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文档简介
第一章机车使用说明版本:第1.1版修改记录版本号更改日期更改的主要原因更改的章节与内容1.02012-0初始创建全部1.12012-03-05更新
目录1 概述 61.1 目的及用途 61.2 机车使用环境条件 81.3 主要技术特点 81.4 技术参数 92 安全指导 132.1 重要注意事项 142.2 火灾反应 163 机械设备 173.1 机车车体 173.2 转向架 183.2.1 驱动装置 193.2.2 撒砂装置 203.2.3 轴端接地装及传感器置布置 203.3 司机室 223.4 车顶设备 233.5 机械间 253.5.1 部件冷却和通风系统 273.6 辅助变压器柜通风支路 303.6.1 压缩机散热器通风支路 303.6.2 机械间通风 313.7 制动柜 313.7.1 克诺尔制动柜(CCBⅡ) 313.7.2 DK-2制动柜 353.8 压缩空气供应系统 383.8.1 主空气管路系统 383.8.2 主空气压缩机系统 393.8.3 排泄(排风) 403.9 刮雨器 413.10 喇叭 433.11 附属设备部件 453.11.1 接地棒 463.11.2 卫生间 463.11.3 冷藏箱 473.11.4 复轨器 473.11.5 工具柜及微波炉 474 制动 494.1 司机室制动操控部件 494.2 电制动 514.3 非直接制动/自动制动 524.4 单独EP-制动 544.5 DK-2制动机后备制动 554.6 停车制动 554.7 指示器 554.8 无火回送 574.8.1 克诺尔制动机无火回送 574.8.2 DK-2制动机无火回送 574.9 车端制动软管 595 电气设备 605.1 主电路 605.2 受电弓 615.3 主变压器 625.4 牵引变流器 645.5 牵引悬挂装置 655.6 辅助系统 665.7 第三方设备柜 675.8 低压柜 685.9 空调机组 685.9.1 制冷原理图 705.10 前窗玻璃加热器 715.11 显示器 715.11.1 功能按键及说明 725.11.2 显示器界面功能块 735.11.3 主屏幕布置 735.11.4 显示数据主要界面 745.11.5 显示列车重量输入界面 765.11.6 显示机车配置界面 775.11.7 显示牵引数据界面 795.11.8 显示辅助系统界面 805.11.9 显示故障信息界面 815.12 直流电源 815.12.1 蓄电池柜 815.12.2 控制电源柜 825.13 信号装置 826 操作部件 846.1 司机操纵台概况 846.1.1 制动显示屏 856.1.2 面板1 876.1.3 监控显示屏 876.1.4 微机显示屏 886.1.5 面板2 886.1.6 面板3 896.1.7 右柜 896.1.8 中柜 906.1.9 主台面板 926.1.10 整体脚踏 966.1.11 左柜 976.2 司机室前墙布置 986.3 司机室后墙 996.4 侧墙布置 1007 控制系统 1017.1 网络控制设备 1027.1.1 中央控制单元(CCU) 1027.1.2 牵引控制单元 1027.2 微机显示器 1037.3 制动控制单元(BCU) 1037.4 定速控制 1047.5 走行距离和速度测量系统 1057.5.1 无人警惕安全装置 1068 过分相装置 1088.1 过分相指示信号 1098.2 过分相程序 1098.3 过分相时的显示屏指示 110概述本手册为操作装用自主研发牵引变流器和网络控制系统的HXD1型电力机车及其设备提供了指导。本手册为能操作装用自主研发牵引变流器和网络控制系统的HXD1型电力机车的乘务员而编制。本手册描述了装用自主研发牵引变流器和网络控制系统的HXD1型电力机车使用环境、主要技术参数、主要技术特点、各组件的功能、日常保养等,但没有包括所有安装组件的详细资料和所有子系统及设备的操作。本文件描述装用自主研发牵引变流器和网络控制系统的HXD1型电力机车,但不能替代铁道部运营的现行条例和规定。目的及用途装用自主研发牵引变流器和网络控制系统的HXD1型电力机车是八轴机车,轴式为2(B0-B0),为铁路干线用机车。图1:装用自主研发牵引变流器和网络控制系统的HXD1型电力机车单节外形图
机车的布置定义如下:方向1方向1右侧A节B节右侧A节B节司机室变流器冷却塔低压柜牵引风机1、2、3、4司机室冷却塔司机室变流器冷却塔低压柜牵引风机1、2、3、4司机室冷却塔变流器低压柜牵引风机1、2、3、4A节B节左侧图2:机车布置定义机械部件和电子部件、屏柜分别布置在机械间的左侧和右侧。在紧急情况下,中央走廊是一个畅通无阻的逃生通道。电缆和空气管路大部分以单独的导管布置在中央走廊之下,这样易于从上方接近它们。每节车顶由4块顶盖组成。每台机车装备有两个完全相同的受电弓,受电弓安装在车顶上。如果两个受电弓中一个出现故障,机车可以升另一个受电弓继续执行牵引任务。车顶上布置有第三方设备的天线。司机室能隔离噪声、高温和低温,具有现代化的、人体工程学设计。
机车使用环境条件1)海拔高度:不超过 2500m在海拔高于1400m、环境温度接近+2)环境温度(遮荫处) -25℃机车蓄电池充电器、微机控制系统、主辅变流器及其控制单元、升弓系统部件、空气制动系统在满足-25℃~+40预热(可以采用蓄电池供电和接触网供电两种方式)的可选配置方案达到-40℃25℃暴露在车外所有橡胶件及阀的低温性能按照-50℃3)月平均最大相对湿度(该月月平均最低温度不低于25℃) 954)环境条件:能承受风、雨、雪、盐雾、煤尘和偶有沙尘。主要技术特点1)主电路:机车牵引电路采用由IGBT模块(3.3kV/1200A)组成的四象限整流器和逆变器,每重四象限PWM整流器和一个逆变器组成一组供电单元,为一台牵引电机供电,两个主电路单元的直流回路通过隔离开关并在一起,正常工作时隔离开关闭合,两个单元共用直流回路。采用牵引电机轴控技术。2)辅助电路:机车辅助电路采用主辅一体的辅助逆变器供电,辅助变流器分别由恒频恒压变流器(CVCF)与变频变压变流器(VVVF)两个模块构成。3)控制网络:机车采用微机控制系统,实现网络化、模块化,使机车控制系统具有控制、诊断、监测、传输、显示和存储功能,控制网络符合IEC61375《电气铁路设备第1部分:列车通信网络》的标准要求。4)车体:车体采用整体承载结构型式,全部由钢板及钢板压型件组焊而成的全钢焊接结构。车体纵向压缩载荷取3000kN,纵向拉伸载荷取2500kN。5)转向架:机车采用四台B0转向架。驱动系统采用滚动抱轴承传动的抱轴悬挂驱动,构架为箱形梁焊接构架,齿轮箱采用了高强度铝合金;一系悬挂采用轴箱拉杆+螺旋钢弹簧方式;二系悬挂采用高挠螺旋钢弹簧结构;牵引装置采用低位牵引。6)设备布置:机车两端具有相同操作功能的司机室、机械间设备按斜对称原则布置、中间走廊、采用预布线和预布管设计。7)空气制动系统:机车采用KNORR公司产品或DK-2制动机。8)安全防护:机车上设有高压安全联锁装置。还安装了车载安全防护系统(6A系统),包括走行部安全监测、防火监控、高压绝缘检测、视频监控、制动安全监控等安全防护功能,9)重联控制:机车具有通过WTB总线进行两台机车重联控制及显示功能,并预留了远程重联控制系统的软件、硬件接口及安装平台。10)通风方式:机车采用独立通风方式,增加了机械间冬夏季温度调节模式转换设计,更好的改善了机车运用环境。11)车上装备卫生间、微波炉、冰箱等必要的生活设施。技术参数电流制25kV/50Hz网压允许波动范围17.5kV~31kV机车功率发挥基本要求在22.5kV~29kV网压下,机车轮周功率为9600kW;网压从22.5kV到19kV,轮周功率从9600kW线性减小,网压在19kV时,机车轮周功率到8064kW;网压从19kV到17.5kV,轮周功率从8064kW线性下降到0;网压从29kV到31kV,轮周功率从9600kW线性下降到0。在网压允许波动范围内,辅助功率一直有效。机车功率发挥情况见下图所示。%%Voltage(19kV,8064kW)(29kV,9600kW)(22.5kV,9600kW)轨距1轴式2(B0-B0)机车整备重量2x100t轴荷重25t机车前后车钩中心距35240机车车体宽度3100机车最大宽度(后视镜处于打开状态)3329机车车顶距轨面高度4机车转向架中心距9000机车转向架固定轴距2800mm轮周牵引持续功率9600kW轮周再生制动功率9600kW最大运营速度120km/h持续速度65起动牵引力(0~5km/h速度范围内半磨耗的轮周平均牵引力,干燥无油轨面)760kN(25t)机车持续制牵引力532kN(25t)恒功率速度范围65~120km/h最大再生制动力(车钩处)461kN牵引制动特性曲线功率因数(λ)≥0.98条件是接触网电压在22.5kV~27.5kV(正弦网压)范围内,且机车牵引功率在额定牵引功率的20%至100%范围内等效干扰电流(Jp)≤2.5A条件是机车在满功率牵引工况下,距牵引变电所10km处测量,接触网每公里0.63KΩ,64机车总效率≥0.85条件是机车在额定网压下,在牵引工况下发挥持续额定功率重联牵引由列车控制总线来实现2台机车的重联牵引通过最小曲线半径5km/h速度时125m轮径新轮:1,全磨耗:1制动控制电制动自动制动单独电空制动弹簧蓄能停车制动供电系统交流25kV,50Hz电气驱动系统IGBT为基础的水冷变流器,8个电源侧四象限整流器4QC,4个电压型直流支撑回路,8个脉宽调节(PWM)逆变器,供8台三相异步牵引电机。控制装置DTECS中央控制单元,牵引控制单元,每个司机室彩色显示屏,中央诊断,记录装置,电气防空转/防滑行保护,自动过分相可实现机车重联牵引。通讯设备(含第三方设备)LKJ2000列车运行监控记录装置,机车综合无线通讯设备CIR,JT-C型机车信号车载系统设备,TMIS车号识别设备,TAX2型机车安全信息综合监控装置车载安全防护系统(6A系统)等。车顶安装设备机车安装有2台受电弓,2个车顶高压隔离开关,2个高压电压互感器,2个主断路器(包括2个接地开关),2个避雷器,2个车顶穿墙套管(包含在高压电缆中)及天线等。安全指导有关技术安全的重要指令说明都带有适当的图标。为了确保人员安全,为了避免事故和对机车和某些部件造成损坏,必须正确地遵守这些指令。危险!该图标指出所有的这类安全指令:如果不遵守这些指令,将会存在伤害或死亡的危险。在这种情况下,必须严格地遵守这些重要的工作安全指令并特别小心地执行。小心!该图标指出所有的必须遵守的这类安全指令:如果不遵守这些指令,可能导致部件/机车的损坏和/或故障。注意该图标给出提示和其它特别有用的信息。为了部件和机车可靠运行,应遵守所有这类注意事项。
重要注意事项危险!装有心脏起搏器的人禁止进入已启动的机车。禁止人员在已启动的机车机械间内停留时间超过一个小时。运行期间,驱动装置中有危险的旋转部件和带电部件。如果未经允许或在不正确的操作或维修不够的情况下拆除必要的外盖,这些部件可能导致人生伤亡、严重伤害或材料损坏。因此,负责安全的人员必须保证:只能授权合格的和有资质的人员对机车进行操作。此外,合格的资质人员在现场处理时必须有关于装配和维护的说明书和所有其他的与任务有关的产品文件;他们也必须始终遵守这些文件中所指定的方法。非合格人员禁止操作或靠近设备。每个机车司机和机务段/车间负责对装用自主研发牵引变流器和网络控制系统的HXD1型电力机车进行维护和检修的人员必须学习本手册!中华人民共和国铁道部颁发的一般安全指导优先于本手册,也必须遵守!接触高压意味着可能发生死亡或严重的人身伤害事故!在对高压设备进行任何工作时,必须通过相应的接地开关将机车接地!当风机处于运行状态下进入机械间时,必须戴好耳罩!牵引变流器包含有大电容器。即使机车已经降落受电弓,这些电容器可以在较长时间(几天)内带有危险的高压。基于这一情况,在对牵引系统进行维护工作之前,首先必须保证牵引系统处于安全状态。如果系统的部件带电(包括辅助系统电源和蓄电池电源):必须始终佩戴合适的绝缘手套和护目镜。当机车处于有电的接触网下时,不要登机车车顶!只有当主断路器断开,受电弓已降弓以及接地开关处于接地位置才能接近车内高压区域当受电弓升起时:不要接触带高压的任何屏柜!不要拆除任何辅助电器设备的(保护)外壳!不要触摸任何低压设备!在登机车车顶之前:降落受电弓!接触网断电!将接触网可靠接地!将机车的高压设备接地!在对重联机车开始工作之前,所有机车的受电弓必须降落!只有在为接地程序而设的钥匙可以并允许操作和移动之后才能开始工作!在车上和车下执行任务时:不许吸烟!机车只能由两个接受过培训的人员(司机和副司机)驾驶!小心!由于不恰当的操作而引起的损坏不属于质保条例范围之内。如果温度低于-25°C,机车停放时必须转换到ON位(受电弓升起。蓄电池主开关打至"ON"位)!当机车速度超过125km/h,必须关闭牵引!合格人员系指具有培训、经验和专业知识,并且其相关标准、规定、事故预防条例和操作指导的知识,均已通过负责安全的职责部门验证,可承担所要求的工作,并能发现和避免其所从事工作的潜在危险的人员。在其他方面,也必须有现场救助常识和熟悉当地的救援系统。有关进行电源安装的工作,应遵循禁止非合格人员操作的规定,例如IEC60364。
火灾反应小心!保持镇定。注意线路环境,不要将列车停在桥梁上或隧道中!如果可能的话,将列车停靠在路标处,道岔口或火车站!启动紧急制动!降落受电弓。机车每节车配备有4个灭火器,灭火介质为水系灭火剂(耐寒型)。图3:灭火器位置司机室中安装2个灭火器,安排在司机室副司机侧后墙柜中,另外2个安排在机械间左右侧墙上。小心!使用灭火器时,请保持距电器部件1米的最小距离。在狭窄的、通风不良区域使用时须小心。每次使用后必须再充填灭火器。机械设备机车车体车体采用整体承载结构型式,全部由钢板及钢板压型件组焊而成的全钢焊接结构,司机室、侧墙、底架等主要部件构成一体,车体顶盖可拆卸,以便于车内设备吊装,整个车体组成一箱形壳体结构。图4:机车车体车内采用中央走廊方式,走廊地板采用平整、具有防滑功能的花纹钢板,车内设备安装骨架主要采用导轨式安装结构,便于实现车内设备的模块化设计及其安装。车体两端司机室下方装有排障器,排障器采用板式结构,排障器能进行上下调节,以保证其距轨面高度为110+100mm。车体前端结构设计能在不拆除排障器的情况下更换车钩及缓冲器。排障器为了适应机车中央布线及布管需要,车体底架中央纵梁上部为内凹结构,在保证结构强度的情况下预留足够的布线空间。车体侧下设有4个架车支承座和供检修用的四个支承点,在车体支承座架起距轨面高度不超过2500mm的条件下,转向架和主变压器可从车体下推出。车体侧梁外侧设有4个检修作业用吊车销孔,前后牵引梁两旁分别设有救援用的吊车销孔。在机车检修库内,天车吊钩距轨面高度达到9,000车体与转向架间设有连接装置,可使车体转向架一并起吊。车体主要参数:车体总宽度3100mm车体宽度(扶手杆处)3248mm车体长度(两端面间)约17138车体底架长度16839单节车车钩纵向中心线距离17611车钩中心距轨面高880mm±车体顶盖距轨面高4
转向架转向架主要由构架、轮对、驱动单元、一系悬挂和二系悬挂、一系减振器和二系减振器、牵引装置(转向架和车体的连接)、制动装置和转向架附属装置等组成。12123465图5:转向架序号部件序号部件1一系悬挂4转向架构架2一系减振器5二系悬挂3轴箱拉杆6二系减振器主要技术特点:a)满足25t轴重电力机车的运用要求;b)驱动系统采用抱轴悬挂驱动;c)构架由侧梁、横梁和端梁等组成,各梁均采用箱形焊接结构;d)一系悬挂系统由轴箱拉杆、橡胶件、弹簧、油压减振器等组成,轴箱拉杆两端安装球形橡胶关节,和一系簧一起实现轴箱定位;e)二系悬挂采用高挠螺旋钢弹簧配以垂向油压减振器,横向减振器设置在构架两端,同时起到抗蛇行作用;f)牵引装置采用低位推挽式牵引装置;g)基础制动采用轮盘制动;主要技术参数:机车轴式 2(B0-B0)轨距 1435mm轴重 25t最高运行速度 120km/h轴距 2250mm+2000mm机车全轴距 16260mm轮径(新/半磨耗/全磨耗) 1250mm/1200mm/1150mm轮对内侧距 1353mm允差+0.5-1踏面形状 JM3型传动方式 单侧斜齿轮传动传动比 6.235(106/17)电机悬挂方式 滚动抱轴悬挂驱动装置采用同HXD1型机车的轮对驱动系统结构,牵引电机采用滚动抱轴悬挂,由轮对、轴箱、牵引电机、齿轮箱、抱轴等主要零部件组成。牵引电动机为交流异步电动机,额定功率1225kW。图6:驱动装置撒砂装置针对起动困难或为了紧急制动,每节车在每条轮对上提供了一个电空撒砂装置。砂箱(1)安排在轮对旁,每个砂箱的容量为100升1212
1212图7:撒砂装置布置序号部件1砂箱2喷嘴如果发生紧急制动或CCU出现防空转/防滑行保护,会自动进行撒砂。如果必要的话,司机可以使用司机室内整体脚踏处的脚踏开关撒砂。砂面可以通过砂箱加砂口目视检查。132轴端接地装置及传感器布8:轴端接地装置及传感器布置序号部件1端轴接地装置2监控速度传感器3轴报速度传感器轴端接地装置轴端接地装置是一个用于实现网侧电路从电网到钢轨回路作用并且是轴向运行的滑行触头,其也用于机车接地保护。轴端接地装置的接地刷被电气绝缘以保护滚动轴承,它闭合至旋转轮对轴的电气回路。图9:接地装置速度传感器速度传感器提供两个相位差90°的矩形波速度信号,用来测量车轴的转速和转向,为机车的监控系统提供机车速度信息。图10:速度传感器司机室11341012通过两个司机室门(1)之一可以进入司机室。1134101212图11:司机室图12:司机操纵台125587876969图13:司机室后墙序号部件序号部件序号部件1入口门5机械间门9衣帽钩2座椅6灭火器10侧窗3刮雨器7司机室取暖器11机车信号显示器4司机操纵台8添乘座椅12紧急放风阀(即车长阀)机车布置有两个具有同样操作功能的司机室,分别设在两节机车前端。司机室的结构和设备布置符合人机工程学的要求和美学原理,保证整个司机室具有友好的人机界面,便于司机操作和日常的检查维修,并能够实现单司机执乘。司机室内宽敞明亮,司机能方便地接近司机室内的每一个部位。主司机位布置于司机室的左侧。整个操纵台进行模块化设计,分成台面板组成、左柜组成、中柜组成、右柜组成和主、副司机脚踏组成。司机操纵位布置有所有与运行有关的操纵装置、仪表、显示装置、各类开关按钮等。副司机操纵位仅布置一个风笛按钮、语音箱和网络控制系统端口等。司机操纵台(4)布置为左手边控制,由司机侧和副司机侧组成。在操纵台前设有两把高度可调节的座椅(2),也可向前和向后调节座椅。司机室前窗采用分层电加热玻璃并且是安全防碎玻璃,每个前窗的上方均布置一个可调的前窗遮阳帘。前窗下方各安装一个刮雨器(3),刮刷面积符合司机视野要求。在前窗的鼻梁上安装了机车信号显示器(11)。司机室后墙分别布置有司机室取暖器(7)、添乘座椅(8)、灭火器(6)、衣帽钩(9)等设备,并在主司机侧后墙布置紧急放风阀(即车长阀)(12)。在司机室侧墙的外侧各布置了一个后视镜,侧窗(10)可以自由开启,司机室内的左侧墙侧窗下方布置有第三方设备的车载通话器。车顶设备机车车顶设备包括高压户外电气设备和通讯用的天线设备,高压户外电气设备既要满足机车电气性能的要求,又要有足够的高压绝缘性能和抵抗风、沙、雨、雪、低温等恶劣自然环境的侵害及雷电过电压袭击的能力。车顶设备配置在司机室顶盖、顶盖1、顶盖2、顶盖3、顶盖4上,具体布置详见图149876543211987654321112131114121311141617101516171015图14车顶设备布置序号部件序号部件序号部件1GSM-R语音天线7真空断路器13车顶通风过滤网2电笛8母线支持绝缘子14CMD及无线重联天线3多频段合路器天线9高压连接器15GSM-R数据天线4车载WLAN/GPRS二合一天线10高压隔离开关16GPS-2000天线5受电弓11避雷器17GSM-R语音天线6高压电压互感器12车顶入口门如图14所示,高压户外电气设备包括:受电弓、主断路器、接地开关、高压电压互感器、避雷器、高压隔离开关、高压穿墙套管、母线及支持绝缘子,这些设备主要安装在顶盖1、顶盖2、顶盖3、顶盖4上。在顶盖4上安装一台TSG15B型受电弓、母线绝缘子、BVAC.N99D型真空主断路器、BTE25.04D型接地开关、YH10WT-42/105型金属氧化锌硅橡胶避雷器、高压穿墙套管、THG2A高压隔离开关、母线;其中顶盖1上装有多频段合路器天线、车载WLAN/GPRS二合一天线、CMD及无线重联天线、GSM-R数据天线;顶盖3上装有车顶通风过滤网和车体通风窗。受电弓安装设计时要求受流滑板中心线与转向架旋转中心线尽量一致,以减小机车运行时受电弓滑板与接触网的偏离值,提高受电弓的受流可靠性。主断路器是机车电源的总开关,承担机车正常工作时电路的分、合闸,在机车的许多故障情况发生时,起保护性分闸作用。在主断路器和高压穿墙套管之间,装有过电压保护用氧化锌避雷器,可以对雷击过电压和操作过电压起保护作用。与主断路器相邻处装有一台高压穿墙套管(即高于电缆总成的车顶部分),由它把机车从接触网受流的电流引入车内。在与其连接的高压电缆上装有原边电流互感器(此部件在机械间内),主要用来提供原边电流信号,同时为原边保护回路提供信号。高压隔离开关起高压隔离作用,当端部的受电弓发生故障时,可通过相应高压隔离开关的动作来隔离故障受电弓;当受电弓到高压隔离开关前的母线支持瓷瓶和母线故障时也可以通过高压隔离开关进行相关的隔离操作。高压电压互感器主要提供网压信号,使司机在升弓后就能先观察到网压信号,同时也为机车的主变流器和辅助变流器提供同步信号,使得主变流器和辅助变流器能正常工作。该信号也连接电度表使得司机能充分了解机车的能耗情况。在顶盖4上设有登车顶窗,乘务和检修人员确认接触网无电后,可经此上车顶进行检查和维修作业,为保证人身安全,车顶登顶窗设置安全电气连锁装置,打开登顶窗前接通顶盖4上的接地装置将25kV电路接地,使得分布电容积聚的电荷放电已确保人身安全,同时受电弓控制回路被切断,无法升弓,避免误升弓操作发生的可能。机械间图15:机械间布置机车机械室设备布置采用贯穿中间走廊结构(宽度≥600mm),原则上两侧设备斜对称分布,采用斜对称布置。机械间内布置如下设备:a)牵引通风机(数量为4台/节车):装有轴流风机,牵引风机通过相应风道从侧墙小斜面吸风然后将冷风吹入牵引电机带走牵引电机工作时产生的热量。b)主变流器柜(数量为1台/节车):负责牵引时通过主变压器将单相交流电逆变后给牵引电机供三相电,电制动时将牵引电机发的三相电逆变成单相电后通过主变压器反馈回接触网。c)冷却塔(数量为1台/节车):包含轴流风机、水泵和复合冷却器,其主要作用是冷却主变流器和主变压器的水路和油路,从而带走主变流器和主变压器工作时产生的热量。d)辅助变压器柜(数量为1个/节车):负责为机车上的辅机提供三相交流电源。e)低压电器柜(数量为1个/节车):装有微机网络控制单元和机车控制用的接触器、继电器、辅机自动开关、转换开关等部件。f)蓄电池充电机(数量为1个/节车):将单相220V交流转换成110V直流,为机车提供110V电源;将110V直流转换成24V直流,为机车提供24V电源,对机车蓄电池进行充电管理,如均充、浮充、恒流充电;并显示、记录模块的运行状态。g)空气管路柜(数量为1个/节车):装有克诺尔CCBII制动机或DK-2制动机的相关部件。h)第三方设备柜(数量为1个/节车):用于安装TAX2型机车安全信息综合监测装置、LKJ2000列车运行监控记录装置、机车综合无线通信设备(CIR)主机、JT-C系列机车信号车载系统设备主机等部件i)压缩机及干燥器(数量为1套/节车):负责压缩空气并进行干燥和过滤处理。j)卫生间(数量为1个):采用压力冲水、非直排式,具有压力冲水集便器、水箱、污物箱、显示面板、取暖器、通风排气扇、洗手台、节水水龙头、照明灯、废物收集装置、地漏、冲洗开关、排气照明开关、扶手等设施。k)工具柜(数量为1个/节车):用于存放随车工具。l)衣帽柜(数量为1个/节车):用于存放乘务员衣物。m)其他:包括冰箱1个、微波炉1个、接地棒1根、登顶梯1套/节车、机械室灯7个/节车、受电弓阀板1个/节车等辅助设施;并预留有CMD屏柜空间。部件冷却和通风系统211部件冷却系统主要由安装在机械间内的两个部件组成。2111111图16:冷却部件序号部件1牵引电机风机(4个/节车)2冷却塔(1个/节车)整车通风系统采用独立通风方式,独立通风方式是指机车通风系统各通风支路都有其独立的进风风道,经风机送入到各需冷却部件进行强迫通风冷却。机械间内车内通过机械间通风机向车内送风维持正压,可以有效防止车外灰尘、雨雪等杂物进入车内。牵引通风机及通风支路牵引电机通风机从车顶侧吸入冷却空气,冷却相应的牵引电机。每一个牵引电机用一台风机进行强迫通风冷却,每节车共有4个牵引风机。空气走向如下:车外空气→侧墙百叶窗→风道→牵引风机→车体台架风道支架→牵引电机软风道→牵引电机→车底大气。图17:牵引电机风机
冷却塔及通风支路每节机车装备有1个冷却塔,位于机械间内。冷却塔冷却牵引变流器和主变压器中相应的冷却剂。冷却塔有两个独立的冷却回路,用于牵引变流器水冷却液回路,主变压器油冷却液回路。图18:冷却示意图
冷却回路的冷却液在冷却塔中进行风冷。冷却塔通风支路的作用是冷却主变流器水和防冻液散热器和主变压器的油散热器组成的油水散热器。全车共有二个冷却塔通风支路。其空气走向如下:车外内空气→车顶过滤网→冷却塔风机→油水散热器→车底大气内。水冷却回路包含一个冷却水泵和一个膨胀箱,冷却水泵用于提供冷却水,膨胀箱用于自动通风及平衡冷却水热量引起的膨胀。可以在膨胀箱上的液位显示处通过膨胀箱中的漂浮开关检查冷却液位。313162754图19:冷却塔序号部件序号部件1膨胀箱(水)5液位指示器2冷却泵(水)6空气减湿器3复合散热器7主冷风机4副油箱(油,仅1号冷却塔有)在1号冷却塔油冷却回路中集成了一个副油箱(5)和复合散热器(3),副油箱用于平衡油热量引起的膨胀。在副油箱(5)上的液位指示器(6)处可以检查油位。一个空气减湿器吸收从空气流进入副油箱中的湿气。冷却塔通过法兰直接连接到变流器水的入口和出口,它包含用于牵引逆变器的冷却管路以及用于主变压器的冷却管路。冷却塔拥有冷却水泵(2)和用于牵引变流器冷却的膨胀箱(1)。小心!如果发生过热,牵引控制单元确保降低牵引功率。如果发生故障(冷却液泵故障或冷却塔故障),主断路器HVB分断。辅助变压器柜通风支路辅助变压器柜通风散热支路的作用是冷却辅助变压器。全车有两个辅助变压器柜通风散热支路。辅助变压器柜通风散热支路设置有冬夏季转换装置。夏季工况时的空气走向如下:车外空气→辅助变压器柜→车内。冬季工况时的空气走向如下:车外空气+车内空气→辅助变压器柜→车内。车内空气压缩机散热器通风支路压缩机散热通风支路采用冬夏季转换装置。压缩机通风散热支路的作用是冷却压缩机散热器。全车共有两个主压缩机通风散热支路。夏季工况的冷却空气的走向如下:车内空气→主压缩机散热风机→主压缩机散热器→车体压缩机风道→车底大气。冬季工况的冷却空气的走向如下:车内空气→主压缩机散热风机→主压缩机散热器→车体压缩机风道→机械间。机械间通风机械间通风支路的作用是冷却机械间,使机械间温升维持正常水平,同时起到维持机械间正压的作用。机械间正压可以有效防止车外灰尘、雨雪等杂物进入车内。机械间通风支路的冷却空气由辅助变压器柜风机提供(每台约1.0m3/s),冷却机械间后,经车顶通风窗和压缩机散热排风口排出车外。通过辅助变压器柜通风机向机械间放风后,机械间维持正压,由于机械间正压的作用,机械间热空气通过机械间排风口和压缩机散热排风口排出车外,从而起到了降低车内空气温度的作用。制动柜克诺尔制动柜(CCBⅡ)7制动柜是一个整体电空制动部件,它将电制动要求转变成空气制动压力。制动控制单元安装在制动柜中,负责空气制动系统。为了和CCU交换制动信号,制动控制单元与CCU的接口设计成一个MVB连接。713108911125623411310891112562341图20:克诺尔制动柜正面序号部件序号部件1U99,连锁钥匙阀8防滑主机2B01A24总风缸截止塞门9B01B47电源/继电器接口模块RIM/CJB3B01S10无人警惕模块SIFA10B01F41撒砂模块4B01P50PSW控制模块11B01Z10塞门模块5B01U43辅助空气压缩机模块12B01B40弹簧动作器模块6B01B20电空控制单元EPCU13B01R30模块7B46MVB集成处理器模块M-IPM13121312图21:克诺尔制动柜背面序号部件12B01U76风缸13B01A13风缸20192019图22:克诺尔制动柜侧面图23:球阀序号编号部件功能/选择位置19B01A14球阀(处于关断位)用于风缸B01A13的排风和排去任何停滞的凝结水。将手柄旋转90°:打开20B01U88球阀(处于关断位)用于风缸B01U76的排风和排去任何停滞的凝结水。将手柄旋转90°:打开制动面板操作部件说明1B01A24总风排风球阀序号编号部件功能/选择位置1B01A24排风球阀关闭和排风制动控制模块B01。水平位置:关闭垂直位置:打开2B01U99连锁钥匙阀序号编号部件功能/选择位置1B01U99连锁钥匙阀控制受电弓气路打开和关闭。水平位置:关闭垂直位置:打开3B01S10无人警惕模块SIFA序号编号部件功能/选择位置1B01S10.01二位三通换向阀如果二位三通换向阀关闭,则供给无人警惕模块SIFAB01130的压缩空气被关断,下游的压缩空气管路和部件被排风。水平位置:关闭垂直位置:打开4B01U43辅助压缩机模块序号编号部件功能/选择位置3-1B01U43.06安全阀NHS保护下游部件免受过压。压力为9.0+0.2bar时安全阀自动打开。3-2B01U43.13截止塞门用于关断到风缸B01U76的压缩空气或通过风缸B01U76的压缩空气水平位置:打开垂直位置:关断3-3B01U43.14截止塞门用于关断到主开关的压缩空气出口和给下游压缩空气管道排风。水平位置:关闭垂直位置:打开3-4B01U43.05压力表显示双止回阀(B01U43.04)的输出压力3-5B01U43.04双止回阀自动功能5EPCU电空控制单元11图24:电空控制单元序号编号部件功能/选择位置1DER无火调节器允许在无火(无动力)机车上从列车管给总风缸充风6B01F41撒砂模块
序号编号部件功能/选择位置1B01F41.02截止塞门用于关断至撒砂模块的压缩空气供应,并给下游的压缩空气管路排风。水平位置:打开垂直位置:关闭7B01Z10塞门模块
序号编号部件功能/选择位置1B01Z10塞门模块用于分配C-压力给两台转向架的常用制动。1.1B01Z10.23截止塞门用于关断转向架2的制动压力C2,并给下游的压缩空气管路排风。水平位置:打开垂直位置:关闭1.2B01Z10.22截止塞门用于关断转向架1的制动压力C1,并给下游的压缩空气管路排风。水平位置:打开垂直位置:关闭8B01B40弹簧蓄能制动
序号编号部件功能/选择位置1B01B40弹簧蓄能制动控制停车制动1.1B01B40.06二位三通换向阀如果二位三通换向阀关闭,制动卡钳单元的弹簧动作风缸和指示器从空气系统中关闭并排风。1.2B40.03.II手控制按钮手动缓解和投入停车制动。1.3B40.03-I手控制按钮手动缓解和投入停车制动。9B01P50PSW控制模块
序号编号部件功能/选择位置1B01P50PSW控制模块总风压力开关模块1.1B01P50.04测试口1.2B01P50.72压力开关控制压缩机启停1.3B01P50.74压力开关总风低压保护1.4B01P50.75压力开关10B01R30模块
序号编号部件功能/选择位置1B01R30R30模块实现列车管向停放风缸充风功能1.1B01R30.01塞门控制列车管向停放风缸充风通路的通、断。1.2B01R30.02单向阀控制列车管向停放风缸的流向。DK-2制动柜制动柜是一个整体电空制动部件,它将电制动要求转变成空气制动压力。制动控制单元安装在制动柜中,负责空气制动系统。为了和CCU交换制动信号,制动控制单元与CCU的接口设计成一个MVB连接。图25:DK-2制动柜正面序号部件序号部件1骨架6制动缸控制模块2安全联锁箱7升弓控制模块3主压缩机启停控制模块8撒砂控制模块4停放制动控制模块9制动控制单元BCU5列车/均衡控制模块10辅助压缩机图26:DK-2制动柜背面序号部件11停放制动风缸12升弓控制风缸12工作风缸图27:DK-2制动柜侧面图28:排水球阀代号部件功能168停放制动风缸排水球阀(关闭位)用于停放制动风缸的排风和排去凝结水。将手柄旋转90°:打开。169升弓风缸排水球阀(关闭位)用于升弓风缸的排风和排去凝结水。将手柄旋转90°:打开。制动柜部件操作说明1安全联锁箱序号编号部件功能/选择位置安全联锁箱控制受电弓气路打开和关闭。水平位置:打开垂直位置:关断3主压缩机启停控制模块序号编号部件功能/选择位置主压缩机启停控制模块主压缩机启停控制模块的主要功能是根据总风压力变化,输出主压缩机的启停控制信号。序号编号部件功能/选择位置辅助压缩机当总风压力不够时,为控制管路供风。3辅助压缩机4停放制动模块序号编号部件功能/选择位置停放制动模块停放制动控制模块的主要功能是接受停放制动施加与缓解指令,实现停放制动缸排气与充气,同时可防止停放制动力和闸缸制动力叠加。5列车/均衡控制模块
序号编号部件功能/选择位置均衡预控模块均衡风缸闭环控制、均衡风缸电空模式转换、制动机失电均衡风缸排风。列车管控制模块控制列车管紧急排风、前后遮断功能。6升弓控制模块
序号编号部件功能/选择位置升弓控制模块升弓控制模块的主要功能是为受电弓和主断路器提供风源,实现升弓风源不同工况的转换,。7撒砂控制模块
序号编号部件功能/选择位置撒砂控制模块撒砂控制模块的主要功能是接受撒砂控制指令,控制撒砂器撒砂作用。8BCU
序号编号部件功能/选择位置制动控制单元BCU制动系统微机控制核心部件。压缩空气供应系统机车有一个完整的压缩空气供应系统,由两台主压缩机、两台空气干燥器以及压力控制器、总风缸、止回阀、安全阀和主空气管路重联等组成。空气供应系统产生压缩空气供给空气制动系统和气动辅助设备。总风缸(MR)和列车管(BP)保证列车压缩空气的供应。所有被拖曳车辆的非直接制动、自动空气制动都连接到列车管。空气供应系统安装有一个低压保护装置。当总风缸压力低于500kPa时,低压保护装置动作,发送一个信号切断牵引。主空气管路系统主空气管路系统包含:主压缩机、干燥器、主风缸。总风缸每节机车上有两个总风缸,位于机械间尾部,总容量为1,000L,总风缸缸体直径为600mm,缸图29:总风缸主空气压缩机系统图30:主空气压缩机系统每台机车装有两台容量为3000L/min的空气压缩机。压缩空气进入制动系统总风缸前,经过干燥装置处理,电机功率排泄(排风)(克诺尔制动系统)图31:KM-2排风阀[N97]KM-2排风阀和列车管组合成一体,远离电子制动阀EBV的T形管。高性能的排风装置能确保在紧急制动的情况下快速排空列车管BP的压力。图32:NB-11制动阀[D41]因为电空控制单元EPCU安装在外部,离电子制动阀EBV有一个允许的距离,经21号管为列车管提供快速排风,所以它必须有一个NB-11制动阀。如果自动制动阀放置在紧急位,电子制动阀EBV将操纵NB-11制动阀并造成列车管压力迅速降低,这样引起列车管压力以紧急速度降低。刮雨器刮雨器安装在机车前窗上。图33:刮雨器前窗玻璃清洗系统的部件包括:水泵,水箱(3),左右臂组装43214321图34:前窗玻璃清洗系统:位于操纵台内的水箱,位于操纵台中柜的操作面板序号部件1操作面板2软水管3水箱4注水口刮雨器装置的控制是一个气动控制。11图35:前窗刮雨器-控制面板位于操纵台左柜喇叭图36:喇叭机车车顶上装有两个高频气动喇叭(分别向前、向后安装)和一个低音喇叭。有二个电控阀驱动机车的喇叭,每个电磁阀具有一个隔离球阀。机车主控制系统控制机车每个司机室顶部的三个喇叭。K29K25K27K29K25K2721342134图37:喇叭位于机械间的球阀和电控阀序号部件1电控阀=74-Y122电控阀=74-Y113球阀K324球阀K31
附属设备部件11342342图38:机车上的附属设备布置序号名称1接地棒(A节车内)2卫生间(A节车内)3复轨器(B节车内)4工具柜5冷藏箱及微波炉(B节车内,位于机车机械间内工具柜上)接地棒图39:接地棒机车上配置有1套接地棒,安装在机械间内侧墙上。卫生间卫生间采用整体式非直排卫生间,主要配备有厕所、冲洗台、水箱、镜子、加热器、污水箱等。为了避免因雾水引起的损坏以及污水箱被加热。图40:卫生间冷藏箱位于机械间内工具柜上。为防止蓄电池亏电,只有在主断路器闭合状态时才能使用。图41:闭合的冰箱图42:打开的冰箱复轨器1套复轨器(左、右)安装在机械间内。图43:复轨器(左、右)工具柜及微波炉图44:工具柜和微波炉工具柜:工具柜装有供司机使用的基本工具。微波炉:位于机车B节车机械间内工具柜上。只有在主断路器闭合状态时才能使用。制动司机室制动操控部件每节机车装备了一个克诺尔(CCBII)或者DK-2空气制动系统。空气制动控制系统是一个为货运和客运机车设计的、以网络为基础的电空联合空气制动系统。4532145321图45:司机操纵台323211图46:司机操纵台上的制动操作元件323211图47:DK-2制动机司机操纵台上的制动操作元件序号名称1制动显示系统(LCDM)/制动显示屏(DK-2制动机)2风压表3电子制动阀控制器EBV/制动控制器(DK-2制动机)4主司机控制器5紧急按钮开关空气制动系统合并了许多冗余功能,如果发生故障,空气制动系统具有独特的识别、重新配置、备份主要部件的能力。司机室内安装了一个机车司机室显示模块(LCDM),用于显示空气制动数据以及为系统建立和监控提供操纵者接口。图48:紧急阀在司机室后墙柜(主司机侧)内安装有1个紧急阀(即车长阀)。机车装备了一个空气制动以及一个电制动(ED-brake)。有三个空气制动系统:非直接制动/自动制动,用于列车制动,单独电空制动,用于机车制动,作为停车制动的弹簧蓄能制动。电制动因为电制动,单节机车的4台牵引电机将作为发电机工作。因此,机车运动的动能被转化为电能回馈到接触网中。该制动系统的优点是能量回馈以及最大可能的减少磨损。小心!为了保持制动部件最小限度的磨损,电制动被优先用于机车的制动和列车的制动调整。在正常运用情况下,使用电制动。电制动时,列车中所有机车的电制动都投入。如果是重联牵引,本务机车的电制动力请求发送到被重联机车。注意为了避免机车的过分制动,每当电制动力被CCU锁定,单独制动投入。如果CCU检测到制动缸压力高于90kPa,电制动将被立即切除直到制动缸压力低于90kPa。制动曲线(图47)说明了可用的电制动力特性。CCU将调整过的制动力设定值显示在指示仪表和显示屏上。图49:制动曲线移动电制动控制器从制动0位对应于电制动力设定值为0kN,移动电制动控制器到最大位对应于全制动的电制动力设定值(65km/h速度时461kN)。电制动力建立(形成时间)和减小的速度为75kN/s(此值可能根据线路的实际情况进行修订),且仅投入到单台机车,因为相同设定的电制动值已被传输到被重联机车。机车的牵引/制动力可以司机显示屏上读出。依靠主司机控制器的位置或通过成比例地将列车管压力转变成一个指定的电制动值(使用来自BCU的设定值)可以设定制动。通过操作EBV的自动制动手柄或主司机控制器的牵引/制动手柄,由两种使用电制动的可能性。非直接制动/自动制动在操作自动制动手柄时,机车自身将用电制动进行制动。一旦来自BCU的电制动设定值有效,机车自动制动被切除。图50:自动制动手柄借助于电子制动阀控制器EBV电气操作自动制动,它的功能是通过给列车管(BP)临时或持续地排风制动整个列车。机车和连接车辆的自动制动控制通过改变列车管(BP)压力来完成。本务机车控制列车管的压力。自动制动和电制动控制单元是兼容的,自动制动必须实现互锁,亦即当自动制动投入和电制动可用时,机车自动制动被限制。制动控制单元将通过MVB-接口发送自动制动控制器的命令到机车主控制系统。如果可用的话,通过操作自动制动手柄,必须激活机车电制动。当机车电制动投入时,由自动制动产生的制动缸压力将被缓解。电制动要求来自自动制动手柄或电制动手柄,较高一级的要求将被执行。如果电制动系统失败(经自动制动手柄操作的制动要求),电制动将被切除,自动制动互锁无效,根据制动要求投入空气制动。DK-2制动机通过操作自动制动控制器手柄操作机车自动制动。它通过本务机车控制列车管的压力,用于施加和缓解整列车的制动。自动制动控制器手柄共有6个位置,往前推最前位是紧急位,往后拉最后位为运转位,级位依次为运转、初制动位、制动区、全制动、抑制、重联、紧急位。图51:自动制动手柄空电联合投入情况下,操作自动制动手柄时,一旦来自BCU的电制动设定值有效,机车再生制动应施加,制动缸不应有压力。再生制动应与机车应实施的空气制动力相当。可通过司机控制器增加再生制动力,或减少增加的再生制动力。司机控制器实施再生制动,可通过自动制动手柄实施制动,机车比较两者请求的制动力大小,按大的要求实施再生制动力,制动缸不会有压力。在再生制动作用下,施行紧急制动,优先采用再生制动,制动过程中再生制动失效时补充空气制动。
单独EP-制动单独制动以空气制动为基础来实现,由牵引车辆的司机专门操作。单独EP-制动用于调车。图52:单独制动手柄经由电子制动阀操作单独制动手柄仅影响机车的单独制动而不是列车管。当单独制动手柄置于电子制动阀的制动区时,将引起本务机车和被重联机车的制动;当单独制动手柄置于运行位时,将缓解本务机车和被重联机车。当使用单独制动手柄及制动缸压力达到某一水平(最大90kPa)时,电制动被切除。与此同时,机车本身将只有单独空气制动,没有电制动。将单独制动手柄打向侧边(经弹簧自动复位)可以单独缓解机车自动制动,同时,维持由单独制动手柄产生的制动缸压力。常用制动单独缓解后不能被恢复,这就意味着制动缸缓解压力将不能随单独制动手柄的返回而恢复。除非有紧急请求,否则不能恢复单独缓解功能。DK-2制动机单独制动由司机通过操作单独制动控制器手柄来实现。单独制动控制器手柄共有3个位置,往前推最前位是制动位,往后拉最后位为运转位,级位依次为运转位、初制动位、制动区。由本务机车触发连接到平均管的所有机车的制动。不会对制动管和车辆的制动产生影响。图53:自动制动手柄自动制动手柄实施再生制动后,单独制动施加,空气制动可以激活,当制动缸压力达到90kPa时,切除再生制动。当单独制动施加,制动缸压力达到90kPa或以上时,再生制动不能施加。司机控制器施加再生制动后,单独制动施加,空气制动可以激活,当制动缸压力达到90kPa时,切除再生制动。自动制动手柄实施再生制动后,侧压单独制动按钮,再生制动将切除。DK-2制动机后备制动纯空气后备制动作为电空位故障时的一种补救措施,可以由司机通过操作位于左柜斜面上的后备制动阀手柄实现。图54后备制动手柄后备制动阀手柄共有3个位置,从前往后依次为制动、运转、缓解。后备制动阀通过本务机车控制列车管的压力,用于施加和缓解整列车的制动。停车制动停车制动保护机车防止意外溜放(当机车关闭和不被占用时)。通过弹簧蓄能制动来实现。通过位于每个司机室操纵台面板上两个按钮开关操作停车制动:一个停车制动投入按钮(1)和一个停车制动缓解按钮(2)。两个按钮状态将被读入控制系统,以实现在被重联机车或远程机车中投入和缓解停车制动功能。如果控制电源关闭,停车制动将自动投入。控制所必需的所有气动设备都一起安装在“停车制动”模块上。停车制动投入和缓解位置由压力开关监控。该压力开关也用来监控牵引期间有关空气软管破裂的停车制动。如果高于某一速度,停车制动投入(通过缓解空气压力),惩罚制动将被激活。指示器机车两侧安装了显示自动制动和停车制动的指示器。2121图55:右侧指示器序号名称操作状态1自动制动投入2停车制动缓解1212图56:左侧指示器序号名称操作状态1自动制动缓解2停车制动投入无火回送克诺尔制动机无火回送图57:无火回送在B01ERCP模块上设置无火回送装置,无火装置在(OUT)位,制动机正常运用位;在(IN)位,制动机在无火回送状态。DK-2制动机无火回送无火回送时,无火回送机车制动、缓解由牵引机车控制,制动缸最高压力不超过250kPa。无火回送操作步骤如下(以下操作均在两节车上完成,图58):(1)将总风充至600kPa以上,按司机室停放缓解按钮,确认停放制动完全缓解(停放制动指示器完全变绿)。(2)将大、小闸都置运转位缓解机车(确认机车已打好铁鞋),关闭停放制动塞门177,待单元制动器停放缸风压降为0kPa,观察停放指示器完全变红后,手动缓解停放制动,检查制动器闸片和制动盘是否已经分离,确认手动缓解成功。(3)关闭中继阀列车管塞门115、紧急增压塞门137、总风缸塞门A10(图59),打开无火安全阀塞门139、无火塞门155、分配阀缓解塞门156。(4)制动系统断电,并将大闸置重联位。(5)联接牵引机车将无火机车列车管充至定压,观察闸缸压力是否为0。(6)牵引机车实施制动、缓解至少3次循环,观察无火机车闸缸压力变化是否正常。(7)测试完成后可以联挂走车。停放制动塞门177置关闭位中继阀列车管塞门115置关闭位分配阀缓解塞门156置打开位停放制动塞门177置关闭位中继阀列车管塞门115置关闭位分配阀缓解塞门156置打开位无火安全阀塞门139置打开位紧急增压塞门137置无火安全阀塞门139置打开位紧急增压塞门137置关闭位无火塞门155置打开位图58无火回送制动柜上塞门设置总风缸塞门A10(关闭位)总风缸塞门A10(关闭位)图59无火回送总风缸塞门A10状态车端制动软管1232112321图60:车端制动软管序号名称1平均管2总风联管3列车管电气设备主电路6M6M图61:主电路原理图机车的主电路系统由主变压器原边电路以及主变压器次变牵引电路组成。受电弓从接触网接受AC25kV,50Hz电源,经高压隔离开关,主断路器输入主变压器,原边电流经轴端接地装置返回大地。主变压器原边电路设有避雷器、高压电压互感器、高压电流互感器、回流电流互感器。机车的微机控制系统对原边具有过压、欠压、过流的检测和保护功能、变压器原边具有差动保护功能。主变压器的4个次边绕组给4个主变流器供电,主变流器采用3.3kV电压等级的IGBT变流元件,给4个牵引电机提供变频变压交流电源,牵引电机采用三相交流异步电机,主电路具有过压、过流、接地保护功能。
受电弓图62:受电弓通常,每台机车只升一个受电弓。双弓模式运用是一个例外。整台机车升起的受电弓的选择由CCU完成。选择取决于受电弓选择开关的位置和高压回路可能出现的故障。只有当HVB断开和受电弓降下了,改变受电弓模式才是有效的。如果HVB是合上的或者受电弓是升起的,改变受电弓模式是无效的,HMI应显示相应信息。在HVB断开和受电弓降下后,新的模式将是有效的。在机车重联模式,可利用每台机车上的受电弓选择开关选择升弓模式。受电弓通过压缩空气升起。升起/降下受电弓的命令由操纵台上的扳键开关给出。如果机车的两个受电弓中的一个出现故障,故障受电弓可以通过车顶隔离开关隔离。机车可以用另外一个受电弓继续牵引。受电弓配备有接触滑板监视,控制设备安装在受电弓下面的机械间内。CCU的内部信号指示工作压力回路的状态、已升起的受电弓及检测到的网侧电压
主变压器主变压器安装在机车车底转向架之间。高压电缆通过连接器缚在穿墙套管的内部。原边电压通过高压电缆接入到主变压器侧边高压套管。主变压器是通过油进行冷却的。图63:主变压器主变压器安装了一个压力释放阀,当主变压器中的压力超过设定的限值时,压力释放阀动作,并且在HMI上给出故障信息。小心只有在排除问题之后,才能重新起动机车。1必须关闭有故障的单台机车控制开关并降下该节机车受电弓。1图64:司机操纵台序号名称功能/开关位置1扳键开关主断路器(HVB)、受电弓、压缩机等控制开关主变压器有2个冷却油回路及2个冷却油泵。冷却油的监控在牵引控制单元内进行。注意如果发生过热现象,牵引控制单元保证牵引功率的降低。如果发生故障(冷却液泵故障或冷却塔风机故障),将分断主断路器HVB。
牵引变流器图65:牵引变流器每节机车设有1个水冷牵引变流器,1个变流器包含4个四象限整流模块、4个为相应4台牵引电动机供电的逆变模块和两个辅助逆变模块。为了获得所期望的电动机转矩和转速,变流器控制着电源和牵引电动机之间的能量传输。为了达到此目的,电动机接线端的电流和电压波形必须由牵引逆变器根据要求来调节。牵引控制单元(TCU)位于牵引逆变器柜内部,操作-和指示器元件设置在司机室内。图66:TCU(牵引控制单元)牵引变流器有一个冷却回路及一个冷却液泵,冷却回路及冷却液泵位于冷却塔中。机车两侧配备有DC600V插座,给牵引逆变器提供DC600V电源,用于库内动车运行模式。库用三相380V插座库用动车插座DC600V库用三相380V插座库用动车插座DC600V图66:库用插座主变压器通过三个四象限整流器(4QC)给机车供电。一台转向架的2个牵引驱动装置作为一组,从一个支流支撑回路通过脉宽调节逆变器得电。牵引悬挂装置图67:牵引悬挂装置牵引电机一端通过抱轴箱轴承支承在轮对车轴上,另一端通过吊杆吊挂构架横梁安装座上。吊杆两端安装球形橡胶关节,可缓冲牵引电机在运行中的振动,并能适应轮对与构架之间的相对运动。在构架与牵引电机之间设有牵引电机防落安全装置,该装置在电机吊杆失效后,可限制电机的脱落和抬起,以保证转向架运行的绝对安全。辅助系统图68:辅助电路每节机车有两组辅助供电电路,由安装于变流器柜内的辅助逆变器向辅助变压器供电。一组辅助逆变器输出三相VVVF辅助电源,另一组辅助逆变器输出三相CVCF辅助电源。采用具有空气滤清装置的独立通风冷却方式。辅助电源系统采用冗余设计,当一组电源故障时,另一组电源能维持辅助系统供电。每个辅助变压器的输出侧设置了1个供电接触器,对应于上图中的=31-K13,用于在冗余转换时隔离故障的辅助变流器,同时在辅助电路发生故障时参与保护。两个辅助变压器的输出之间设置了1个冗余转换接触器,用于在冗余模式时的负载配置。辅助电源系统应具有完备的保护,包括过电压、欠电压、过载、接地、过热等保护项目。辅助负载分为变压变频(VVVF)负载和恒压恒频(CVCF)负载。变压变频的辅助负载包括6个牵引通风机组和1个冷却塔风机,控制系统根据各牵引电机的温度、主变压器油温和牵引变流器水温给定其工作的电压和频率,从而无级地调节辅机的输出功率;其它三相辅助负载为恒压恒频负载,一直工作在440V/60Hz。辅助电路中设置了辅助电源插座、相序继电器和库内供电接触器,用于在辅机试验和淋雨试验时将库内的3AC380V电源接入辅助电路。第三方设备柜14105911121312346781410591112131234678图69:打开的第三方设备柜第三方设备柜中包含以下设备:序号部件序号部件1数模转换盒8CIR主机2TSC1主机9GPS-2000控制盒3本/补切换装置10事故状态记录仪4机车信号主机11TPJ1装置5总线扩展盒12机车鸣笛记录装置总线扩展盒6调车接线盒13TAX箱7TAL93接线盒14监控主机低压柜图70:低压柜开关及显示低压电器柜体上部安装用于机车控制的GWM、VCM、ERM、DXM等模块;柜前中部安装断路器、转换开关、DC110V插座等;柜体中间安装接触器等;柜体下部安装辅助回路的进线端子;左柜上部安装数字式电度表;左柜中下部安装库内动车转换装置;柜外右侧安装控制回路连接器;右柜后部安装继电器等。空调机组空调机组对司机室具有冷却、通风、加热的功能。空调机组可以根据需要提供冷气和暖气,此外,机组还可以在通风状态下运行。在任何运行模式下,提供的空气都经过了空气过滤器过滤,司机可以在中央控制台上调节供风容量。12
12图71:空调机组的位置序号部件1空调机组2操作面板制冷原理图图72:制冷原理图
前窗玻璃加热器前窗挡风玻璃配备有一个电加热器。加热器可以去除前窗挡风玻璃上的冰。加热区域在AC220V时具有7W/dm2的加热能力。司机可以在司机操纵台上操作前窗玻璃加热器。显示器人-机接口–显示器位于操纵台上。图73:机车控制显示器的位置显示器用作为机车的人一机接口。它显示机车的运行状态、故障信息以及为司机和维修人员提供指导。图74:机车控制显示器
功能按键及说明图标释义图标释义显示器内部温度关闭背光灯背光调节昼夜切换音量调节事件查询信息查询帮助取消上下左右确认图75:功能按键及说明显示器界面功能块图76:显示器界面功能块主屏幕布置图77:主屏幕布置显示数据主要界面图78:显示主要数据界面表1:显示主要数据界面的显示内容说明显示内容编号显示内容显示颜色状态说明1受电弓文字显示白色升起降下封锁2车顶隔离开关灰色闭合灰色断开3主断状态黄色闭合黄色断开,无缓解灰色底白色图形断开,已缓解红色底白色图形锁死4主断分断次数数字显示白色显示机车主断的分断次数统计分断次数统计记录在IDU内,可以通过按“C”键清除主断分断次数5司机是占用文字显示白色显示司机室占用端6CCU文字显示白色显示CCU的工作情况7机车模式文字显示白色显示机车工作模式模式包括:正常操作、库内动车、辅机测试、定速模式8司机室数字显示白色显示当前IDU所处的司机室端方便确认“司机室端设置”是否准确9MVBA、B线工作状态文字显示白色显示A、B线的正常、故障状态10WTBA、B线工作状态文字显示白色显示A、B线的正常、故障状态显示列车重量输入界面图79:显示列车重量输入界面表2:显示列车重量输入界面的界面说明界面说明编号条目说明1入口主界面中按下“5”键,进入此界面2出口按“0”—“9”键,输入列车重量或者列车类型;按“”“”键,选择光标位置;按“”键,确认输入,如果输入无误则发送给CCU;按“”键,返回“主界面”;按“”键,进入“故障查询界面”;按“”键,进入“事件及诊断信息界面”;3操作要求按压各按键,听到嘟声后,说明键已按下,界面会有跳转响应4性能要求按键应立即响应5错误处理无显示机车配置界面图80:显示机车配置界面表3:显示机车配置界面的界面说明界面说明编号条目说明1入口主界面中按下“6”键,进入此界面2出口按“1”键,进入“牵引数据界面”;按“2”键,进入“温度显示界面”;按“3”键,进入“网络界面”;按“4”键,进入“辅助系统界面”;按“6”键,进入“牵引状态界面”;按“7”键,进入“主断状态界面”;按“8”键,进入“受电弓状态界面”;按“”键,进入“故障查询界面”;按“”键,进入“事件及诊断信息界面”;3操作要求按压各按键,听到嘟声后,说明键已按下,界面会有跳转响应4性能要求按键应立即响应5错误处理无表4:显示机车配置界面的显示内容说明显示内容编号显示内容显示颜色状态说明1受电弓数字显示白色升起降下锁死2车顶隔离开关灰色闭合灰色断开3主断状态黄色闭合黄色断开,无缓解灰色底白色图形断开,已缓解红色底黑色图形锁死4司机室占用占用黄色车门、车床、端号黄色显示非占用灰色车门、车床、端号灰色显示5电机状态停放制动CCBII信息图形显示界面中的其他图标信息见表2-3:显示界面中的各个图标注释显示牵引数据界面图81:显示牵引数据界面表5:显示牵引数据界面的界面说明界面说明编号条目说明1入口主界面中按下“7”键,进入此界面2出口按“1”键,进入“主要数据界面”;按“2”键,进入“维护界面”;按“5”键,进入“列车重量输入界面”;按“6”键,进入“机车配置界面”;按“7”键,进入“牵引数据界面”;如果速度控制设置允许,按“9”键,可进行速度控制设置,见图7速度控制按键激活与图8速度控制按键允许;按“”键,进入“故障查询界面”;按“”键,进入“事件及诊断信息界面”;3操作要求按压各按键,听到嘟声后,说明键已按下,界面会有跳转响应4性能要求按键应立即响应5错误处理无表6:显示牵引数据界面的显示内容说明显示内容编号显示内容显示颜色状态说明1转向架1、2三角符号蓝色+牵引力给定值红色-制动力给定值柱状图蓝色牵引力实际值红色制动力实际值2其他图标图形显示界面中的其他图标信息见表2-3:显示界面中的各个图标注释显示辅助系统界面图82:显示辅助系统界面显示故障信息界面图83:显示所有故障信息界面(所有故障)直流电源蓄电池柜每节机车安排了一个96V直流供电系统,为机车提供直流电源。蓄电池的容量总计为170Ah。机车电子控制系统要求一个稳定的110V工作电压。在起动阶段,机车的蓄电池保证了电源供电。图84:蓄电池柜通过操作控制电源柜的蓄电池控制开关,激活蓄电池电路。控制电源柜控制电源柜主要有两个部分的功能,一个是为机车内部电器提供控制电压,即充电机功能:AC/DC模块将单相交流220V电源变为直流110V电源,为机车提供110V电源,并为蓄电池组充电,同时电源柜上的DC/DC模块将机车上的直流110V电源变为直流24V电源,为应急灯、仪表等设备提供电源;电源柜的另外一个功能是针对110V输出和24V输出进行一定的低压配电。图85:控制电源柜信号装置442134442134图86:信号装置序号部件1头灯2辅照灯(白)标志灯(白)3辅照灯(白)标志灯(红)4重联插座操作部件司机操纵台概况司机操纵台位于司机前面,在几个面板上装有各种各样的控制部件。司机操纵台整体脚踏包括的脚动控制设备有:无人警惕安全装置、撒砂装置和风笛。在下列章节中描述每个面板的功能。56432156432181291178129117图87:司机操纵台序号元件部件1显示屏制动显示屏2面板1双针压力表3显示屏2监控显示屏4显示屏微机显示屏5面板2双针速度表、网压/控制电压表、调试底座、微机复位、紧急按钮6面板3CIR显示屏及通讯电话7右柜烟灰缸、数字量输入输出模块等8副台面板高压风笛(副台)9中柜气候控制面板、打印机和扬声器、空调主机等10主台面板按钮、扳键开关组、EBV、主司机控制器11主台脚踏无人警惕安全装置、撒砂装置和风笛12左柜烟灰缸、水箱、紧急制动、车载通话器制动显示屏图88:制动显示屏图89:制动显示屏(DK-2制动机)序号部件功能/开关位置1制动显示屏(LCDM)显示制动系统的实际状态显示屏包括一个单独的屏幕,该屏幕上有8个独立安装的功能键,用于菜单选择。对于克诺尔制动机,LCDM用于选择空气制动模式、列车管投入/切除、ER调节器设定、BP压力维持/不维持、空气制动诊断日志及系统状态和报警显示。该屏幕显示均衡风缸、列车管、总风缸、列车管流量及制动缸的实时压力值。对于DK-2制动机,该显示模块在DK-2制动系统中的主要功能:实时显示BCU钮子开关的状态信息;以风表和数值的形式显示总风压力值、列车管压力值、均衡风缸压力值、前后制动缸压力值;以流量计的形式动态显示列车管的充风流量值;显示制动机操作的提示信息和故障信息;提供机车号、时间日期、软件版本号的显示及设置功能;单机自检、事件记录、和传感器校准等列车诊断功能。
面板1321321图90:面板1序号部件功能/开关位置1总风列车管压力表(YTS80Z)双针压力表,量程:0...1.200kPa2制动缸压力表(YTS80Z)双针压力表,量程:0...1.200kPa3均衡风缸压力表单针压力表,量程:0...1.200kPa监控显示屏图91:监控显示屏序号部件功能/开关位置1监控(LKJ2000)显示屏监控/信号显示屏,带键盘微机显示屏图92:微机显示屏序号部件功能/开关位置1微机显示屏人机接口,控制和数据输入面板212
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