SS4G型电力机车劈相机启动控制电路故障分析与处理

黑龙江交通职业技术学院 毕业（） 题目  SS4G型电力机车劈相机启动控制电路故障与处理 专业班级 铁道机车车辆（电力机车方向）0919 姓    名    王立民 2012年 3月 20日 毕业设计（论文）开题报告 题目：SS4G型电力机车劈相机启动控制电路故障分析与处理 1． 本课题的来源、选题依据： 常见资料、现场调研、经验问题 2． 本课题的设计（研究）意义（相关技术的现状和发展趋势）： 将理论知识和技能方法应用于电力机车的运用和检修中，提高劈相机的保养水平，延长其寿命； 3． 本课题的基本内容、重点和难点，拟采用的实现手段（途径）：（可以另附页） 通过互联网了解国内及国外的知识，以及一些； 4． 文献综述（列出主要参考文献的作者、名称、出版社、出版时间以及与本课题相关的主要参考要点）： 1. 张有梧 朱龙驹韶山4型电力机车[M]．北京：中国铁道出版社1998 2. 祁冠峰，《电力机车电器》，北京：中国铁道出版社，2008 3. 张龙， 《电力机车电器》，北京：中国铁道出版社，2005 指导教师意见： 指导教师： 年 月 日 专业部意见： 签字 年 月 日   中期进展情况检查表 年    月    日 课题名称 SS4G型电力机车劈相机启动控制电路故障分析与处理 学生姓名 王立民 学 号 200923028 专 业 铁道机车车辆 指导教师   职 称   主要研究内容及进展 掌握劈相机的构造和作用原理基础上，能够比较熟练分析、判断劈相机系统在机车运用中发生地故障 尚须完成的任务 对劈相机检修的方法缺少经验以及没能实际操作，处理问题时候还是不能准确的断诊 存在的主要问题及解决 劈相机如何不启动及启动控制的过程 通过所学知识对为什么劈相机不启动来进行解决 指导教师审查意见   专业部审查意见               目 录 摘要 英文摘要 前  言    1 1、劈相机的介绍    2 2、电力机车劈相机概述    2 2.1电力机车劈相机结构    3 2.2电力机车劈相机工作原理    4 2.2.1韶山4改进型电力机车的劈相机工作原理    4 3、电力机车劈相机不启动原因分析及处理    10 4、SS4G型电力机车劈相机起动电阻烧损的原因分析及改进    11 5、机车劈相机日常维护检    11 结论    12 参考文献    13 致谢    14 摘  要 众所周知，电力机车通过劈相机与通风机配合，而且一条电气化铁路会分段供电，且不说因为一些原因运行中的劈相机启动故障，就说在遇到电阻烧损时，牵引通风机带劈相机工作。有机车绝缘损坏时的问题.从劈相机的故障问题入手，对应的方法措施来寻找问题的来源以及劈相机本身带来的许多问题着手处理，详细的论述劈相机几方面问题。机车劈相机启动过程遇到的问题等等的一些问题，都有一些详细的论述。 关键词：劈相机不启动；劈相机灯不灭；故障分析与处理； Abstract As is known to all, electric locomotives through the camera and fan, split and a segmented electrified railway will supply, not to mention because of some reasons of splitting camera start-up failure, he said, when meeting resistance loss in the fan belt chopped camera traction. The damage is locomotive insulated from the problem. The problem of splitting camera, corresponding measures for the origin of the problem and splitting brought many problems camera itself to handle, detailed description of the split problems. The camera, Locomotive split camera start-up process problems, some questions, there are some detailed discussion. Keywords: split the camera doesn't start, Split camera lights out, Failure analysis and processing, 前  言 劈相机是电力机车获得三相电源的重要集电元件，劈相机质量是影响通风机工作的一个重要因素因素，而通风的良好又直接关系到电力机车主要电器的工作状态。劈相机滑板安装在机械室内，间接受控制电路控制。劈相机在工作时将单相交流电劈成三相交流电，为机车供应220V电源，维持其正常运行。 随着列车速度的不断提高(目前国际上最高商业运行速度已接近400km／h，弓网相对滑动速度约111 m／s)，要求劈相机的综合性能也越来越高，世界各国对电力机车劈相机尤其是相关部件的研究也在不断深入。 1、劈相机的介绍 单相异步电动机是利用单相交流电源供电的一种小容量交流电机。它具有结构简单、成本低廉、运行可靠、维修方便等优点及可以直接在单相220 V交流电源上使用的特点，因此在家用电器(电扇、洗衣机、电冰箱、空调器等)及轻工业装置上得到了广泛的应用。当然，与同容量的三相异步电动机比较，单相异步电动机的体积大，运行性能较差，效率较低。因此，单相异步电动机只能做成小容量的，从几瓦到几百瓦。 单相异步电动机的类型很多，但除罩极电动机的定子具有凸出的磁极外，其余各类的定子铁芯和普通三相异步电动机的相似。一般情况，定子铁芯上有两个绕组：一个称为工作绕组或主绕组，用以产生主磁场和从电源吸收电功率输入给电机；另外一个称为启动绕组或辅助绕组，用来启动电动机。单相异步电动机的转子是普通的鼠笼式转子。 2、电力机车劈相机概述 异步劈相机是一种结构特殊、用途特殊的三相异步电机。它是一种能实现单一三相变换的异步电机，用于一切由单相电源供电，而又以三相异步电动机为负载的场合。在单相工频交流电力机车的辅助系统中，异步劈相机（简称“劈相机”）用来将主变压器辅助绕组供给的单相电源“劈成”三相，向辅助系统所有三相异步电动机供电。图4—8所示为异步劈相机工作原理线路图。 2.1 2.1电力机车劈相机结构 国产 SS系列电力机车上先后采用过 YPXZ－280M－4型、JP402A型、YPX－280M－4型等型号的劈相机，它们都是由相近容量的三相异步电动机改型设计而成。各型劈相机的主要技术数据见表4—1上述各型劈相机的结构和一般的鼠笼式三相异步电动机结构相似，下面以JP402A型劈相机为例简要介绍其结构特点。 JP402A型劈相机由定子和转子两部分组成，作为专用劈相机轴上是不带任何机械负载的，故该电机无轴伸端，其结构如图10-5所示。 1.1 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。 1.2    国产劈相机的主要技术数据表 数据 型号 参数 YPX2-280M-4 JP402A YPX-280M-4 额定功率 (kW) 输入单相 38 64.8 64.8 输入三相 31.5 57 57 额定电压 (V) 输入单相 380 380 380 输入三相 380 380 380 额定电流 (A) 输入单相 147 200 200 输入三相 57 90 90 功率因数 输入单相 0.645 0.8 0.8 输入三相 0.84 0.96 0.84 额定转速(r/min) 1499 1499 1499 极数 4 4 4 频率(Hz) 50 50 50 绝缘等级 B F F 定额种类 连续 连续 连续 重量(kg) 550 586 568 配属机车 SS4 SS4改 SS8           2.2电力机车劈相机工作原理 韶山4改进型电力机车的劈相机工作原理 2.2.1韶山4改进型电力机车的劈相机工作原理 劈相机是SS4改进型电力机车辅助系统的主要电机之一。它的性能的好坏直接影响到其它辅助电机的正常工作。异步电动机的许多故障现象都会在劈相机上发生，但劈相机又有其自己的特性。要想快速准确地找到劈相机的故障并及时排除故障就必须对劈相机有一个全面的了解。 首先就要了解劈相机在电力机车上的作用及工作原理。SS4改进型电力机车的劈相机实际上是单相电动机与三相发电机的组合。SS4改进型电力机车上所有的辅助电动机均由主变压器的辅助绕组a6-x6供给单相电源，经异步劈相机将单相电源劈成三相电源，再供给辅助电路的所有三相异步电动机使用。异步劈相机的结构与三相异步电动机不同，转子为鼠笼式，定子绕组按三相不对称规律嵌入在定子槽内，劈相机实际上是单相电动机与三相发电机的组合。劈相机的电负荷不是固定的，是随机车运行工况的改变而变动。 电动机单相交流电通过电机定子的单相绕组时，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，转速相等转向相交的旋转磁场，与电机转子的转动方向相同为正序放置磁场，与转子转动方向相反的磁场为负序旋转磁场。劈相机的电动相绕组接到单相交流电源上，在劈相机的空气隙中产生两个大小相同的磁场，当劈相机的转子静止不动时，这两个磁场在转子导体中感应的电动势和电流的大小相等，方向相反。由此而产生的两个转矩也大小相等，方向相反而互相抵消。起动转矩为零，劈相机不能自行起动。如果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速度切割该负序磁场，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了一个正序旋转磁场，它与转子相互作用产生电磁转矩，克服了转子的机械阻力矩及转子负序电流产生的电磁阻力矩，驱使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电负载，因其中两相负载直接与单相电源相联，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，而本身只输出一相的异步电机。 2.2.2改进型电力机车劈相机与控制电器的关系 我们了解了SS4改进型电力机车劈相机的工作原理，而它在电力机车上是如何起动和运行的，这对我们排除劈相机故障也是十分重要的。起动劈相机是电力机车动车前的预备性操作，其电路属于控制电路。在其受电弓升弓以及闭合主断路器后进行，SS4改进型电力机车的劈相机控制有手动和自动两种，它是通过对选择开关591QS进行选择，我们主要以手动为例，这样更好地认清各个电器件在劈相机起动过程中的作用。由于劈相机直接单相电源起动时只能在气隙中产生一个脉振磁场，而不能产生一个旋转磁场，起动转矩为零，劈相机必须带电阻或电容进行分相起动，起动电阻或电容必须接在劈相机电动第一相U1相与发电相W1之间，即辅助回路202母线与203母线之间，起动电阻值为0.79Ω起动电容为10个12kvar、138μF电容并联。所有辅机控制电源由605QA自动开关控制，劈相机的控制是完成其他辅机控制的先决条件。