反馈信号进行比较, 调节器输出的负极性电压通过“ 或门” 选出其绝对值较小者作为斩波控制电压送到斩波振荡环节。加在斩波振荡器输入端的电压有正极性的锯齿波电压和负极性的斩波控制电压, 两个电压进行叠加。每当两个电压相交时, 振荡器即发生一次翻转。这样, 在斩波振荡器的输出端就得到一列方波电压, 该方波电压的频率与锯齿波的频率一样, 而方波正负半波的宽度之比则取决于斩波控制电压的数值, 斩波控制电压的绝对值越大, T 7 导通角越大, 励磁电流越大。方波电压经整形电路整形, 提高其前后沿的陡度后加在斩波输出管的基极, 用以控制斩波输出管的导通与截止, 在斩波输出管的集电极回路中串接有励磁机的励磁绕组, 当斩波输出管的导通宽度加大, 截止宽度减小时, 励磁机的平均励磁电流I: L P 增大。反之, 励磁机的IL LP 则减小。机车速度传感器输出的三相交流电压经整流、滤波后作为机车电阻制动时的速度给定信号, 一路送到两级制动转换环节, 以便实现两级电制动的自动转换; 另一路送到电流限制环节, 用以限制机车高速运行时的制动电流值, 使之不超过牵引电动机的换向限制线。限流环节和给定积分器的输出电压经过“或门” 选出其中较小的作为制动电流调节器的给定电压。当柴油机在850r/ min 以上且车速低于5Okm/h 时, 限流环节的输出电压高于给定积分器的输出电压, 这时, 给定积分器的输出电压作为制动电流调节器的给定电压。当车速高于50 km/h 以后, 限流环节的输出电压低于给定积分器的输出电压, 这时, 制动电流调节器的给定电压改为由限流环节的输出电压决定, 并且车速越高, 其给定越低。这样就将制动电流按牵引电动机的换向限制线的要求予6 个霍尔元件制成的电流传感器, 用以同时测出6 台牵引电动机的制动电流, 并取其中的最大值作为制动电流反馈信号。采用这样的反馈方式后将更加安全可靠。如由于某种故障原因使某一台牵引电动机电流过大, 则该电机的电流信号将被用作为反馈信号, 控制系统将抑制该电机电流, 使之不超过最大制动电流允许值,从而可以避免故障状态的进一步扩大。当斩波输出管击穿或满导通时, 故障检测电路有电, 继电器了。得电, 了: 失电, 切断励磁机励磁绕组的通电回路, 同时, 故障显示灯LED 亮。当控制手柄在“ 0 ” 位和“ 1 ” 位时, 继电器J得电, 其常闭触点断开, 切断给定信号的通路, 将电阻制动切除。电阻制动控制箱由逆变板、电源板、转换板、调节板和斩波板等5 块插件板组成。2.3.3 三 电阻制动的保护1. 过流保护电阻制动时, 如因某种原因引起制动电流过大并超过规定的制动电流过流整定值时, 接在第5 位电动机制动电阻抽头上的制动过流继电器z L J 动作, 切断控制箱电源, 使牵引电动机丧失励磁电流从而达到过流保护的目的。制动过流继电器是带自锁机构的继电器, 其动作后, 必须将柴油机手柄回零后, 才允许手动解锁。2 . 失风保护电阻制动时, 如制动电阻风机电机损坏或因某种原因引起两台通风机电流相差较大时,失风保护继电器FS了动作, 延时5s 钟后, 使励磁接触器L C 失电, 牵引电动机失去励磁电流,停止电阻制动。失风保护继电器动作后, 柴油机手柄回零, 即可自动解锁。3. 电空联锁如果机车在电阻制动的同时, 再施加空气制动, 则两种制动同时作用于机车轮对, 有可能造成轮对抱死、滑行, 使轮箍擦伤。为防止出现这种情况, 加设了电空联锁装置。其作用是: 在使用“ 自动制动阀” (大闸) 时, 机车闸缸压力为零, 而车辆可照常制动; 当使用“ 单独制动阀” (小闸)时, 其作用性能不受影响, 但应注意不使机车闸缸压力超过150kPa(1.5kgf/cm2 ) 。4. 故障运行电路机车在运行中, 当电阻制动控制箱发生故障时, 应将司机控制器控制手柄退回“ O” 位,并将控制箱上的“ 运转一故障” 开关转到“ 故障” 位, 电阻制动控制箱即被切除, 机车转到故障工况的电阻制动线路上运行, 如图5 所示。由图5 可看出, 测速发电机C F 的励磁绕组由车上1 1 0 V 辅助电源供电, 然后C F通过R L , 、R Z L 、D Z 给励磁机励磁, 从而控制主发电机的励磁。主发电机发出的三相交流电, 经整流柜整流后, 供给牵引电动机的励磁, 使牵引电动机在他激发电机状态下工作, 即实现了机车电阻制动。在此必须说明的是: 故障工况的电阻制动施行时, 只有一级制动, 没有高速限流的性能, 能耗记录装置电度也不显示机车电阻制动过程中所消耗的电能。另外, 为了在机车静止且不上水阻试验台的情况下检验机车的牵引功率, 在机车上还加装了自负荷装置。 2.3.4 四 DF4机车恒功率励磁控制系统：UT1T2110VDCCFGQL-452ZLTQFR-3000励磁整流柜RgtL3L4L1L2VW测速发电机 图2-6. DF4机车励磁系统原理图 测速发电机CF由柴油机带动，是同步主发电机的励磁电流随着主手柄档位的上升而自动加大，与柴油机功率自动配合，保证同步主发电机恒功率运行。各内燃机车简要介绍1. 东风4系列内燃机车 东风4B型内燃机车是东风4型内燃机车换型机车，装车功率2243kw(3300马力)，分为货运和客运，区别为传动比不同。货运63/14=4.5客运71/21=3.38牵引主发电机：TQFF-3000牵引电动机： ZQDR-410 (91年后改为ZD109)辅助发电机： ZQF-80励磁机： GQL-452.3.5 五 调速控制电路调速控制电路是实现机车的向前、向后、牵引、制动和速度调节的主令电路。主要包括以下几个方面：机车的运行方向、工况控制，线路接触器控制，励磁接触器控制，风速时间继电器控制，预备中间继电器控制，磁场削弱接触器控制和转向架隔离控制。一、闭合1(2)DSK后，“手柄零位”灯不亮零位中继(LWZJ)是调速控制电路的“总开关”，是确保主断路器无负载合闸和两位置转换开关无负载转换的控制环节。一旦主断路器合上或两位置转换开关转到指定位置后，LWZJ就完成其任务，不再起控制作用。因此SS3B型机车调速控制电路的源头在于对LWZJ的控制。1电路分析230#3ZK233#1(2)DSK#301#1SKT“0”位2001#1FSKT“0”、“取”位2002#2SKT“0”位2003#2FSKT“0”、“取”位2004#LC反2011#6XC反2012#5XC反2013#4XC反2014#3XC反2015#2XC反2016#1XC反2017#LWZJ。由电路可以看出，LWZJ得电吸合，需满足以下条件：3ZK闭合；电钥匙1(2)DSK闭合；各调速手柄在零位、各主接触器（含励磁接触器）在断开位。LWZJ得电吸合后，其正联锁接通主断合闸电路、方向、工况转换电路和显示屏手柄零位的显示电路。同时手柄零位信号经2004#线送入电子柜，封锁触发脉冲。2故障原因3ZK断路；1DSK或2DSK断路；某一调速手柄未回零位或司机控制器插头脱落、LC、16XC未断开或联锁断路、LWZJ线圈烧损；断路，显示屏无显示；显示屏“手柄零位”灯坏。3判断A.SKX置“前”或“后”位，听有无两位置转换开关的转换声，有转换声故障为、。按压试验按钮SYK，显示屏“手柄零位”灯亮，故障为；按压试验按钮SYK，显示屏“手柄零位”灯不亮，故障为。无两位置转换开关的转换声，故障为、。B.换端试验，显示屏“手柄零位”灯亮，故障为；反之故障为、。C.SKT710级，SKX置磁场削弱位，听有无磁场削弱接触器的吸合声，有吸合声故障为。无吸合声故障为。4处理故障，可恢复3ZK或用导线短接3ZK上的230#233#。故障，可闭合非操纵端电钥匙维持运行。故障，采取点动LWZJ的方法维持运行，有时间再查找具体故障地点。当需要合闸或换向操作时，将LWZJ按下，听主断合闸或两位置开关转换后，即可松开LWZJ。注意：切不可塞住LWZJ。因为在向电子柜输入“准备完”的控制信号中，设有联锁，此联锁断路后，电子柜无控制电路“准备完”信号，电子柜封锁，机车无流无压。故障、，可不处理，维持运行。二、两位置转换开关故障分析SS3B机车、端高压柜内，各设一台方向和工况换向器，实现机车向前、向后方向控制和牵引、制动工况控制，在端高压柜内的方向、工况换向器称为1WH，端高压柜内的方向、工况换向器称为2WH。方向换向器设有前、后两个位置，用于改变牵引电机励磁绕组的电流方向，从而实现机车的向前或向后，方向换向器1WH、2WH分别控制三台牵引电机；工况换向器设牵引、制动两个位置，牵引时，转向架独立控制，每台牵引电机的电枢绕组与励磁绕组串联，6台牵引电机形成并联支路。制动时转向架集中控制，将6台牵引电机的励磁绕组串联，由励磁桥提供励磁电流；同时每台牵引电机电枢绕组与制动电阻串联后，经半控大桥的续流二极管形成并联支路，从而实现电阻制动和低速时的加馈电阻制动。为确保换向器的转换符合规定的逻辑要求，每台换向器下有一凸轮轴，带动一个微动开关，在换向器转换时，使微动开关接通或断开不同的电路，达到识别换向器位置的目的。方向换向器设前、后位置确认电联锁，表示位WHq或WHh。工况换向器设牵引、制动位置确认电联锁，表示为Whqy、WHz。如电路中的1WHq、2WHh，指端高压柜的方向换向器向前，端高压柜的方向换向器向后时，位置确认电联锁处于接通状态，符合规定的控制关系，接通相应的控制电路。各换向器接受司机换向手柄的指令，在LWZJ的控制下，相应的电空阀得电吸合，压缩空气进入传动风缸，从而换向器转到不同的位置。由于SS3B型机车有加馈制动特性，要求制动时电枢绕组的电流方向与牵引时电流方向应一致，可采用如下两种方法：一是改变电枢绕组的电流方向；二是通过改变励磁绕组的电流方向。SS3B型机车采用改变励磁绕组的电流方向，保证制动电流的方向与牵引时一致。工况换向器由前牵引转向制动位时，方向换向器停在前位，牵引电机励磁电路不发生改变，工况换向器将6台牵引电机励磁绕组串联，由励磁桥提供励磁电流，励磁电流的方向与牵引时反向，从而保证电枢绕组电流方向不变，因而SS3B型机车只允许在前位使用电阻制动。SS3B型机车6台牵引电动机斜对称地安装两台转向架上，这样的设备布置既可减少轴重转移，又便于两台转向架互换。为使两个转向架牵引电机的运行方向一致，就必须是前后架电机的励磁电流方向相反，就是1WH向前时，2WH向后，2WH向前时，1WH向后。对机车两位置转换开关的控制，首先是机车运行方向选择，即对方向换向器进行控制，在方向选择正确后，方可对机车的工况进行选择，即对工况换向器进行控制。1电路分析 ：两位置转换开关控制电路如图：SKX前位（SKX后位）230#3ZK233#1(2)DSK301#SKX前（SKX后）304#LWZJ正344#1WHq、2WHh电空阀。图2-7使端高压柜的方向换向器向前，端高压柜的方向换向器向后，首先完成机车的方向选择，方向换向器下的辅助联锁接通相应电路，再进行工况选择。电路如下：304#1WHq321#2WHh323#LWZJ正1Whqy、2Whqy电空阀。SKX后位（SKX前位）230#3ZK233#1(2)DSK301#SKX后（SKX前）305#LWZJ正345#1WHh、2WHq电空阀。使端高压柜的方向换向器向后，端高压柜的方向换向器向前，完成机车的方向选择，方向换向器下的辅助联锁接通相应电路，再进行工况选择。电路如下：305#1WHh322#2WHq323#LWZJ正1Whqy、2Whqy电空阀。SKX制动位（后位无电制）换向手柄由前置制位，方向换向器停留在原位不转换，由此来确保只在前进位才能实施电阻制动。端操纵：230#3ZK233#1(2)DSK301#SKX制2041#1WHq2043#2WHh306LWZJ正1WHz、2WHz电空阀。端操纵：230#3ZK233#1(2)DSK301#SKX制2042#1WHh2044#2WHq306#LWZJ正1WHz、2WHz电空阀。在两位制转换开关中均设LWZJ正联锁，防止两位制转换开关带负荷转换；在1Whqy、2Whqy电空阀得电电路中设1WHq、2WHh（1WHh、2WHq）电联锁，对方向进行识别，保证只要有一个高压柜内的换向器因故障不能转换或转换不到位，工况鼓均转换不到牵引工况；防止因某一换向鼓位置不对而造成电机转向相反或逆电。在1Whz、2Whz电空阀得电电路中设1WHq、2WHh（1WHh、2WHq）电联锁，对方向进行识别，保证只有在方向换向器前进位时，实施电制才有效。通过以上分析可得出，SKX在前、后、制位转换时，方向和工况换向器的转换关系如下：A.SKX在0前、0后转换时，只有方向换向器转换，而工况不转换。B.SKX在0前制转换时，只有工况转换，而方向不变。C.SKX在0后制转换时，方向和工况都不改变，因为后位无电制，不能满足方向是别的逻辑条件，306#无电。D.SKX在制后转换时，首先进行方向转换，再进行工况转换，亦即方向和工况都要发生改变。工况换向器的转换受方向换向器的控制，只有当方向转换正确后，才允许进行工况转换。两位置转换开关常见的故障有“前”、“后”互不转换和“牵引”、“制动”互不转换。要判断出属哪一种状态不转换，就必须正确理解方向和工况的控制关系，才能准确查找不转换的故障处所。(1)换向器“前”、“后”互不转换，停留位置判断SKX置0前0或0后0有排风声即为方向停留在该位置，不论此排风声是方向鼓还是工况鼓。如SKX置前0时有排风声，0后时无转换声，后0时无排风声，说明方向鼓停留在前位，牵引工况。在低压试验，1FJK故障位时，可通过某一位置显示屏预备灯灭，来证明此位置作用良好，换向器停在此位置下。(2)工况鼓牵引、制动互不转换，停留位置判断SKX置前制时，无工况转换声，再由“制”位回“前”位，听有无位置开关电空阀的排风声，由排风声说明工况停在制动位；无排风声说明工况停在牵引位。2.故障原因(一)“前”、“后”互不转换：操纵端SKX304#（305#）断路；相应控制电路中LWZJ正联锁断路。(二)牵引不转制动操纵端SKX2041#（2042#）断路或相应电路中方向识别联锁断路；LWZJ正断路。(三)制动不转牵引相应控制电路中的方向识别联锁断路；LWZJ正断路。3.判断(一)“前”、“后”互不转换换副台试验，换向器能转换故障为；反之故障为。(二)牵引不转制动换短试验，工况能转换时故障为；反之故障为。(三)制动不转前牵引方法1：SKX置后位，有方向和工况的转换声故障为；反之故障为。方法2：SKX置前位，拉下1KYK或2KYK库用闸刀，有线路接触器16XC吸合声故障为；反之故障为。上述两种判断方法，在运行中严禁使用。4处理(一)“前”、“后”互