劈相机的故障与维修

目目 录录 摘 要 关键词 1 绪 论 2 一 劈相机的结构和技术参数 2 1 劈相机的结构特点 2 2 劈相机的技术参数 3 二 劈相机的工作原理 4 三 劈相机的启动与运行 4 四 劈相机的控制 5 1 手动控制 5 2 自动控制 6 3 低压实验 控制及库内辅助电路电源实验 7 五 劈相机的维护保养与常见故障及处理办法 8 1 劈相机的维护保养 8 2 劈相机的常见故障机处理办法 8 3 轴承异音 10 4 轴承过热 11 后 语 12 参考文献 12 感 言 13 湖南湖南铁铁路科技路科技职业职业技技术术学院学院毕业论毕业论文文 第 1 页 共 13 页 劈相机在劈相机在 SS4GSS4G 型电力机车上的应用型电力机车上的应用与分析与分析 摘 要 本论文主要介绍 JP402A 型劈相机的结构与工作原理 劈相机在 SS4G 上 机车的控制及运用 基于生产实践 总结归纳了几种劈相机常见的故障及相应 的处理办法 关键词 关键词 SS4G 劈相机 应用分析 湖南湖南铁铁路科技路科技职业职业技技术术学院学院毕业论毕业论文文 第 2 页 共 13 页 绪绪 论论 近年来 中国铁路坚持用科学发展观统领各项工作 从服务社会主义和谐 社会建设出发 立足于解决铁路运输生产力不适应经济社会发展需求的矛盾 以快速扩充运输能力和快速提高技术装备水平为主 深入推进和谐铁路建设 提升了我国铁路整体技术装备水平和管理水平 开创铁路改革发展的新局面 SS4G 机车按照铁道部科技政策 重载 高速 和 提速 的方针 SS4G 型八轴机车的开发在 2 B B 轴列 B 转向架 低位牵引装置以及相控 调压 加馈电阻制动 800KW 牵引电机等方面填补了我国新机型的空白 为第 三代机车开创和完善起到了先行作用 劈相机作为 SS4G 机车的重要组成部分 将主变压器供给的单相电源劈成三相电再供给辅助电路的所有辅机 本论文对 SS4G 型 JP402A 型劈相机的结构和原理 以及故障处理有较系 统的介绍 将知识点和能力点有机的结合 以专业知识为主要内容突出了 JP402A 型劈相机在 SS4G 机车上的重要作用 一 劈相机的结构和技术参数一 劈相机的结构和技术参数 1 劈相机的结构特点 劈相机的结构特点 JP402A 型劈相机在结构上与三相鼠笼式异步电动机相似 也是由定子 包括定子铁心 定子绕组和机座 铸铝转子 包括转子铁心 转子绕组 转轴 及端盖 轴承盖等组成 在定子与转子间有 1mm 的气隙 该劈相机为 自行通风防护式 依靠转子上的铸铝风叶在旋转时将冷空气从机座两端端盖孔 吸入 将热空气从机座中部的出风口排出 达到自行冷却的目的 定子铁心和转子铁心均采用 0 5mm 厚 DW470 50 冷轧硅钢片 按给定图 形冲制的冲片叠压而成 定子铁心外径为 423mm 内径为 280mm 铁心长 280mm 定子槽形为半闭口梨形槽 定子绕组为双层 短距 叠绕软绕组 转子为铸铝转子结构 端环 风叶 平衡柱及槽内导体用 A199 5 铝采用 离心浇铸一次铸成 并热套于转轴上 转子外径为 278mm 经车削加工而成 槽 形为半闭口平行圆底槽 共 50 槽 槽斜率 15mm 机座 端盖及轴承盖均由 HT200 灰口铁铸成 在机座出线侧的筋上与定子铁心间装有二个 M16X20mm 定位 用的紧固螺钉 轴承外盖上装有 45 M10X1mm 接头式压注油杯 端盖上装有 湖南湖南铁铁路科技路科技职业职业技技术术学院学院毕业论毕业论文文 第 3 页 共 13 页 313 低噪音单列向心球轴心 见下图 1 313Z1 轴承 2 轴承外盖 3 油杯 4 轴承内盖 5 端盖 6 挡风板 7 定子 8 转子 9 接线罩 2 2 劈相机的技术参数 劈相机的技术参数 型 号 JP402A 型 式 自行通风防护式 额定功率 57kVA 额定电压 输入单相 380V 输出三相 380V 额定电流 输入单相 200A 输出单相 90A 额定转速 1499r min 极 数 4 频 率 50Hz 输入功率因数 0 80 结缘等级 F 额定种类 连续 重 量 586Kg 湖南湖南铁铁路科技路科技职业职业技技术术学院学院毕业论毕业论文文 第 4 页 共 13 页 二 劈相机的工作原理二 劈相机的工作原理 当单相交流电通过电机定子绕组时 产生交变的脉振磁场 一个脉振磁场 可以分解为两个幅值一样 转速相等 转向相反的旋转磁场 与电机转子转动 方向相同的磁场称为正序旋转磁场 与转子转向相反的磁场称为负序旋转磁场 劈相机的电动相 与单相电源相联的两相绕组 解到单相交流电源上 在 劈相机的空气隙中产生两个大小相等 方向相反 周期相同的旋转磁场 当劈 相机的转子静止不动时 这两个磁场在转子导体上感应的电势大小相等 方向 相反 转子由此而产生的两个转矩大小相等 方向相反 相互抵消 即启动转 矩为零 劈相机不能自行启动 如果用某种方法使转子转动 并达到额定的运行速度 那么转子与正序旋 转磁场的相对速度比较小 而转子与负序旋转磁场的相对速度比较大 转子以 几乎两倍于同步转速的深度切割该负序磁场 使转子导体内感应出近两倍于电 网频率的电势和电流 该电流产生的磁场几乎抵消了定子绕组产生的负序磁场 也就是说 当转子转动时在劈相机的气隙中主要剩下一个正序旋转磁场 实际 上气隙中的合成磁场是旋转的椭圆形磁场 它与转子导体内产生的电流相互 作用产生电磁转矩 克服转子的机械阻力矩及转子负序电流产生的电磁阻力矩 驱动转子沿着正序旋转磁场方向旋转 同时 该正序旋转磁场切割定子三相绕 组 并使它感应出三相电势 于是单相电源被劈成三相电源 在劈相机定子 的三相输出端接上负载 因其中两相负载直接与单相电源相联 并不需要经过劈相机而直接从单相电源得到供电 而另一相负载则由劈相机的发 电相得到供电 所以劈相机是将单相交流电源劈成三相 而本身只输出一相电流 的异步电动机 三三 劈劈相相机机的的启启动动与与运运行行 当劈相机的电动相绕组 U1 V1接入机车主变压器辅助绕组 a6 x6端子的单相 电源时 它的转子处在两个大小相等 方向相反 周期相等的旋转磁场中 转子与 正序磁场相互作用产生驱动转矩 转子与负序磁场相互作用产生制动转矩 劈相 机的启动转矩为零 不能自行启动 要使它有一定的启动转矩 必须设法使它在 湖南湖南铁铁路科技路科技职业职业技技术术学院学院毕业论毕业论文文 第 5 页 共 13 页 启动时能产生一个旋转磁场 SS4G电力机车 型号为JP402A 380V 57KW的劈相机采 用电阻或电容进行分相启动 劈相机的运转与停止通过其相应的接触器201KM控制 劈相机是单相电动机与三相发电机的组合 起动时必须在第二电动相绕组与发电相绕 组间接入起动电阻263R进行分相起动 起动电阻的接通与开断由接触器 213KM来执 行 由劈相机起动继电器 283AK检测起动过程并控制起动电阻回路的开断 283AK的 工作电源 DC110V 从导线531经533KT常开联锁由导线281引入 当按下劈相机 按键开关后 接触器213KM闭合 起动电阻投入 210KM闭合 劈相机开始起动 这 时劈相机起动继电器检测劈相机发电相电压 由导线 279 280引入 来间接反映 见下图 四四 劈劈相相机机的的控控制制 所有辅机的控制电源由 605Q 自动开关提供 劈相机的控制是完成其它辅 机控制的先决条件 SS4G 型机车的劈相机控制有手动控制和自动控制两种方式 它是通过方式选择开关 591QS 进行选择的 当 591QS 打在 0 位时 即为手 动位 当 591QS 打在 1 位时 即为自动位 其控制电路 见下图 下面分 别加以说明 1 1 手动控制 手动控制 按下 劈相机 按键开关 404SK 导线 560 经 404SK 与 591QS 使导线 564 有电 劈相机中间继电器 567KA 得电动作 其常开闭合 导线 560 经 567KA 得 常开点 使导线 561 有电 它分成几条支路 第一条支路 导线 561 经劈相机 起动中间继电器 566KA 常闭接点 使分相接触器 213KM 和劈相机起动延时继电 器 533KT 得电动作 为劈相机的接触器 201KM 闭合做好了准备 第二条支路 湖南湖南铁铁路科技路科技职业职业技技术术学院学院毕业论毕业论文文 第 6 页 共 13 页 导线 561 经 213KM 的辅助接点 使导线 572 有电 经劈相机故障隔离开关 242QS 以及劈相继辅助保护接点 215EF 使 201KM 得电动作 劈相机主回路沟 通 开始起动 若起动正常 则劈相机的起动继电器 283AK 动作 其常开点闭 合 第三条支路 导线 561 经 283AK 使导线 568 有电 劈相机起动中间继电器 566KA 得电动作 其常闭点打开 切断 213KM 和 533KT 的供电回路 甩掉劈相 机起动电阻 使劈相机进入正常工作状态 同时 566KA 的常开点闭合 第四 条支路 导线 561 经 215EF 和 566KA 的常开点 使 566KA 继续得电自锁 第五 条支路 导线 561 经 533KT 的常闭点 使导线 577 有电 为其它辅机正常工作 做好准备 至此 劈相机的控制顺利完成 这是单节车的情况 当两节车重联 时 通过重联线 N567KA 得电动作 起动另一节车的劈相机过程 2 2 自自动动控控制制 所谓自动控制是指司机操作主断路器合闸后 劈相机自动起动 无需人 为操作劈相机以及其他辅助的按键开关 这一功能主要用于机车过分相区时 减少司机的操作步骤 当主断路器闭合后 器辅助联锁的常闭打开 导线 565 失电 劈相机自起延时继电器 528KT 失电 延时 1S 后其常闭点闭合 导线 562 经 591QS 和 528KT 的常闭点 使 567KA 得电动作 劈相机开始起动 以后的过 程与手动控制完全一样 不再复述 劈相机故障时的控制 若劈相机故障 则将 242QS 打到 2 位也就是用通风机 1 代替劈相机 此时 通风机 1 通过分相电容起动后代替劈相机的功能 使其它辅机依旧能正 常工作 具体控制过程如下 1 将 242QS 打到 2 位 2 将 296QS 打到电容位随后的操作过程与起动劈相机相同 即先按下 404SK 567KA 得电动作 导线 560 经 567KA 使导线有电 第一路 导线 561 经 566KA 使 213KM 和 533KT 得电 起动电容接入 第二路 导线 561 经 213KM 242QS 使导线 695 有电 经通风机 1 的辅机保护接点 219EF 使通风 机 1 的接触器 205KM 动作 第三路 导线 561 经 283AK 使 566KA 得电动作并自 锁 通风机 1 开始起动 当其发电机电压达到 283AK 的整定值时 283AK 动作 第三条 导线 561 经 283AK 使 566KA 得电动作 并通过其本身的常开点自锁 第四条 导线 561 经 566KA 的常闭点切除 213KM 和 533KT 的供电电路 甩掉通 风机的起动电容 使通风机 1 进入正常工作状态 第五条 导线 561 经 湖南湖南铁铁路科技路科技职业职业技技术术学院学院毕业论毕业论文文 第 7 页 共 13 页 533KT 使导线 577 有电 为其它辅机正常工作做好准备 以上介绍的是 198 号以前的 SS4G 型机车的劈相机 自 199 号机车开始 增加了一个时间继电器 527KT 其作用是 当劈相机起动时 283AK 动作 566KA 常闭打开 6 用 527KT 的常开点短接 566KA 的一组常闭接点 561 与 571 让 533KT 和 213KM 继续得电 延时 1S 后 527KT 的常闭店打开 533KT 和 213KM 都失电 分相起动电阻和分相起动电容退出辅电路回路 这样 分相起 动电阻或分相起动电容比原来电路多了 1S 工作时间 进一步改善了劈相机的 起动性能 湖南湖南铁铁路科技路科技职业职业技技术术学院学院毕业论毕业论文文 第 8 页 共 13 页 3 3 低压实验低压实验 控制及库内辅助电路电源实验控制及库内辅助电路电源实验 机车 低压试验 时 将 242QS 打在 0 位 即 试验 位 并闭合 按键 404SK 则 567AK 566KA 得电闭合 533KT 失电打开 其常闭联锁接点闭 合 577 有电 即可进行其它辅机接触器操作试验 但此时劈相机接触器 213KM 被切断 由此 又可将辅助电路库用插座接上三相 380V 电压 直接起动 压缩机和各通风机 而起动劈相机 五 五 劈相机的维护保养与常见故障及处理办法劈相机的维护保养与常见故障及处理办法 1 1 劈相机的维护保养 劈相机的维护保养 1 新安装或长期停用的劈相机运转前的检查 用 200 300Kpa 2 3kg cm2 的干燥压缩空气清除劈相机内部及外部的 灰尘和污物 用 500V 兆欧表检查定子绕组的绝缘电阻 在冷态下不低于 10 兆欧 热 态下不低于 0 46 兆欧 如达不到要求 必须对劈相机的绝缘电阻进行调整直到 符合要求为止 用 500V 兆欧表检查接线板的绝缘电阻不低于 50 兆欧 要保持接线板 接线柱等部件的干燥 轴承润滑脂应清洁 无变质稀化现象 润滑脂量约占轴承室的 50 不 可过多 在机车走行 5 万 7 万 km 以后 向轴承室注入适量润滑脂 约 20g 左 右 检查劈相机的接线是否与装在接线罩内部的接线图相符 同时要检查劈 相机引出线一接头的连接是否有松动 虚焊等现象 如有 则必须加以处理 重压或重焊接头 正式运转前 应先行试机 观察旋转方向 对新安装的劈相机 震动 情况 有无异响及局部过热等 2 劈相机的存放 劈相机应存放在干燥 清洁 无化学药物 无酸碱及腐蚀性气体 通风 良好的户内 湖南湖南铁铁路科技路科技职业职业技技术术学院学院毕业论毕业论文文 第 9 页 共 13 页 劈相机不应直接放在泥土或水泥地面上 放置应平稳可靠 勿倒置 其 上不得放置重物或尖棱的物品 2 2 劈相机的常见故障机处理办法 劈相机的常见故障机处理办法 1 劈相机不能正常启动的原因 接触器故障 过流保护误动作 起动继电器误动作或故障 网压过低 接线错误 起动电阻值变大 劈相机内部有断路 短路等故障 2 判断及处理方法 通电欧 劈相机不转 且无任何反应 表明劈相机接触器没有动作 检 查并排除该故障 通电后 劈相机起动信号显示不灭 劈相机发出 嗡 嗡 声 转轴不转 或很慢 发热严重 表明劈相机 走单相 检查劈相机接触器和起动电阻接 触器是否有故障 排除故障或更换接触器 劈相机起动后 劈相机起动信号显示不灭 过流保护延时不够提前动作 劈相机停止运转 表明辅机过流保护提前动作 拨出辅机保护插件 按下劈相 机接触器手动按钮 若劈相机能正常起动 则为劈相机过流保护故障 更换保 护插件 劈相机起动后 劈相机起动信号显示 熄灭 又显示 劈相机在某 一转速下 爬行 或降速至停转 辅机保护动作 表明起动继电器提前误动作 劈相机转速没有达到额定转速的 0 9 倍 起动继电器就将起动电阻切除 如果 劈相机起动后 起动信号显示不灭 劈相机剧烈抖动 电磁噪音大 起动电阻 发红或烧断 表明起动继电器晚动作或不动作 即起动电阻迟甩或甩不开 应 立即切断电源 否则劈相机会被烧毁 检查和排除起动继电器故障 劈相机起动 吃力 噪音大 起动时间长 引起过流保护动作 检查 劈相机输入电压 如果低于 270V 表明网压过低 劈相机起动电阻接在 U 相与 W 相之间 如果劈相机的任意两根线互换 都会使劈相机反转 因此 如果发现劈相机反转 表明有两根线接反 查找并 更正 只有当三相接线相互接反时 劈相机转向与正常转向一致 但由于起动 湖南湖南铁铁路科技路科技职业职业技技术术学院学院毕业论毕业论文文 第 10 页 共 13 页 电阻与 V 相 因为接反 因此不再是 U 相和 W 相 绕组不匹配 劈相机起动 困难 且由于 V 相绕组匝数最少 即使劈相机动起来 由于三相电压严重不对 称 使负载电机起动困难 这时劈相机带不动负载 此时应检查劈相机连线 并加以更正 劈相机起动困难 起动电阻值变大会使劈相机起动转矩变小 起动电阻 值为 0 79 欧 如果电阻的制造公差较大 或者由于每次起动时间较长 将使起 动电阻发烫或烧红 电阻氧化 有效截面积减小 次数多以后 电阻值会逐渐 增大 在低网压下使劈相机起动困难 甚至不能起动 测量起动电阻值 如果 偏大 改用另一组起动电阻或者用电容起动 阻值偏大的起动电阻须及时更换 通电后不久 劈相机出现冒烟 焦臭味 强烈的电磁噪音 振动等 或 引起过流保护 接地保护 或二级保护动作等 按电动机故障类 不能正常起 动 逐条判断处理 3 3 运行中劈相机发电相电压不稳或偏低或偏高 运行中劈相机发电相电压不稳或偏低或偏高 1 原因 转子断条 内部有匝间短路故障 发电相开路 2 判断及处理办法 劈相机振动大 有时高时低的 嗡 嗡 声 用钳形电流表测量三相电 流 指针周期性摆动 表明转子断条 如果故障现象很严重 引起负载电机噪 音 振动加大 发热严重 劈相机需更换转子 劈相机局部过热 严重时引起过流保护或接地保护动作 发出一股焦臭 味 劈相机任意一相有匝间短路 都会引起三相电流发生变化 使发电相电压 偏高或偏低 使三相电压不对称度加大 该劈相机需修理 发电相开路 引起负载电机全部走单相 造成辅机过载保护动作 检查 劈相机 W 相外部连线 判断是劈相机内部故障还是外部故障 如果是外部故 障 应尽力排除 如果是内部故障 该劈相机需进行修理 劈相机的轴承故障 振动大 噪音大 发热严重等故障现象 按电动机故 障中相应故障逐条判断处理 4 4 轴承异音 轴承异音 1 故障原因 湖南湖南铁铁路科技路科技职业职业技技术术学院学院毕业论毕业论文文 第 11 页 共 13 页 缺少润滑脂 轴承内部有伤或损坏 轴承中侵入杂质 2 判断及处理方法 轴承发出干磨声 而且声音中含有与转速无关的不规则金属声 表明轴 承润滑脂过少 须补充润滑脂 补充后干磨声基本消失 轴承发出 咕噜 咕噜 声 其周期与转速成正比 表明轴承的滚柱或 滚珠表面有伤痕 如轴承过热 则应及时更换 轴承发出不连续的 梗 梗 声 表明轴承内圈或外圈破裂 应及时更换 轴承发出声小而不规则 与转速无关 但也会产生 咕噜 声 表明轴 承中侵人了杂质 应拆下轴承进行清洗 5 5 轴承过热轴承过热 1 故障原因 润滑脂过多或过少 轴承破裂或内部有缺陷 轴承 走内圈 或 走外圈 轴承中侵入杂质或锈蚀 电机或负载转动部分不平衡量太大 定 转子相磨擦 两端轴承装配不平行 通风不畅 2 判断及处理方法 轴承润滑脂应装满轴承室的 1 2 2 3 二极电机装满 l 2 即可 四极 及以上电机装满 2 3 即可 润滑脂太多 轴承运行阻力加大 温度增高 润滑 脂太少 轴承干磨 温度也会升高 根据异音可判断出来 是否应补充润滑脂 轴承发热严重 伴随有振动 异音出现 根据异音可判断出属于何种 故障 应及时更换轴 轴承严重过热 噪音增大 并有明显的不连续的金属干磨声 表明轴 承 走内圈 或 走外圈 应及时更换 否则会致使轴承固死 引起电机绕 组烧损 轴承中侵入杂质或锈蚀 根据轴承异音可判断出来 应拆下清洗轴承 湖南湖南铁铁路科技路科技职业职业技技术术学院学院毕业论毕业论文文 第 12 页 共 13 页 或更换轴承 电机两端轴承都出现发热现象 震动大 如果负载是风叶 则风叶发 出的声音不均匀 且随转速的变化而变化 若轴承过热 震动过大 需拆下电 机检查修理 轴承及电机表面