HXD3型机车司机室设备之操作台结构仿真毕业论文.doc

毕 业 论 文 HXD3型机车司机室设备 之操纵台结构仿真 摘 要在科学技术迅猛发展的今天，计算机辅助教学已经成为机械设计课程中的一个重要组成部分。利用三维SolidWorks软件建立参数化机械制图来模拟结构，成为机械设计实践性的素材库。运用在校学习的基本知识和基础理论，去分析、解决一两个实际问题的实践锻炼过程，是在校学习期间学习成果的综合性总结。提高其综合运用所学知识分析问题，解决问题的能力。用SolidWorks 2007三维软件完成此次任务。文章主要介绍了和谐型大功率交流传动机车（HXD3型机车）主要部件、总体、司机室设备介绍、司机室操纵说明、HXD3型机车司机室之仿真软件、HXD3型机车司机室设备之操纵台结仿真。其中HXD3型机车主要部件介绍了：真空断路器、牵引电动机、 驱动装置、制动系统、 复合冷却器、受电弓。HXD3型机车总体包括机车技术特点、机车动力学性能、主要结构尺寸、机车主要技术性能指标、机车防火及安全。HXD3型机车司机室设备主要介绍了：操纵台、紧急放风阀、紧急制动阀。HXD3型机车司机室操纵说明包括了机车起动前的准备，升弓、合主断以及各辅助电动机的启动，机车的起动操作。真正掌握了机车司机室操纵说明，才能更好的完成本次论文。HXD3型机车司机室设备之操纵台结构仿真是本文的最新之处，也是本文的难点，通过近两个月的努力，结构仿真得到了初步成功。关键词：HXD3型电力机车； 操纵说明； 结构仿真论文类型：应用研究目 录摘 要I绪 论1一.铁路简述1二电力机车概述1第1章 HXD3型机车21.1 HXD3型机车概述21.1.1 机车设备布置31.1.2 司机室设备布置31.1.3 车顶设备布置41.1.4 机车冷却系统41.1.5 机车制动系统41.2 HXD3型机车主要部件介绍41.2.1 真空断路器41.2.2 牵引电动机41.2.3 驱动装置41.2.4 制动系统51.2.5 复合冷却器51.2.6 受电弓51.3 HXD3机车总体51.3.1 机车技术特点51.3.2 机车动力学性能61.3.3 主要结构尺寸61.3.4 机车主要技术性能指标71.3.5 机车防火及安全81.4 HXD3型电力机车司机室设备介绍81.4.1 操纵台91.4.2 紧急放风阀91.4.3 紧急制动阀91.5 HXD3型机车操纵说明91.5.1 机车起动前的准备91.5.2 升弓、合主断以及各辅助电动机的启动101.5.3 机车的起动操作11第2章 HXD3型机车司机室之仿真软件介绍162.1 简单介绍三维软件162.1.1 SolidWorks162.1.2 Pro/Engineer182.1.3 MASTERCAM192.1.4 UG NX202.2 本次采用软件23第3章 HXD3型机车司机室设备之操纵台结构仿真243.1 典型零件之电气制动控制器建模243.2 HXD3型机车司机室设备之操纵台结构仿真26结 论28致 谢29参 考 文 献30绪 论一.铁路简述:铁路作为国家重要的基础设施、国民经济的大动脉和大众化的交通工具,它负担着城乡、工矿各种物资和人员交流的主要运输任务，在实现经济社会又好又快发展中肩负着重大责任，承担着艰巨任务。铁路具有占地少、污染小、能耗低、成本低、运量大、全天候的比较优势，加快铁路科技创新步伐，对加快构建符合科学发展要求的我国综合交通运输体系，具有不可替代的重要作用。我国铁路技术发展的总目标是实现铁路现代化，重点发展方向是旅客运输快速化、高速化，货物运输重载化、快捷化，安全装备系统化，牵引动力系统化逐步建立一个具有中国铁路特点的技术体系。二电力机车概述：电力机车是通过受电弓从接触网上获得电能，由电动机驱动的机车或动车。电力机车因为所需电能由电气化铁路供电系统的接触网或第三轨供给，所以是一种非自带能源的机车。电力机车具有功率大、过载能力强、牵引力大、速度快、整备作业时间短、维修量少、运营费用低、便于实现多级牵引，能采用再生制动以及节约能量等优点。使用电力机车牵引车列，可以提高列车运行速度和承载重量，从而大幅度地提高运输能力和通过能力。电力机车起动加速快，爬坡能力强，工作不受严寒的影响，运行时没有煤烟，所以在运输繁忙的铁路干线和隧道多、坡度陡的山区线路上更能发挥优越性。此外，电力旅客列车可为客车空气调节和电热取暖提供便利条件。总之，电力机车在提高铁路运输能力、合理利用资源、保护生态环境方面，已成为铁路最理想的牵引动力。第1章 HXD3型机车 1.1 HXD3型机车概述：今天，随着电力电子技术和计算机控制技术的发展，功率半导体电力变换技术得到迅速发展，电传动及控制技术进入了交流传动和网络控制的时代。网侧功率因数提高到0.98，谐波电流大大减少，制动时可以把机车的动能转化为电能反馈到电网中去。机车实现了轴控，提高了机车的牵引能力。HXD3型电力机车项目从2004年开始启动，2006年通过型式试验，2006年12月8日交付使用，2007年实现了大批量生产。目前该车在武汉、上海、济南、北京等铁路局已经替代了SS4和SS3型电力机车，担当主要牵引任务。HXD3型交流传动电力机车为交流传动货运机车，在HXD3型电力机车研制过程中采用了国内外成熟、可靠的新技术，机车以在中国国内主干线上进行大型货运牵引为目的，采用6轴货运大功率交流传动电力机车设计平台，采用PWM矢量控制、密闭式牵引变压器及整体驱动装置等新技术，尽量考虑对环境保护，减少维修工作量。另外，考虑能够在中国全境范围内运行，机车满足环境温度在-4040，海拔高度在2500m以下的条件。机车可以3组机车重联控制运行。该机车能够满足我国铁路重载、快捷货物运输的需要。HXD3型电力机车轴式为C0-CO,机车全长约20.846m，机车轴输出功率7200KW，最大起动牵引力570KN,最大持续牵引力400KN，最高运行速度120km/h，最大试验速度132 km/h，机车总重量150t/138t。HXD3型电力机车外观图见图1.1。 图1.1 HXD3型电力机车外观图1.1.1 机车设备布置：在机车的两端各设有一个司机室，两个司机室的中间是机械室。在机械室内设有600mm宽的中央通道，在通道左右两侧设有主变流装置、通风机、压缩机等设备。在车体下设有2台3轴的转向架及主变压器，在顶盖上设有高压电器。车内设备布置以平面斜对称布置为主，设备成套安装，有利于机车的重量分配和机车的制造、检修和部件的互换等。1.1.2 司机室设备布置：司机室内设有操纵台、八灯显示器、司机座椅、端子柜、热水器、紧急放风阀、灭火器等设备。司机室顶部设有空调装置(冷热)、风扇、头灯、司机室照明等设备。司机室前窗采用电加热玻璃，窗外设有电动刮雨器，窗内设有电动遮阳帘；侧窗外设有机车后视镜。在操纵台上设有TCMS显示器、ATP显示器、压力组合模块、司机控制器、制动控制器、扳键开关组、制动装置显示器、冰箱、暖风机、脚炉和膝炉。1.1.3 车顶设备布置：车顶设备配置分布在顶盖由3个顶盖上，1端顶盖、2端顶盖配置有受电弓，中央顶盖上配置有高压隔离开关、高压电压互感器、真空断路器、避雷器、接地开关等高压电器。 在中央顶盖上设有检修升降口，由此上车顶进行检修和维修作业。(为确保安全，天窗设置钥匙联锁装置。)1.1.4 机车冷却系统：主要包括主变压器系统冷却、主变流装置系统冷却、牵引电动机冷却、辅助电源装置冷却、空气压缩机的冷却及包括卫生间通风及车内换气等。1.1.5 机车制动系统：采用微机控制集成化气路的空气制动系统；机械制动采用轮盘制动;采用了新型双塔空气干燥器，有利于压缩空气的干燥，减少制动系统阀件的故障率。1.2 HXD3型机车主要部件介绍1.2.1 真空断路器:真空断路器以真空作为绝缘介质和灭弧介质，利用真空状态下的高绝缘强度和电弧高扩散能力形成的去游离作用进行灭弧的。电弧熄灭后，介质强度恢复速度特别高。 与空气断路器相比，它具有结构简单、工作可靠、分断容量大、动作速度快、绝缘强度高等诸多优点。另外，真空灭弧室不需要检修，整机检修工作量小，维修方便。1.2.2 牵引电动机：HXD3型电力机车使用六台YJ85A型交流电牵引电动机，该型电机由东芝负责设计，永济电机引进相关技术进行生产，每台输出功率1,200 kW。首批永济厂批量生产的YJ85A电动机为数312台，于2006年12月完成交付。 至2007年12月20日，永济厂在2007年全年共生产了1158台YJ85A型牵引电动机供193辆HXD3机车使用。由于日本的新型电力机车主要使用功率较小的牵引电动机，但重量较轻，所以比较不好的铁路上也可以营运。在中国国产化产品不及进口的同级产品成熟，在运用初期曾出现一些问题。1.2.3 驱动装置：HXD3型电力机车均装配了六组由德国福伊特提供的SET-553型驱动装置16。2006年，铁道部向福伊特批出总值1,450万欧元的合同，订购1,440组驱动装置，供首240辆机车使用。其中驱动装置的从动及主动齿轮已先后于2007年及2008年实现国产化。1.2.4 制动系统：HXD3型电力机车采用CCB-制动机，是参考国外机车仿制的一款空气制动机。产品已经达到全面国产化，现在为“和谐”系列电力，内燃机车广泛采用的一款制动机。1.2.5 复合冷却器：HXD3型电力机车采用的复合冷却器为FL220，复合型全铝合金板翅式高效冷却结构，上部为水散热器，用于冷却变流器，下部为油散热器，用于冷却主变压器。 全铝合金板翅式结构的油冷却器，具有每单位容积的传热面积大，性能优良，体积小，重量轻的优点。 空气冷却复合冷却器时，会在冷却器芯子的波纹形散热片上积留灰尘，灰尘过厚将影响散热效果，因此，在每一次中修时，均需要清洗冷却器芯子。 在堵塞严重时应进行水洗或用水蒸气进行清洗。1.2.6 受电弓：HXD3型电力机车所使用的DSA200受电弓改善了国产自行研发的受电弓对电网有磨坏的问题，令受电弓在机车高速运行的情况下运作良好。1.3 HXD3机车总体HXD3型电力机车是按我国铁路重载货运要求的交流传动货运电力机车，为保证机车的重量分配，机车的部件牵引变压器下悬式安装在车体下中心部位，牵引变流装置安装在车体上的中心部位。机车采用中间走廊，各种屏柜和辅助机组分别按功能对称布置在中间走廊的两侧；车体结构按单机牵引5000t，重联牵引20000t进行结构强度设计，沿车钩中心线水平位置能够承受3400KN的纵向静压力和2700KN的静拉力；电气传动系统采用交-直-交传动形式、IGBT水冷变流机组和密闭式牵引变压器；网络控制系统采用分布式计算机体系结构，外重联采用高速以太网；转向架驱动装置采用铸造齿轮箱体与交流牵引电机组成一体结构；制动系统采用先进的网络控制电控制动系统等。机车具有技术领先、可靠性高、检修容易、维护成本低、节能环保等特点。1.3.1 机车技术特点：HXD3型交流传动电力机车为交流传动货运机车，机车全长约20.846m，机车轴输出功率7200KW，最大起动牵引力570KN，最高运行速度120km/h。机车的主要特点如下：轴式为C0-C0，电传动系统为交直交传动，采用IGBT水冷变流机组，1250kW大转矩异步牵引电动机，具有起动（持续）牵引力大、恒功率速度范围宽、粘着性能好、功率因数高等特点。辅助电气系统采用2组辅助变流器，能分别提供VVVF和CVCF三相辅助电源，对辅助机组进行分类供电。该系统冗余性强，一组辅助变流器故障后可以由另一组辅助变流器对全部辅助机组供电。采用微机网络控制系统，实现了逻辑控制、自诊断功能，而且实现了机车的网络重联功能。总体设计采用高度集成化、模块化的设计思路，电气屏柜和各种辅助机组分功能斜对称布置在中间走廊的两侧；采用了规范化司机室，有利于机车的安全运行。车体的主要作用是承受上部载荷和传递机车牵引力；同时车体又是机车各动力机组和设备的安装基础；并要为乘务人员提供工作场所，因此，要求为乘务员提供良好的工作环境的同时，更为重要的是要求车体钢结构具有足够的强度和刚度。采用带有中梁的、整体承载的框架式车体结构，有利于提高车体的强度和刚度。转向架采用滚动抱轴承半悬挂结构，二系采用高圆螺旋弹簧；采用整体轴箱、推挽式低位牵引杆等技术。采用下悬式安装方式的一体化多绕组（全去耦）变压器，具有高阻抗、重量轻等特点，并采用强迫导向油循环风冷技术。采用独立通风冷却技术。牵引电机采用由顶盖百叶窗进风独立通风冷却方式；主变流器水冷和主变压器油冷采用水、油复合式铝板冷却器，由车顶直接进风冷却；辅助变流器也采用车外进风冷却的方式；另外还考虑了司机室的换气和机械间的微正压。采用了集成化气路的空气制动系统，具有空电制动功能。机械制动采用轮盘制动。采用了新型的模式空气干燥器，有利于压缩空气的干燥，减少制动系统阀件的故障率。1.3.2 机车动力学性能：机车动力学性能试验最高试验速度为：132km/h。机车能以5km/h速度安全通过半径为125m的曲线，并应能在半径250m的曲线上进行正常摘挂作业。 机车单机以120km/h速度于平直道上施行紧急空气制动时，最大制动距离 800m（23t轴重）/900m（25t轴重）机车具要轴重转移的持续电气补偿功能。机车舒适度指标包括车体垂向和横向振动加速度、垂向和横向平稳性指标。机车起动时的最大轴重转移101.3.3 主要结构尺寸：轨距：1435 mm轴式：C0-C0机车总重：138t（23t轴重）/150t（25t轴重）轴重：23t/25t机车前、后车钩中心距：20846 mm机车车体底架长度：19630 mm机车车体宽度：3100 mm机车车体高度（机车车顶距轨面高度）：4100 mm（新轮）机车全轴距（1轴至6轴距离）：14700 mm机车转向架固定轴距：（2250+2000） mm电流制式：单相25KV,50Hz(允许网压波动范围17.2至31.3KV)车轮直径：1250 mm（新轮）/1200 mm（半磨耗）/1150 mm（全磨耗）车钩中心线距轨面高度(新轮)：（88010）mm受电弓落下时，滑板顶面距轨面高度：（477530 ）mm受电弓滑板距轨面的工作范围：52006500 mm机车排障器距轨面高度（在踏面允许磨耗范围内可调）：（11010） mm 齿轮箱最低点距轨面高度(新轮)：120mm转向架扫石器距轨面高度（在踏面允许磨耗范围内可调）：30mm1.3.4 机车主要技术性能指标：工作电源：电流制：单相交流50Hz额定电压：25kV在22.5kV31kV之间时，机车能发挥额定功率，在22.5kV17.5kV和17.5kV17.2kV范围内机车功率按不同斜率线性下降，在17.2kV时功率为零；在31kV31.3kV范围内机车功率线性下降至零。牵引性能参数：电传动方式：交直交传动持续功率：7200kW机车轮轴牵引功率（持续制，车轮半磨耗）7200KW起动牵引力(05 km/h速度范围内半磨耗的轮轴平均牵引力)：23t轴重时 520KN25t轴重时 570KN持续牵引力：23t轴重时 370KN25t轴重时 400KN机车速度：持续制速度：23t轴重时 70km/h25t轴重时 65km/h机车最高运营速度：120km/h机车最高试验速度：132km/h恒功率速度范围： 23t轴重时 70km/h120km/h25t轴重时 65km/h120km/h最大再生制动力速度范围：23t轴重时 15km/h70km/h25t轴重时 15km/h65km/h动力制动性能参数：电制动方式：再生制动电制动功率（机车轮轴再生制动功率）持续制，车轮半磨耗：23t轴重时 7200kW（70km/h120km/h）25t轴重时 7200kW（65km/h120km/h）最大电制动力（车钩处）：23t轴重时 370kN（15km/h70km/h）25t轴重时 400kN（15km/h65km/h）1.3.5 机车防火及安全:机车的设计有良好的防火性能，以便最大限度地防止火灾发生。机车的设计、制造及所选用的材料、部件的防火符合GB6771要求;机车时采用非延燃性材料和防火材料；机车所使用的电线和电缆是无卤低烟阻燃或无卤低烟耐火电缆；高压电气设备具有人身安全防护措施和警示标识；机车配有灭火器。1.4 HXD3型电力机车司机室设备介绍司机室是乘务人员工作的空间，司机通过各操纵设备按运行图控制机车各区段运行速度、监视机车各设备工作状态，瞭望车外环境及信号变化。及时准确地与调度联系。司机室内各设备的布置，都以为正、副司机提供舒适环境，方便操纵、准确信号为核心，对各种操纵监控设备按人机工程学要求，同时按照标准化司机室的要求，做合理的布置。主司机座椅尽量靠近司机室中间，保证司机两侧的视野范围。司机室大量采用降噪材料，保证司机室的噪声降到75db以下。司机室采用隔热材料进行防寒处理。采用空调和风扇等进行通风和防暑。司机室设置有冰箱、饮水机、微波炉、电水壶、灭火器等各种用品。司机室内设有操纵台、八灯显示器、司机座椅、饮水机、紧急放风阀、灭火器、暖风机等设备。司机室顶部设有空调装置（冷热）、风扇、头灯、司机室照明等设备。司机室前窗采用电热玻璃，窗外设有电动刮雨器，窗内设有电动遮阳伞，侧窗外设有机车后视镜。在司机室后墙上设置有司机生活必需设备，这些设备在机车的运行中一般不参与机车的运行控制，只是更好的为司机提供服务。在后墙上设置有饮水机、暖风机、空调控制箱、灭火器等，此外，后墙上装有一个紧急制定阀。1.4.1 操纵台：操纵台是机车人机交换设备，司机通过操纵台上各装置发出控制机车指令，完成机车牵引、制动等各项工作，通过操纵台上各个仪表、显示器等观测机车运用状态。在操纵台上设有TCMS显示器、司机控制器、制动控制器、扳键开关组、制动装置显示器、冰箱等设备。1.4.2 紧急放风阀：紧急放风阀是机车车辆空气制动机中的一个重要部件，随着载重不断增加，速度不断提高，要确保行车安全，机车车辆必须装有性能良好并能独立作用的紧急放风阀，以辅助列车管紧急制动时向外排气。1.4.3 紧急制动阀：紧急制动阀是铁路安全运营必不可少的设备，在铁路客车车厢的端部，有标志有“危险！勿动！”的红色手把，这就是“紧急制动阀”。紧急制动阀的作用是迫使行驶中的列车采取紧急制动。使用紧急制动阀可避免突发事件引起的行车事故。铁路行车部门规定，列车行驶中，在一般情况下只有列车长、乘警、机车乘务员等才有权使用紧急制动阀，旅客随意拉阀的后果是不堪设想的。注意：擅动列车紧急制动手柄应负法律责任。1.5 HXD3型机车操纵说明：1.5.1 机车起动前的准备：将控制电器柜里的控制电路接地自动开关（QA59）、蓄电池输出自动开关（QA61）闭合，此时，电器控制柜和操纵台的控制电压表显示应大于98V。再将其他与机车运行相关的自动开关闭合。注意：正常情况下，低温预热开关QA56不允许闭合，否则会造成蓄电池溃电。只限在环境温度太低，机车各系统出现故障无法保障无法保证机车正常起机的情况下，才闭合自动开关QA56及交流加热自动开关QA72,同时将低温加热开关SA71打到低温加热位，此时机车首先使用蓄电池对机车110V电源装置、LC滤波装置、TCMS与APU加热，当机车可以正常升弓合主断后，机车就转由交流110V电源对整车进行低温加热。 将司机钥匙插入操纵台电源扳键开关SA49（或SA50），旋转至启动位置，设定机车的操控端操纵台。此时，操纵台故障显示屏上“微机正常”、“主断路器断机”、“零位”、“欠压”、“主变流器”、“辅变流器”“水泵”、“油泵”、“牵引风机”、“冷却风机”等显示灯亮。TCMS经过初始化，进入牵引/制动画面，显示“原边电压”、“原边电流”、“控制电压”、“机车各轴牵引力”、“主断分/合”等机车状态信息，故障显示区可以显示主变压器、主辅变流器、各辅助电机的故障信息，如果故障解除，故障信息画面将消失。触摸TCMS显示屏按钮，可切换为其他状态画面。例如，主变流器/牵引电动机画面，开关状态画面、通风面状态画面、辅助电源画面、故障记录画面等等，能够调查机车的各个电力设备的详细相关信息。 机车操纵端一经设定，即使另一端的电钥匙状态为“ON”，其操作也会被判定为无效，无法进行操作。同时，一台机车只配备一把钥匙，以防止端和端的钥匙开关同时处在“ON”状态。1.5.2 升弓、合主断以及各辅助电动机的启动： 升弓前，首先需确定总风缸压力在480kPa以上。若不满足，到空气管路柜前查看辅助风缸压力表。若显示的风缸压力值低于480kPa，则按下控制电气柜里的辅助压缩机启动按纽，辅助空气压缩机启动，待辅助风缸的气压上升到735kPa时，辅助空气压缩机自动停止。为防止损坏辅助压缩机，辅助压缩机打风时间不得过长，若超过10min需要人为断开自动开关QA45，来切断辅助压缩机回路，间隔30min再投入使用。 当机车需要升后弓时，将受电弓手柄开关SB41(或SB42)置于“后位”后，位于前进方向后面的受电弓升起。弓网接触后，两端操纵台上的网压表显示网压（1次）的同时，在TCMS显示屏上也显示了网压（1次）和受电弓升起。 将操纵台上的主断路器开关SB43(或SB44)置于ON位置，主断路器接通，此时操纵台上故障显示灯中的“主断开”显示灯灭。微机监控器的“主断合”灯亮。 主断路器闭合后，辅助电源装置APU2开始运行，油泵、水泵、辅助电源装置用通风机等分别开始工作。 将主空气压缩机扳键开关SB45(或SB46)置于“压缩机”位。当总风缸压力低于750kPa时，两个空气压缩机依次启动，当总风缸压力升至（90020）kPa时，空气压缩机自动停止工作。当风压降至825kPa时，只有靠近操纵端的空气压缩机工作。将主空气压缩机扳键开关SB45(或SB46)置于“强泵”位，空气压缩机1、2启动。此时，不受总风缸压力继电器控制，待总风缸压力上升至（95020）kPa时，高压安全阀动作，持续排风。 将主控制器换向手柄由“0”位转换为前进或后退，此时辅助电源装置APU1开始工作，牵引电动机用通风机、复合冷却器用通风机均采用软起动方式投入工作。1.5.3 机车的起动操作：.机车起动前需先确认以下几项： （1）停放制动指示器应为缓解状态。停放制动作用时，操纵台的故障显示屏显示“停车制动”，解除操纵台的中央操作面板上的停放制动操作开关。（此开关可自动复位） （2）总风缸压力应在470kPa以上。 （3）空气制动处于缓解状态。 （4）网压表显示数值为25kV左右，控制电压为110V。 （5）确认辅助电源装置工作正常，无故障。 （6）确认机车空气制动系统作用良好。.主控制器换向手柄的操作: 将主控制器的换向手柄打至：“向前”或“向后”位，辅助电源装置APU1工作，牵引电动机用通风机及复合冷却器用通风机均采用软启动方式开始工作。同时，主变流器的充电接触器、工作接触器相继转为“闭合”状态，当主变流器中间回路电压高于36V时，主变流器“预备”指示灯亮，当调速手柄离开零位，主变流器“预备”指示灯灭。主控制器调速手柄的操作: 将调速手柄由“0”位进到牵引位，主操纵台故障显示屏上“零位”显示灯灭、机车进入牵引状态。 注意：调速手柄可在113级位范围内任意选择。级位已设定成可连续控制。司机将调速手柄逐渐移至所需级位，机车遵循该级位的特性曲线，实现在准恒力范围内的运行。机车的准恒速运行: 根据调速手柄的级位设定目标速度，机车的速度从速度范围的最低值缓慢加速行驶，当机车速度接近设定的目标速度范围时，牵引电动机的牵引力自动减小。当机车速度达到目标速度时，牵引电动机的牵引力为0。当线路条件发生变化时，机车的速度会有少量变化，若超过线路允许速度，为维持目标速度，开始再次牵引。如果机车进入下坡线路时，机车的速度就会上升，需将调速手柄回复“0”位，通过电气制动或者空气制动，调整列车速度。电气制动操作: 速度调节手柄从“0”位置推到制动位置，电气制动开始作用。当机车处于定速控制，机车速度比目标速度低时，电气制动不起作用。当机车处于定速控制，机车速度比目标速度高时，电气制动起作用，以维持目标速度。定速控制操作方法: 当机车速度大于或等于15km/h，且机车未实施空气制动时，按下“定速”按纽SB69（或SB70）后，当时的机车运行速度被认定为“目标速度”，机车进入“定速控制”状态。 当机车的实际速度高于“目标速度+2km/h”时，微机控制系统（TCMS）发出指令，机车进入电制动状态，电制动力遵循机车速度-制动力特性（即机车电制动特性曲线）变化增大。当机车的实际速度降至“目标速度+1km/h”时，电力制动力为0。当机车的实际速度低于“目标速度-2km/h”时，TCMS自动控制机车进入牵引状态，牵引力遵循速度-牵引力特性关系增大。当机车的实际速度加大到“目标速度-1km/h”时，牵引力为0。机车进入“定速控制”状态，若控制器调速手柄级位变化超过一个级位以上，则机车的“定速控制”状态自动解除。机车过分相时的控制操作:机车有半自动过分相和全自动过分相两种方式。半自动情况下，当运行机车接近分相区时，司控器手柄回零并按下“过分相”按纽，机车的主断路器断开，受电弓仍保持升弓状态。通过分相区后，机车的微机控制系统（TCMS）检测到网压后，经过一定时间后自动合主断自动闭合，重新启动辅助电源装置、主变流器，控制主变流器械的输出电压、输出电流，从而控制牵引电动机的牵引力，使机车恢复至过分相前的状态。机车自动过分相信号的感应、处理，由地面磁感应器、车载感应器和车感信号处理装置共同完成。机车通过分相区时，如果运行的线路区段在分相区前后装有地面感应器，机车全自动过分相检测装置将起作用。该装置通过向微机控制系统提供过分相区的信息：预先信号、恢复信号499、强迫信号498，保证机车每次通过分相区时，司机不需要做任何操纵，机车微机控制系统即可自动跳主断，待通过分相区后，又能自动合主断，并保证机车恢复至通过分相区前的运行状态。从而实现电气机车通过分相区时操作的自动化，大大的减轻了乘务员的工作强度。冗余控制与故障隔离运行: 当机车的主要设备发生故障时，微机显示屏的故障信息显示区显示相应故障。司机可根据故障信息的显示及处置方式，进行相应的故障处理操作。8.1 微机控制TCMS的冗余控制 微机控制柜中有2组完全相同的控制单元设备。一组称为主控设备（MASTER），另一组称为备用控制设备（SLAVE）。在微机控制系统TCMS正常运行的条件下，主控单元，备用控制设备为通电热备状态。主控单元发生故障时，备用控制设备即刻自动投入使用。8.2 牵引电动机、主变流器故障隔离运行机车主电路采用6组主变流器，分别向6台牵引电动机独立供电。每三组主变流器和一组辅助电源装置收纳在一个变流器柜里，不过各个装置相互独立。因此，当发现某一位。在这种情况下，先将微机显示屏设定为故障隔离画面，选择画面上相关部位，然后，按下画面的隔离按纽，这时所选部位的显示变为“隔离”，机车隔离故障部位，继续运行。8.3 DC 110 V电源装置冗余控制 DC 110 V充电电源模块PSU含两组电源，通常只有一组电源工作，故障发生时另外一组电源自动启动，供给负载电源。 机车控制电源的核心是DC 110 V充电电源屏PSU。机车110V控制电源采用的是高频电源模块与蓄电池并联，共同输出的工作方式，再通过自动开关分别送到各条支路，如微机控制、机车控制、主变流器、辅助变流器、车内照明、车外照明等。PSU的输入电源来自UA11或UA12的中间回路电源，当UA11和UA12均正常时，由UA12输入DC 750 V电源，当UA12故障时，转由UA11向PSU输入DC 750 V电源。电源屏上设有两个转换开关SW1和SW2，其中SW1有两挡，“TCMS”和“手动控制”，SW2也有两挡，“电源1”和“电源2”，其中“TCMS”挡表示由微机自动控制，奇数日，电源1工作，偶数日，电源2工作，当其中一组电源出故障，可自动切换；“手动控制”表示人为设定，SW2置“电源1”，表示电源1工作，SW2置“电源2”，表示电源2工作，在手动状态下，当电源出现故障，不能自动切换。8.4 辅助电源装置冗余控制机车设有两套辅助电源装置APU1和APU2，其输出方式既可以选择变压变频（VVVF）方式，也可以选择恒压恒频（CVCF）方式，以满足不同负载的需要。辅助变流系统正常工作时，将所有泵类负载如压缩机、油泵、空调机由辅助变流器APU2供电，采用CVCF方式；而所有风机类负载如牵引风机、冷却塔风机等，由辅助变流器APU1供电，采用VVVF方式，当任何一组辅助变流器出现故障时，通过微机控制监视系统的信息传递和故障切换，可以实现由另一组辅助变流器以CVCF方式对全部辅助供电，完成了机车辅助变流系统的冗余控制，提高了机车辅助变流系统的可靠性。8.5 发生接地故障时主变流器、辅助变流器装置隔离运行 控制电器柜内分别设有主电路和辅助电路的接地故障隔离开关。机车主电路或辅助电路发生接地现象时，机车的接地保护装置动作，微机显示屏会显示接地故障信息。司机可将故障支路的主变流器或辅助变流器切除，继续维持机车运行，回段后再作处理。若确认只有一点接地，也可将控制电器柜上对应的接地开关打至“中立位”，继续维持机车运行，回段后再作处理。发生此种情况时，司机应加强监控，防止接地故障进一步扩大。8.6 辅助电动机隔离运行机车上各辅助电动机电路均设有自动开关进行短路和过载时，其对应的自动开关将断开，实施保护。机车辅助电动机在故障运行时应注意以下几点：若机车运行时仅一台空气压缩机工作运转（当任一APU故障时，只有靠近操纵端的压缩机工作）由于充气所需的时间很长，为保证储气罐的压力不显著下降，运用时要注意。当牵引电动机通风机发生故障隔离时，只有对应的主变流器和牵引电动机停止工作。复合冷却器用通风机发生故障隔离时，其对应的3组主变流器单元和三台牵引电动机全部停止工作。4 主变压器用油泵发生故障隔离时，对应的3组主变流器设备和三台牵引电动机全部停止工作。8.7 受电弓隔离运行 受电弓升弓气路发生故障时，让该受电弓降下，并将侧墙升弓气路板上的阀门关闭，切断该受电弓的气路。 一组受电弓损坏且存在接地故障的情况下，将控制电器柜上的转换开关SA96打至相应隔离位，将车顶上相应受电弓的高压隔离开关QS1或QS2断开，该受电弓被隔离，机车需要升起另一组受电弓，继续维持运行，回段后再做处理。紧急制动: 紧急时按下驾驶台的紧急开关（红色按纽），分主断，启用空气紧急制动。结束运行操作:运行结束、离开机车前需完成以下操作：将主控制器的换向手柄复至“0”位，自动制动阀手柄置“重联”位，单独制动阀置“全制动”位。断开主断路器，降弓。关闭驾驶台所有开关，取下司机钥匙。将停车制动器置于制动状态。（将操纵台控制面板上的停放制动开关设定为制动。停放制动启动，操纵台故障指示灯中“停车制动”灯亮）关掉电器控制柜的蓄电池塑壳断路器空气断路器（QA61）。第2章 HXD3型机车司机室之仿真软件介绍SolidWorks软件易学易用，目前在全世界是主流3D软件，SolidWorks是PTC公司研发副总裁辞职后在1995推出的全球第一款基于windows平台开饭的3D设计软件，客观的讲比proe强多了，虽然使用proe的工程师大多数不承认。SolidWorks在国外已经成为主流3D设计软件，国内中国航天也大量采购SolidWorks软件，几乎大部分的民营企业都实用SolidWorks进行产品设计0 R$ J7 / Y1 D- C: i 由于proe软件上个世界80年代开发的产品，proe是针对专家和研究人员开发的3D设计软件，学习和使用proe进行产品设计的周期长，不像SolidWorks等软件可以很快掌握并应用于工作中，这是proe的致命缺点。很多接触proe的人因为proe的繁琐，反而认为proe功能强大，其实proe，SolidWorks，ug等主流3D设计软件功能是差不多的，你能做到，我也能做到，其实说到功能肯定是SolidWorks软件功能更强大，除了和其他软件都有CAD,模具设计，CAM等模块外，SolidWorks集成了cosmosworks有限元分析模块，这让更多的工程师可以方便的优化自己的设计。&Solidworks软件功能强大，组件繁多。 Solidworks 功能强大、易学易用和技术创新是SolidWorks 的三大特点，使得SolidWorks 成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks 不仅提供如此强大的功能，同时对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。2.1 简单介绍三维软件：2.1.1 SolidWorks：SolidWorks为达索系统（Dassault Systemes S.A）下的子公司，专门负责研发与销售机械设计软件的视窗产品。达索公司是负责系统性的软件供应，并为制造厂商提供具有Internet整合能力的支援服务。该集团提供涵盖整个产品生命周期的系统，包括设计、工程、制造和产品数据管理等各个领域中的最佳软件系统，著名的CATIAV5就出自该公司之手，目前达索的CAD产品市场占有率居世界前列。SolidWorks的发展和荣誉：SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，由于技术创新符合CAD技术的发展潮流和趋势，SolidWorks公司于两年间成为CAD/CAM产业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得SolidWorks每年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。该系统在1995-1999年获得全球微机平台CAD系统评比第一名；从1995年至今，已经累计获得十七项国际大奖，其中仅从1999年起，美国权威的CAD专业杂志CADENCE连续4年授予SolidWorks最佳编辑奖，以表彰SolidWorks的创新、活力和简明。至此，SolidWorks所遵循的易用、稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它，设计师大大缩短了设计时间，产品快速、高效地投向了市场。 由于SolidWorks出色的技术和市场表现，不仅成为CAD行业的一颗耀眼的明星，也成为华尔街青睐的对象。终于在1997年由法国达索公司以三亿一千万美元的高额市值将SolidWorks全资并购。公司原来的风险投资商和股东，以一千三百万美元的风险投资，获得了高额的回报，创造了CAD行业的世界纪录。并购后的SolidWorks以原来的品牌和管理技术队伍继续独立运作，成为CAD行业一家高素质的专业化公司，SolidWorks三维机械设计软件也成为达索企业中最具竞争力的CAD产品。 由于使用了Windows OLE技术、直观式设计技术、先进的parasolid内核（由剑桥提供）以及良好的与第三方软件的集成技术，SolidWorks成为全球装机量最大、最好用的软件。资料显示，目前全球发放的SolidWorks软件使用许可约28万，涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用品/消费品、离散制造等分布于全球100多个国家的约3万1千家企业。在教育市场上，每年来自全球4，300所教育机构的近145，000名学生通过SolidWorks的培训课程。 据世界上著名的人才网站检索，与其它3D CAD系统相比，与SolidWorks相关的招聘广告比其它软件的总合还要多，这比较客观地说明了越来越多的工程师使用SolidWorks，越来越多的企业雇佣SolidWorks人才。据统计，全世界用户每年使用SolidWorks的时间已达5500万小时。 在美国，包括麻省理工学院（MIT）、斯坦福大学等在内的著名大学已经把SolidWorks列为制造专业的必修课，国内的一些大学（教育机构）如清华大学、北京航空航天大学、北京理工大学、上海教育局等也在应用SolidWorks进行教学。 Solidworks软件特点：Solidworks软件功能强大，组件繁多。 Solidworks 功能强大、易学易用和技术创新是SolidWorks 的三大特点，使得SolidWorks 成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks 不仅提供如此强大的功能，同时对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。 对于熟悉微软的Windows系统的用户，基本上就可以用SolidWorks 来搞设计了。SolidWorks独有的拖拽功能使用户在比较短的时间内完成大型装配设计。SolidWorks资源管理器是同Windows资源管理器一样的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks ，用户能在比较短的时间内完成更多的工作，能够更快地将高质量的产品投放市场。 在目前市场上所见到的三维CAD解决方案中，SolidWorks是设计过程比较简便而方便的软件之一。美国著名咨询公司Daratech所评论：“在基于Windows平台的三维CAD软件中，SolidWorks是最著名的品牌，是市场快速增长的领导者。” 在强大的设计功能和易学易用的操作（包括Windows风格的拖/放、点/击、剪切/粘贴）协同下，使用SolidWorks ，整个产品设计是可百分之百可编辑的，零件设计、装配设计和工程图之间的是全相关的。 用户界面：只有SolidWorks 才提供了一整套完整的动态界面和鼠标拖动控制。“全动感的”的用户界面减少设计步骤，减少了多余的对话框，从而避免了界面的零乱。 崭新的属性管理员用来高效地管理整个设计过程和步骤。属性管理员包含所有的设计数据和参数，而且操作方便、界面直观。 用SolidWorks资源管理器可以方便地管理CAD文件。SolidWorks资源管理器是唯一一个同Windows资源器类似的CAD文件管理器。 特征模版为标准件和标准特征，提供了良好的环境。用户可以直接从特征模版上调用标准的零件和特征，并与同事共享。 SolidWorks 提供的AutoCAD模拟器，使得AutoCAD用户可以保持原有的。2.1.2 Pro/Engineer：Pro/Engineer是软件包，并非模块，它是该系统的基本部分，其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色实体或线框造型棚完整工程图产生及不同视图（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转）。Pro/Engineer是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不象其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其也相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机上或一些支持Postscript格式的彩色打印机。Pro/Engineer还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这都是通过标准数据交换格式来实现，用户更可配上 Pro/Engineer软件的其它模块或自行利用 C语言编程，以增强软件的功能。它在单用户环境下(没有任何附加模块)具有大部分的设计能力，组装能力(人工)和工程制图能力(不包括ANSI， ISO， DIN或 JIS标准)，并且支持符合工业标准的绘图仪(HP，HPGL)和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。Pro/Engineer功能如下： 1 特征驱动（例如：凸台、槽、倒角、腔、壳等）； 2 参数化（参数=尺寸、图样中的特征、载荷、边界条件等）； 3 通过零件的特征值之间，载荷/边界条件与特征参数之间（如表面积等）的关系来进行设计。 4 支持大型、复杂组合件的设计(规则排列的系列组件，交替排列，ProPROGRAM的各种能用零件设计的程序化方法等)。 5 贯穿所有应用的完全相关性(任何一个地方的变动都将引起与之有关的每个地方变动)。其它辅助模块将进一步提高扩展 ProENGINEER的基本功能。2.1.3 MASTERCAM：Mastercam是美国CNC Software Inc.公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件。它集二维绘图、三维实体造型、曲面设计、体素拼合、数控编程、刀具路径摸拟及真实感摸拟等到功能于一身。