电力机车操纵 HXD3型电力机车牵引相关操纵及特性

电力机车的起动任务一电力机车的起动电力机车的起动是机车运行中最先实现的工作状态。电力机车在其起动牵引力作用下，克服列车静止时所受的阻力并产生加速度，最终运行在机车的自然特性上，这一过程称为机车的起动。机车的起动过程其实质是调速的一种特殊方式。因此，前述的调速基本原理对起动都是适用的。电力机车的起动按照中华人民共和国《铁路技术管理规程》的规定，对机车起动的基本要求是：起动稳、加速快，防止列车冲动和断钩。机车加速快可以减少起动时间，提高平均运行速度，对铁路运输有很大的意义。特别对起动频繁的电动车组来说，意义更为重大。为了使机车起动加速快.就要求机车有较大的起动电流，以产生较大的起动牵引力。机车起动平稳可以使机车内部设备免受电流冲击，机车和列车免受机械冲击，所以希望列车速度变化平稳。为此，要求起动时应尽量减少起动电流和起动牵引力的摆动。起车前压好钩，待列车缓解后，调速手轮逐渐给至3〜4位，全列起动后，再将手轮移至理想位置。1.对起动的要求电力机车的起动起动电流和起动牵引力过大时，会使电机安全换向遭到破坏，或牵引力超出线路黏着条件，使轮对发生空转，结果反而丧失了牵引力。不同形式的电力机车，起动时所受限制因素的主次是不同的。对于直流电力机车和整流器电力机车，由于牵引电动机制造技术的不断发展和完善，已能保证在黏着条件许可范围内牵引电动机有良好的换向，其主要限制条件就是线路的黏着条件。1.对起动的要求电力机车的起动机车在起动时处于静止状态：对牵引电动机施加端电压时，由于其反电势为零，因此，电机的电枢电流仅由端电压及电机回路的阻抗来决定，即显然，由于电机回路的总电阻值很小，由上式可知，必然会产生很大的起动电流，虽然起动转矩大，但起动电流太大会破坏牵引电机的安全换向、超越线路黏着条件限制，产生很大的电流冲击和机械冲击，使机车和列车都受到损伤。因此，机车的起动必须采用适当的起动方法来限制起动电流和起动牵引力。2.起动方式及其限制电力机车的起动①变电阻起动在电力机车起动时，在牵引电动机电枢回路中串入起动电阻，以减小起动电流。随着起动过程的进行再逐步切除起动电阻，待起动电阻全部切除后，起动过程结束。这种方法称为变阻。变电阻起动时，一般起动是有级的，在起动过程中起动电阻有较大的能量损耗，因此是不经济的。②降压起动在电力机车起动时，采用降低加在牵引电动机上电压的方法，称为降压起动。采用直流斩波器的直直型电力机车、采用整流器的交直型电力机车及交直交型异步牵引电动机电力机车均可采用此种方法。其起动原理与调速原理相同，起动过程与调速过程之间没有严格的界限。2.起动方式及其限制电力机车的起动采用变压器有级调压的整流器电力机车，起动过程是有级的。采用晶闸管移相调压的整流器电力机车和采用直流斩波器的直流电力机车，由于其调速是平滑连续的，因此其起动过程也是平滑连续的，这样可以使起动电流沿着黏着限制条件平滑地变化或维持一定值.机车不仅起动平稳，而且起动牵引力也可以在满足黏着条件的要求下维持较大数值。但是，无论选择何种调压方式，降压起动时机车的功率因数是非常低的，整流电流的脉动也将增加。SS4G型机车采用降压起动方式。③起动电流和起动牵引力的限制机车起动时，轮对发生空转前所能发挥的最大牵引力称为起动牵引力Fs。机车牵引力受线路黏着条件的限制，应满足下列条件：2.起动方式及其限制电力机车的起动机车黏着系数并不是一个恒定值，它是随着线路条件、轨面情况、机车起动方式等因素而变化，是一个范围值。因此机车的黏着限制曲线也并非只有一条而是一个限制带。为使机车起动时有较大的起动牵引力，就应充分利用机车的黏着条件，即机车起动时，起动牵引力尽可能接近黏着限制线。3.受电弓交流电力机车调速任务二交流电力机车调速交直交型交流传动电力机车采用三相异步牵引电动机做牵引动力，根据三相异步电动机的速度公式：（公式1）交流电力机车调速由公式1知在电源频率保持不变时，改变定子极对数可以调节电机的转速。一般是把定子绕组分成若干独立分段，改变各分段引出线的连接方式达到改变极对数的目的，使得异步电机结构复杂，且换接电路过于复杂，以致丧失了运用的可靠性。1.改变定子极对数交流电力机车调速改变电机转子回路启动电阻值，实行所谓串级调速，由于目前电力牵引交流传动系统中绝大多数国家都是采用结构异常简单的鼠笼式异步电动机作牵引电动机，由于这种电机的转子绕组是“短路绕组”，因而无法再在转子上采取调速的措施。2.改变电机转子电路启动电阻交流电力机车调速改变异步电动机供电电源的频率即所谓的变频调速。我们知道旋转磁场的转速（同步转速）与输人电流的频率成正比，如果改变电源的频率，则同步转速随之改变，也即改变了转子的转速，这就是异步电动机变频调速的实质。但是对于异步电机，调频与调压是相联系的，输出电压应随着输出频率的改变而改变。随着电力电子技术的发展，大功率半导体器件的开发应用，近代交（直）交型电力机车已很好地解决了变频问题，使得交流机车的调速具有平滑无级的特性。目前异步交流传动机车采用由电压型四象限脉冲变流器和三相逆变器组成的牵引变流器进行调速，从根本上解决了功率因数问题。3.改变异步电动机的供电频率HXD3型电力机车操纵任务三HXD3型电力机车操纵①将控制电器柜里的控制电路接地空气断路器（QA59）、蓄电池输出空气断路器（QA61）闭合此时，电器控制柜和驾驶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空气断路器闭合。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证机车正常起机的情况下，才闭合空气断路器QA56,同时闭合交流加热空气断路器QA72,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。1.动车前的准备工作②将司机钥匙插人操纵台电源扳键开关SA49（或SA50），旋转至起动位置，设定机车的操控端驾驶台。此时，驾驶台故障显示屏上“微机正常”、“主断路器断开”、“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，进人牵引/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。触摸操纵屏幕按钮，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、通风机状态画面、辅助电源画面、故障记录画面等，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，无法进行操纵。同时，一台机车只配备一把钥匙，以防止I端和II端的钥匙开关同时处在“ON”状态。1.动车前的准备工作HXD3型电力机车操纵③升弓、合主断以及各辅助电动机的起动升弓前，首先需确定总风缸压力在480kPa以上。若不满足，到空气管路柜前査看辅助风缸压力表。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起动按钮，辅助空气压缩机起动，待辅助风缸的气压上升到735kPa时，辅助空气压缩机自动停止。注意：为防止损坏辅助压缩机，辅助压缩机打风时间不得超过10分钟，若超过需要人为断开自动开关QA5］和QA45,来切断辅助压缩机回路，需间隔30分钟再投人使用。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，在电脑显示屏上也显示了网压（1次）和受电弓升起。将驾驶台上的主断路器开关SB43（或SB44）置于“ON”位置，主断路器接通，此时驾驶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。1.动车前的准备工作HXD3型电力机车操纵合后，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起动，当总风缸压力升至900±20kPa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起动。此时，不受总风缸压力继电器控制，待总风缸压力上升至950±20kPa时，高压安全阀运作，不断排风，所以相当于人为断开“强泵”扳键开关。

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.动车前的准备工作HXD3型电力机车操纵机车起动前需先确认以下几项。①停车制动器应为缓解态。停车制动作用时，驾驶台的故障显示屏显示“停车制动”。停车制动作用时，解除驾驶台的中央操作面板上的停车制动操作开关（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电网压表显示数值为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。2.