HXD1C机车电气系统技师授课
HXD1C型电力机车牵引变流器电气原理分析与检修
2010届毕业设计说明书HXD1C型电力机车牵引变流器电气原理分析与检修专业系班级学生姓名指导老师完成日期2013届毕业设计任务书一、课题名称HXD1C型电力机车牵引变流器电气原理分析与使用维护二、指导老师：第1周至第10周进行三﹑设计内容与要求1．课题概述完成本课题的设计要求学生具有电路﹑电力电子变流技术﹑模拟电子与数字电子技术及工厂电气控制设备等方面的基础知识。
本课题与电力电子变流技术有着密切的关系，随着电力变流技术的飞速发展，越来越多的机车采用交流电机作为牵引源，交流机车牵引电机采用牵引变流器提供变压变频电源实现变频调速及牵引功率的调节。
变频调速易于实现电机车的平稳启动和调速运行，并具有能耗低、调速范围广、静态稳定性好等诸多优点。
通过本课题的设计，学生能够熟练掌握电力电子开关器件IGBT的特性及应用，深入理解电力电子变流技术在交传机车牵引电机调速领域的应用。
同时，通过对交传电力机车牵引变流器主电路与控制电路的分析,培养学生进行运用所学知识分析与解决实际问题的能力以及创新设计能力。
2．设计内容与要求1) 大功率交传机车主传动系统分析（1）主传动系统的结构及技术特点；（2）交传机车牵引电机的结构与工作原理，大功率交传机车牵引电机常用的调速方式与功率调节方式；（3）对交流机车牵引传动采用变频调速、调功与其它方式进行对比分析；2)TGA9型牵引变流器主电路分析（1）多重四象限整流电路工作原理分析：查阅相关技术资料，对牵引变流器常用的整流电路类型进行分析，重点对TGA9型多重四象限整流电路进行技术分析；（2)中间直流环节滤波电路的结构与电路分析，滤波电容预充电的方式；（3）PWM逆变器结构与工作原理分析；常用逆变开关器件的结构与工作原理，重点对IGBT的结构及集成驱动电路进行分析；3） TGA9型牵引变流器控制电路的设计与分析（1）掌握常用PWM芯片的结构与工作原理，根据电气原理图对PWM逆变控制电路进行分析；（2）牵引变流器过流、过压与温度保护电路的分析。
交直交型电力机车电气线路—交直交型电力机车主线路
网侧电路
1 网侧电路的组成 2 网侧电路的电流路径 3 网侧电路主要高压设备的功能 4 网侧电路的保护
1 网侧电路的组成
HXD3型电力机车网侧电路由受电弓AP1、AP2， 高压隔离开关QS1、QS2，高压电流互感器TA1，高 压电压互感器TV1，主断路器QF1，高压接地开关 QS10，避雷器F1，主变压器原边绕组AX，低压电流 互感器TA2 和回流装置EB1～6 等组成。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3 牵引变压器
牵引变压器主要电气参数：
（1）原边绕组
（3）辅助绕组
额定容量/kVA ：8 900
额定容量/kVA ：600
额定电压/kV ：25
额定电压/V：470
额定电流/A ：356
额定电流/A ：2×638
（2）牵引绕组
短路阻抗 ：5%
额定输出容量//kVA ： 6×1 383 （4）谐振电抗器
0 0
6N 5N
4N 3N
2N
1N
20
40
7N 8N
9N
13N
10N
11N
12N
60
80
100
120
n 电力机车特性及其特性曲线
2. HXD3电力机车制动特性控制曲线（23t轴重）
600
500
400
300
200
100
0
0
20
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n 电路分析
电路（课件）、部件（位置）图片
Ｐａｎｔｏｇｒａｐｈ
1 主电路结构
2 网侧电路
网侧电路由受电弓1AP、2AP，车顶高压隔离开关1QS、 2QS，主断路器QF（带接地装置）、避雷器1F、高压电压互感 器TV、原边电流互感器1TA、回流电流互感器2TA、接地装置 1E～6E和能耗表等组成，如图6.2所示。
HXD1C机车电气系统介绍
和谐HXD1型大功率重载货运电力机车
TGF54型辅助变流器
辅助变流器输出U/f特性曲线
额定容量 VVVF输出电压和输出频(10～ 60Hz) 440V（60Hz）
辅助电气系统-主要部件介绍
和谐HXD1型大功率重载货运电力机车
辅助逆变器的维修
维修前状态确认 柜体检查 （目视检查、更换小部件） 内部检查 （目视检查、更换小部件）
内部检查 （目视检查、更换小部件）
降下受电弓，至少需要10分钟让 中间电容放电完成，静止水洗。
密封件、紧固件、电连接良好 密封件、紧固件、电连接良好。 导线无老化、电容无破损、漏液 密封件、紧固件、电连接良好。 电容无破损、漏液。 电缆无老化，母线无起泡。 接触器触头和辅助触头良好。
1
主电路介绍
2
辅助电路介绍
3
控制电路介绍
和谐HXD1型大功率重载货运电力机车
机车电气系统
控制系统介绍
控制系统结构和特点 控制系统主要功能 主要部件介绍
电源波动
辅助电气系统原理图和功能说明 DC110V电源及其配电原理图
和谐HXD1型大功率重载货运电力机车
给控制系统提供电源
转化DC 24V给照明、仪表电路供电
和谐HXD1型大功率重载货运电力机车
辅助电气系统介绍
组成及特点 原理图和功能说明 主要部件介绍
机车电气系统
辅助电气系统-主要部件介绍 辅助变流器柜特性及主要参数
按要求更换干燥剂，按规程排气
主传动系统-主要部件介绍
和谐HXD1型大功率重载货运电力机车
牵引变流器的维修
打开牵引变流器 门，柜子，内部（目视检查） 断路器、电连接、水-风冷交换器（目视检查） 风机电机（目视检查、更换小部件） 直流支撑回路电容器（电容值检测） 谐振吸收回路电容器（电容值检测） 冷却液回路（配比测试）
HXD1C机车电气系统技师授课
分布式控制
02
系统采用分布式控制结构，将控制功能分散到各个控制单元，
提高系统的可靠性和灵活性。
网络化通信
03
各控制单元之间通过高速数据总线进行通信，实现信息共享和
协同工作。
保护机制详解
过流保护
过压保护
当电气系统出现过流故障时，保护装置会 自动切断故障电路，避免设备损坏。
系统配备过压保护装置，当电压超过允许 范围时，自动切断电源，保护设备免受损 坏。
辅助电动机
辅助电动机是为机车辅助设备提供动力的电动机，如通风机、压缩机等。辅助电动机通常采用单相异 步电动机或直流电动机，具有体积小、重量轻、维护简便等优点。
03
电气系统控制策略及保护机制
控制策略概述
基于微处理器的控制
01
HXD1C机车电气系统采用先进的微处理器控制技术，实现对机
车各电气设备的精确控制。
辅助电源供应
辅助电路系统为机车提供稳定的辅助 电源，满足各种辅助设备的用电需求 。
电气系统技师职责与技能要求
职责：负责HXD1C机车电气系统的日 常检查、维护、故障处理及技术支持
等工作，确保系统正常运行。
技能要求
熟悉HXD1C机车电气系统的组成、工 作原理及维护保养要求；
掌握常用电工工具和测量仪表的使用 方法；
具备一定的故障分析和处理能力；
了解相关安全操作规程和应急处理措 施。
02
电气系统主要部件及功能
受电弓及高压电器
受电弓
受电弓是机车从接触网取得电能的电气设备，安装在机车或 动车车顶上。受电弓可分单臂弓和双臂弓两种，均由滑板、 上框架、下臂杆（双臂弓用下框架）、底架、升弓弹簧、传 动气缸、支持绝缘子等部件组成。
牵引变流器技术培训-第6章 7200W(HXD1C)电力机车牵引变流器
5.4冷却系统
变流器模块采用水冷散热，冷却液由纯水和乙二醇 按比例混合而成。
水冷管路全部采用快速接头连接，方便快捷插拔， 不需要排放冷却系统中的冷却液
变流器安装有一个水-气热交换器，用于变流器柜
体内部的空气循环与降温，防止出现局部过热点。
30
斩波电阻冷却由底部两个小风机风冷。
-30-
7.总体设计
7.5传动控制单元
三重四象限互相错开一定的相位角度，减小对 电网的谐波污染，降低直流回路的纹波。
20
-20-
6.技术说明
6.3电路组成
6.3.1充电回路 牵引变压器牵引绕组输入电压经由充点接触器、充
电电阻组成的充电回路对直流回路的支撑电容充 电，充电完成后闭合短接接触器。
21
-21-
6.技术说明 6.3电路组成
6.3.2滤波 二次谐振电抗器、滤波电容组成二次谐振回
23 t 25 t 106/17=6.2353 交-直-交传动
7
-7-
4.基本技术条件
4.7 电力牵引性能
机车轮周牵引功率（持续制）
7200 kW
机车起动时粘着牵引力（0～5 km/h速度范围内半磨耗的轮周平均牵引
力）
23t轴重时:
≥520 kN
25t轴重时:
≥570 kN
机车持续制牵引力：
23t轴重时:
13
-13-
5.技术参数
5.2中间直流环节 标称直流电压： 二次谐振电感： 二次谐振电容：
DC1800V 0.27mH 9.39mF
14
-14-
5.技术参数
5.3 VVVF逆变器 标称输入电压： 输出电压： 额定输出电流： 最大输出电流： 开关频率： 控制方式：
HXD1C电力机车牵引变压器技术参数与维护基础知识讲解
除A端子安装在油箱端部外，其余套管都 在箱盖上。
变压器与2个滤波电抗器共油箱 。
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变压器外形图
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3.3 技术指标及结构
心式变压器，采用A级绝缘和45#矿物油。 • 主变压器的设计寿命约为30年。 变压器冷却方式，采用强迫导向油循环风冷（ODAF），双冷却
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• 定期检查呼吸器硅胶： 如果多半已经变色，则须更换硅胶。或者在100～110℃烘 干4小时后重复使用。
• 油泵检查： 油泵轴承连续运行时间为5年约40000小时。如果发现油泵 噪声和振动过大，必须更换轴承。
• 接地检查： 检查主变压器的接地情况。
• 渗漏检查： 检查箱沿、蝶阀、出线装置、油流继电器、电阻温度计、 注油阀、油样活门、波纹管、快速接头等是否有渗漏油现 象。
将油箱内底部出油口处的密封圈拿出。 更换所有密封件。 检查表面绝缘纸有无破损，颜色和韧性如何，用手按
是否有弹性；检查绝缘包扎是否完好；检查的压板是 否松动，线圈座是否被压破，导线是否变形。 检查装置是否牢靠，接地线有无断裂现象。 检查线圈、引线等部位是否有放电痕迹和烧损情况。 检查引线的支持件和铜排的安装是否良好，紧固件是 否松动。
回路。 变压器油流导向方式见图：
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• 铁心设计 变压器铁心为单相型式，由两个支撑绕组的心柱和
两个磁轭组成。铁心采用冷轧晶粒取向变压器用钢片， 表面进行高温绝缘涂层处理方式生产。为了尽量减小 铁心损耗并维持低噪音级，对叠片采取了精确冲孔和 叠压。
两个铁心柱用磁轭连接。轭片用非磁性螺栓连接 到夹件上。在铁芯两旁设置钢夹板。心柱和钢板用玻 璃纤维带绑扎，然后在干燥炉中进行硬化处理。
电力机车控制第六章 HXD1C型电力机车电气线路
第三节 HXD1C型电力机车网络控制系统
2．网络控制系统结构
1）中央控制单元CCU
2）司机室数据输入输出单元CIO 3）机械室数据输入输出单元MIO 4）智能显示单元IDU 5）传动控制单元TCU 6）辅助变流器控制单元ACU 7）制动控制单元BCU
第三节 HXD1C型电力机车网络控制系统
第三节 HXD1C型电力机车网络控制系统
二、网络控制系统功能
1．主要控制功能
1）网侧高压部件控制 2）牵引/电制动控制
3）空电联合控制
4）重联运行控制 5）辅助电路冗余控制
6）自动过分相控制
7）无人警惕控制 8）其他控制功能
2．机车故障诊断、显示及保护功能
第四节 HXD1C型电力机车控制电路
一、读图说明
第四节 HXD1C型电力机车控制电路
第三节 HXD1C型电力机车网络控制系统
一、HXD1C型机车网络控制系统结构
1．DTECS网络控制平台
1）车辆控制模块VCM 2）故障记录模块ERM 3）WTB/MVB网关模块GWM 4）数字量输入输出模块DXM 5）数字量输入模块DIM 6）模拟量输入输出模块AXM
第三节 HXD1C型电力机车网络控制系统
第四节 HXD1C型电力机车控制电路
第四节 HXD1C型电力机车控制电路
二、控制电路
1．司机室占用 一台机车设置2台司机室，司机室占用电路如图6.9所示。
第四节 HXD1C型电力机车控制电路
第四节 HXD1C型电力机车控制电路
2．受电弓控制
1）升弓条件
2）升弓控制 3）降弓控制 4）故障检测 3．主断控制 1）合闸条件 2）合主断控制 3）分主断控制
1．牵引变压器参数 2．牵引变压器保护
HXD1C_机车操作说明
第2 章机车操作说明版本：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1.02009-04-30初始创建全部1.12009-08-30根据投标文件评审意见进行修改全部目录1 概述 (7)1.1 安全相关术语的定义 (7)1.2 有资质的人员 (7)1.3 重要提示 (7)1.4 安全原理 (9)1.4.1 联锁系统 (9)1.4.2 紧急制动回路 (9)1.4.3 惩罚制动回路 (12)2 启动和停止操作的位置方案 (14)3 启动操作 (15)3.1 机车外部的检查 (15)3.2 机械间的准备 (15)3.2.1 运用过程 (19)3.3 在司机室内的准备 (20)3.3.1 操纵台 (20)3.4 日常检查 (26)3.4.2 撒砂试验 (36)3.4.3 泄漏试验 (37)3.4.4 监控系统试验 (39)3.4.5 回到运用模式 (40)3.5 修理工作之后的检查 (41)3.5.1 用车长阀试验紧急制动 (41)3.5.2 使用紧急制动按钮试验紧急制动 (43)3.6 外部照明，标志灯 (45)3.6.1 端部照明 (45)3.6.2 侧面照明 (46)3.7 内部照明 (47)3.7.1 司机室灯 (47)3.7.2 机械间灯 (48)3.8 信号设备 (48)3.8.1 高音风笛/低音风笛 (48)3.9 空调 (49)4 启动和牵引操作 (51)4.1 司机控制器 (51)4.1.1 钥匙开关 (51)4.1.2 方向开关 (52)4.1.3 牵引/制动手柄 (52)4.1.4 定速控制 (53)4.2 牵引操作 (54)4.2.1 要求 (54)4.2.2 过程 (54)4.2.3 防滑和防空转控制 (55)4.3 制动操作 (56)4.3.1 空气制动概览 (56)4.3.2 压缩空气设备 (58)4.3.3 电制动 (58)4.3.4 间接/自动空气制动 (59)4.3.5 直接/独立空气制动 (59)4.3.6 EBV 手柄的位置 (60)4.3.7 停放车制动 (60)4.3.8 截止阀 (65)4.4 撒砂 (69)4.4.1 设置撒砂电磁阀 (69)4.4.2 砂箱加热器 (70)4.5 无人警惕装置 (71)4.6 库内动车 (73)4.6.1 操作顺序及要求 (73)4.6.2 库内动车结束 (74)4.7 机车防寒准备 (74)4.8 过分相 (75)4.8.1 分相区指示信号 (75)4.8.2 过分相过程 (76)4.8.3 在IDU 上的过分相指示 (77)5司机换端 (79)5.1 离开司机室 (79)5.2 司机室占用 (79)5.3 自动换端 (80)6 停止机车操作 (82)6.1 接地程序 (84)7 显示屏的数据输入 (85)7.1 车辆质量 (85)7.2 轮径设置 (85)7.3 连挂速度控制 (86)8 重联－解开重联 (87)8.1 联挂程序 (87)8.1.1 机械重联 (88)8.1.2 电气连接 (89)8.1.3 气路连接 (90)8.2 重联模式 (91)8.2.1 两台车之间的重联 (91)8.2.2 整台车和车辆 (95)9 无火回送 (96)9.1 整台车的回送 (96)9.2 在重联车辆内拖运故障整台车 (98)10 速度调节/定速控制 (99)10.1 操作 (99)10.1.1 断开和闭合定速控制 (99)10.1.2 给出最大的可用牵引力 (99)10.1.3 操作单独制动/直接制动 (101)10.1.4 自动制动/间接制动的操作 (101)10.1.5 牵引方向选择 (102)10.1.6 车辆数据的设定 (102)10.1.7 确认操作 (102)10.2 牵引货运车辆的限制 (103)10.3 运用状态 (103)10.3.1 10.3.2 10.3.3 10.3.4 启动和结束定速控制操作 (103)停放制动模式和静止 (104)牵引模式 (104)在牵引模式和制动模式之间切换 (106)10.3.5 定速控制的制动模式 (106)10.3.6 手动制动 (107)10.4 监控 (108)10.4.1 故障 (108)10.4.2 误操作 (109)1 概述1.1 安全相关术语的定义与技术安全相关的重要事项以图标的方式说明。
HXD1C机车电气系统介绍
主传动系统-主要部件介绍
和谐HXD1型大功率重载货运电力机车
牵引变流器电气性能参数
额定输入电压 额定输入电流 中间电压 额定输出电压 额定输出电流
最大输出电流 效率 冷却方式
AC970V/ 50 Hz 3×1390A DC1800V 3AC1375V 3×598A 3×814A ≥97.5% 强迫水循环冷却
和谐HXD1型大功率重载货运电力机车
网侧主要部件维修
受电弓（目视检查、更换小部件） 真空主断路器（目视检查、更换小部件、真空度检查、 触头检查） 避雷器（目视检查、U1mA直流电压测试性能）
高压隔离开关（目视检查、加脂、更换小部件）
碳滑板到限更换、气囊等紧固件 密封件和紧固件完好、风缸、真 空泡、主触头 直流测试不小于58kV，泄漏电流 不大于50μA 触头油脂润滑、辅助联锁测试、 主触头到限更换
主变压器的维修
温度无指示或指示错误，机械故障等 油泵不规则运行、运行噪音、轴承故障、绕组故障、阻 塞、漏油等 压力释放阀无信号或信号错误，机械故障、不动作
更换有故障电阻温度计 更换有故障油泵 更换压力释放阀
油流继电器无信号或信号错误，机械故障、不动作
更换油流继电器
变压器烧损
更换有故障变压器
日常需检查冷却塔上干燥器，更换变压器后需进行冷却 系统排气工作
THG2B型高压隔离开关
高压电缆总成
避雷器
原边电流互感器
主传动系统-主要部件介绍
和谐HXD1型大功率重载货运电力机车
网侧主要部件电气性能
受电弓（具有ADD功能） 真空主断路器（绝缘子爬电距离大于1000mm） 避雷器（氧化锌电阻片，内部无间隙 ） 高压隔离开关（手动、无载操列机车广泛采用） 高压电流互感器（干式）
HXD1型电力机车-电气原理ppt课件
AC 230V电路
DC 110V电源及其配电
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二、辅助电路原理
➢辅助电压特性及主要参数
辅助电气系统-主要部件介绍
恒频恒压回路输出电压： 440V 恒频恒压回路输出频率：60Hz 变频变压回路输出电压范围： 80~440V 变频变压回路输出频率： 80~440V、 10~60Hz
变频变压回路U/f输出特性曲线
最大输入电流 ：1640A
中间额定电压：DC 1800V
额定输出电流 ：4×598 A
额定效率：不小于98%
控制电压：DC 110V
启动转矩：9717Nm
IGBT模块技术参数
额定电压：3300V
额定电流：1200A
开关频率：450Hz
冷却方式：水冷
牵引变流器TCU
一、主电路原理
➢ 牵引电机
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二、辅助电路原理
辅助电气系统原理图和功能说明
➢ 3AC 440V负载供电原理
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主要辅机配置 冗余功能 库用辅机起动、库内动车功能
二、辅助电路原理
➢ 辅助电路的冗余功能
正常情况下，集成在主变流柜中的两个辅助逆变器，一个工作 在变频变压模式，一个工作在恒频恒压模式。两个辅助逆变器的输出 接触器之后设置了一个冗余接触器，可实现两路辅助回路的冗余供电 功能。当一个辅助逆变器出现故障时，辅助回路将重新配置，故障辅 助逆变器的输出接触器自动断开，冗余接触器闭合，正常运行的辅助 逆变器将承担所有负载。此时所有辅助设备都以恒频恒压方式工作。
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四、电气原理图说明
➢ 电气原理图电气设备代码
电气设备代码前缀” -”字母代码，依据标准DIN EN －2，具体电气设备清单见ZL功能区，举例如下：
04 HXD1C机车电气系统介绍
准要求。
车
机 力
1
电
运
货
载 重
2
率
功
大
型 HX1D
3
谐
和
机车电气系统
主传动系统介绍 辅助电气系统介绍
控制系统介绍
机车电气系统
车 机
主传动系统介绍
力
电
运
货 载
主传动系统结构及特点
重
率
功
主电路原理图和功能说明
大
型
HX1D
主要部件介绍
谐
和
主传动系统结构及特点
主电路结构
车 机 力 电 运 货 载 重 率 功 大 型 HX1D 谐 和
HXD1C型电力机车电气系统介绍
南车株洲电力机车有限公司 2009-10
电气系统介绍
车
机
力
电
运
货
载
重
率
功
大
型 HX1D
HX D1C型电力机车电气系统主要由主传动系统、 辅助电气系统、控制系统组成。
谐
和
电气系统组成
车 机
主要技术特点概要
力
电 运
? 主传动系统采用先进的水冷IGBT 变流器；
货 载
? 辅机电源为3AC 440V供电，部分辅机具有变频功能，节能性好；
高压电缆总成
TBY1-25 型电压互感器
避雷器
原边电流互感器
主传动系统- 主要部件介绍
网侧主要部件电气性能
车
机
受电弓（具有ADD功能）
力
电
真空主断路器（绝缘子爬电距离大于1000mm）
运
货
避雷器（氧化锌电阻片，内部无间隙 ）
hxd1c机车说明书教学内容
h x d1c机车说明书第一章机车说明目录1概述 (5)1.1目的及用途 (5)1.2技术参数 (7)2安全指导 (9)2.1重要注意事项 (10)2.2火灾反应 (12)3机械设备 (13)3.1机车车体 (13)3.2转向架 (14)3.2.1驱动装置 (14)3.2.2撒砂装置 (15)3.2.3轴端接地装及传感器置布置 (16)3.3司机室 (17)3.4机械间 (19)3.4.1部件冷却 (19)3.4.2机械间通风 (23)3.5制动柜 (24)3.6压缩空气供应系统 (28)3.6.1主空气管路系统 (28)3.6.2辅助压缩机系统 (29)3.6.3排泄（排风） (30)3.7刮雨器 (31)3.8喇叭 (33)3.9附属设备部件 (35)3.9.1接地棒 (35)3.9.2卫生间 (35)3.9.3冷藏箱 (36)3.9.4复轨器 (36)3.9.5工具柜及微波炉 (37)4制动 (38)4.1司机室制动操控部件 (38)4.2电制动 (39)4.4单独EP-制动 (42)4.5停车制动 (42)4.6指示器 (43)4.7无火回送 (44)4.8车端制动软管 (44)5电气设备 (45)5.1主电路 (45)5.2受电弓 (46)5.3主变压器 (47)5.4牵引变流器 (49)5.5牵引悬挂装置 (50)5.6辅助系统 (51)5.7第三方设备柜 (52)5.8低压柜 (53)5.9空调机组 (53)5.9.1制冷原理图 (55)5.10前窗玻璃加热器 (56)5.11显示器 (56)5.11.1功能按键及说明 (57)5.11.2显示器界面功能块 (58)5.11.3主屏幕布置 (58)5.11.4显示数据主要界面 (59)5.11.5显示列车重量输入界面 (60)5.11.6显示机车配置界面 (62)5.11.7显示牵引数据界面 (64)5.11.8显示辅助系统界面 (65)5.11.9显示故障信息界面 (66)5.12直流电源 (67)5.12.1蓄电池柜 (67)5.12.2控制电源柜 (68)5.13信号装置 (68)6操作部件 (70)6.1.1制动显示屏 (71)6.1.2面板1 (72)6.1.3监控显示屏 (72)6.1.4微机显示屏 (73)6.1.5面板2 (73)6.1.6面板3 (74)6.1.7面板4 (74)6.1.8右柜 (75)6.1.9中柜 (76)6.1.10主台面板 (78)6.1.11整体脚踏 (80)6.2司机室前墙布置 (81)6.3司机室后墙 (82)6.4侧墙布置 (83)7控制系统 (84)7.1网络控制设备 (85)7.1.1中央控制单元（CCU） (85)7.1.2牵引控制单元 (85)7.2微机显示器 (86)7.3制动控制单元(BCU) (86)7.4定速控制 (87)7.5走行距离和速度测量系统 (88)7.5.1无人警惕安全装置 (89)8过分相装置 (91)8.1过分相指示信号 (91)8.2过分相程序 (92)8.3过分相时的显示屏指示 (93)9轴重转换 (94)1 概述本手册为操作大功率交流传动六轴7200KW机车及其设备提供了指导。
HXD1C_机车操作说明(DOC)
第2 章机车操作说明版本：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1.02009-04-30初始创建全部1.12009-08-30根据投标文件评审意见进行修改全部目录1 概述 (7)1.1 安全相关术语的定义 (7)1.2 有资质的人员 (7)1.3 重要提示 (7)1.4 安全原理 (9)1.4.1 联锁系统 (9)1.4.2 紧急制动回路 (9)1.4.3 惩罚制动回路 (12)2 启动和停止操作的位置方案 (14)3 启动操作 (15)3.1 机车外部的检查 (15)3.2 机械间的准备 (15)3.2.1 运用过程 (19)3.3 在司机室内的准备 (20)3.3.1 操纵台 (20)3.4 日常检查 (26)3.4.2 撒砂试验 (36)3.4.3 泄漏试验 (37)3.4.4 监控系统试验 (39)3.4.5 回到运用模式 (40)3.5 修理工作之后的检查 (41)3.5.1 用车长阀试验紧急制动 (41)3.5.2 使用紧急制动按钮试验紧急制动 (43)3.6 外部照明，标志灯 (45)3.6.1 端部照明 (45)3.6.2 侧面照明 (46)3.7 内部照明 (47)3.7.1 司机室灯 (47)3.7.2 机械间灯 (48)3.8 信号设备 (48)3.8.1 高音风笛/低音风笛 (48)3.9 空调 (49)4 启动和牵引操作 (51)4.1 司机控制器 (51)4.1.1 钥匙开关 (51)4.1.2 方向开关 (52)4.1.3 牵引/制动手柄 (52)4.1.4 定速控制 (53)4.2 牵引操作 (54)4.2.1 要求 (54)4.2.2 过程 (54)4.2.3 防滑和防空转控制 (55)4.3 制动操作 (56)4.3.1 空气制动概览 (56)4.3.2 压缩空气设备 (58)4.3.3 电制动 (58)4.3.4 间接/自动空气制动 (59)4.3.5 直接/独立空气制动 (59)4.3.6 EBV 手柄的位置 (60)4.3.7 停放车制动 (60)4.3.8 截止阀 (65)4.4 撒砂 (69)4.4.1 设置撒砂电磁阀 (69)4.4.2 砂箱加热器 (70)4.5 无人警惕装置 (71)4.6 库内动车 (73)4.6.1 操作顺序及要求 (73)4.6.2 库内动车结束 (74)4.7 机车防寒准备 (74)4.8 过分相 (75)4.8.1 分相区指示信号 (75)4.8.2 过分相过程 (76)4.8.3 在IDU 上的过分相指示 (77)5司机换端 (79)5.1 离开司机室 (79)5.2 司机室占用 (79)5.3 自动换端 (80)6 停止机车操作 (82)6.1 接地程序 (84)7 显示屏的数据输入 (85)7.1 车辆质量 (85)7.2 轮径设置 (85)7.3 连挂速度控制 (86)8 重联－解开重联 (87)8.1 联挂程序 (87)8.1.1 机械重联 (88)8.1.2 电气连接 (89)8.1.3 气路连接 (90)8.2 重联模式 (91)8.2.1 两台车之间的重联 (91)8.2.2 整台车和车辆 (95)9 无火回送 (96)9.1 整台车的回送 (96)9.2 在重联车辆内拖运故障整台车 (98)10 速度调节/定速控制 (99)10.1 操作 (99)10.1.1 断开和闭合定速控制 (99)10.1.2 给出最大的可用牵引力 (99)10.1.3 操作单独制动/直接制动 (101)10.1.4 自动制动/间接制动的操作 (101)10.1.5 牵引方向选择 (102)10.1.6 车辆数据的设定 (102)10.1.7 确认操作 (102)10.2 牵引货运车辆的限制 (103)10.3 运用状态 (103)10.3.1 10.3.2 10.3.3 10.3.4 启动和结束定速控制操作 (103)停放制动模式和静止 (104)牵引模式 (104)在牵引模式和制动模式之间切换 (106)10.3.5 定速控制的制动模式 (106)10.3.6 手动制动 (107)10.4 监控 (108)10.4.1 故障 (108)10.4.2 误操作 (109)1 概述1.1 安全相关术语的定义与技术安全相关的重要事项以图标的方式说明。
HXD1C机车详细的介绍(课堂PPT)
Page 26
车顶设备布置
总体设计说明
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总体设计说明
司机室设备布置
整个司机室布置满足UIC651的要求 司机室及司机台的设计大量借鉴了HXD1B型机车的布置方案和成熟部件
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总体设计说明
机械间设备布置
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总体设计说明
车下设备布置
Page 30
总体设计说明
➢ 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。
➢ 转向架：机车采用两台C0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。
机车的设计、制造及所选用的材料、部件的防火要求符合 GB6771标准或等效国际标准的相应等级(DIN5510 class 2 2003版)。
机车采用了非延燃性材料和防火材料，未使用燃烧后产 生足以影响人体健康和对环境有害的毒气的材料。
机车所使用的电线和电缆均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。 机车必配有灭火器，且灭火器的数量满足相关要求。
五
子系统简介
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总体设计说明
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。车体侧下 设有4个架车支承座和供检修用的四个支承点。车体侧梁外侧设有4个检修 作业用的吊车销孔，车体前后牵引梁两旁分别设有救援用的吊车销孔（共计
HXD1C型电力机车车载设备仿真教学体统的构建
HXD1C型电力机车车载设备仿真教学体统的构建【摘要】本文描述了HXD1C型电力机车车载设备电气接线部分的原理图，并介绍了HXD1C型电力机车车载设备仿真教学系统的构建方案。
【关键词】HXD1C型机车；车载设备；仿真系统机车车载设备是保证列车运行安全所必备的重要设备，随着铁路主要行车设备的大规模更新换代，全路大量上道使用了国内自主研发的和谐型电力机车。
由于和谐型电力机车在整车装配工艺上采用了国际标准，机车车载设备的也纳入整车安装标准之中，在安装的过程当中存在大量的隐蔽工程，安装图纸复杂难以识别，给电务车载设备维修人员带来了很大的维修难度。
本文只讨论LKJ、机车信号设备仿真系统的构建，无线通信设备的构建不在本文讨论范围之内。
一、HXD1C型电力机车车载设备维护存在问题2012年年底新型HXD1C型电力机车入驻兰州铁路局嘉峪关机务段，通过机车整备，发现该类型机车采用工业化流水线装车方式，车载设备的安装是在机车出厂前与机车设备一并安装，这种装车的好处是使车载设备按照机车装配工艺进行安装，所有设备安装集中规范，标准统一，为后期维修奠定了良好的基础。
但通过一年的设备维修发现，该类装车方式存在的弊端同样突出。
1.由于车载设备按照机车装配规范进行统一安装，装配时采用了大量的机车装配定义，电务维修人员在不懂机车装配规范的前提下，根本无法对车载设备进行系统维护，造成很多漏检漏修的项点出现。
2.由于车载设备按照机车装配规范进行统一安装，安装时存在大量的隐蔽工程，且隐蔽处所无明确的示意图用于后期维修，维修人员在维修这些隐蔽处所时无异于盲人摸象，根本无从下手，给维修带来了很大的难度。
3.电气接口接续点多，且其中存在大量的并联电路，尤其是在电源部分，厂家所提供的图纸仅为示意图，没有线号及端子定义，电气部分一旦发生问题，维修人员很难在最短的时间内准确判断出故障点。
4.机电结合部故障判断不清，由于电务维修人员不熟悉机车电路的尴尬，导致大量的结合部问题找不到具体原因，造成大量的结合部故障重复发生，干扰正常运输。
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ERM 事件记录装置 为微机显示屏上的故障数据来源。其中微机显示屏KLIP界面、网压、辅
助界面都来源于VCM；微机显示屏牵引制动力，主断、受电弓状态等都来源 于网关模块。
IDU 智能显示单元（微机显示屏）
HXD1C机车控制电路
Cab1
CIO
DXM DIM AXM
IDU1
WTB
VCM1 ERM
VCM2
CCU GWM
ACU1 TCU1
TCU2 ACU2
MVB
MIO
DXM
DIM
BCU
Cab2
CIO
DXM DIM AXM
IDU2
GWM:网关 VCM:车辆控制模块 ERM:事件记录模块
e
T3 V3 C + RL
﹣
T2 V2 T4 V4
HXD1C机车的四象限整流器逆变模式
i
L T1
T3
+
C
RL
e
-
T2
T4
HXD1C机车的四象限整流器逆变模式
e
HXD1C机车主电路
中间直流电路由支撑电容、中间电压传感器、固定放电电阻、二次滤 波LC谐振电路和接地保护电路组成。电路主要作用：能量储存、平衡及 滤波、无功功率交换、主电路接地保护等作用。
高压电缆总成
避雷器
原边电流互感器
HXD1C机车主电路主要部件
TBQ35-8900/25型主变压器
JD160A型牵引电机
TGA9型牵引变流器
HXD1C机车主电路主要部件
TGA9型牵引变流器 TGA9型牵引变流器
主变流柜水冷却循环
HXD1C机车主变流器组成
四象限整流器 中间直流回路 PWM逆变器
HX过压斩波 桥臂和逆变器构成。
四象限整流模块和逆变器模块在结构上完全相同，可以互换。
PWM逆变器
HXD1C型电力机车牵引逆变器采用矢量控制技术，能够迅速 将异步电动机的输出转矩控制在目标值，提高了机车的防空 转能力。此技术通过对定子电流的励磁分量和转矩分量的控 制，达到分别控制电机磁链和转矩，实现牵引电机的快速响 应。机车采用轴控方式，实现了每个牵引电机的独立控制。 当机车的6个轴的轮径差、轴重转移及空转等可能引起的负 载分配不均匀时，均可以通过牵引变流器的控制进行适当的 补偿，以实现最大限度地发挥机车牵引力。
在正常情况下，受电弓选
择开关位置都应该在自动。后受 电弓将升起。
HXD1C型机车电气系统
HXD1C型电力机车
铁路机车的4次技术变革
3直流
2液力
4交流
1蒸汽
交流传动系统的组成
交流传动系统 = 牵引变流器 + 牵引电动机 + 传动控制单元 + …
电力机车交流传动系统
HXD1C机车电气系统主要特点
Ø主电路：机车牵引电路采用由IGBT (绝缘栅双极型 晶体管 ) 模块(3.3kV/1200A)组成的四象限整流器和 逆变器，给6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；（韶山车为交直 传动，调压调速，直流电机）
HXD1C主电路接地保护电路
该电路由接地电阻R12、R13、中间半电压传感器HV1、中间全电 压传感器VH2构成。
HXD1C瞬时过电压保护电路
过压斩波（直流放电）保护电路：由过压斩波电阻、电流传感器及 斩波管组成。当中间直流侧电压过高时，开通斩波电路，将能量通过电 阻以热能的方式消耗
HXD1C逆变器电路
Section
四象限整流器的整流过程
HXD1C机车的四象限整流器电路
i L T1 V1
e
T3 V3 C + RL
﹣
T2 V2 T4 V4
HXD1C机车的四象限整流器整流模式
iL
V1
e
V3
+
C
RL
–
V2
V4
Section
四象限整流器的逆变过程
HXD1C机车的四象限整流器电路
i L T1 V1
HXD1C机车主电路
该电路由预充电电路、四象限整流器、输入电流传感器等部件构成 (每个臂由两个IGBT模块并联组成)
HXD1C机车的四象限整流器电路
i L T1 V1
e
T3 V3 C + RL
﹣
牵引绕组 四象限整
T2
V2
流器
T4 V4 其它部分
Section
四象限整流器的结构
HXD1C机车的四象限整流器电路结构
i L T1 V1
e
T3 V3 C + RL
﹣
T2 V2 T4 V4
HXD1C机车的四象限整流器电路结构
二极管
IGBT
HXD1C机车的四象限整流器电路结构
i L T1 V1
e
T3 V3 C + RL
﹣
T2 V2 T4 V4
HXD1C机车的四象限整流器电路结构
i
L
V1
e
V3 C + RL
-
V2
V4
Ø 采用轴控方式，提高机车的可利用率。 Ø 采用再生制动方式，节能效果显著。（韶山车为加
馈制动）
HXD1C机车电气系统主要特点
Ø辅助电路：机车辅助电路采用独立的辅助逆 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。（韶山车采用旋转劈相机）
HXD1C机车电气系统主要特点
DIM:数字量输入模块 DXM:数字量输入/输出模块 AXM:模拟量输入/输出模块
IDU:智能显示单元
控制系统网络拓扑图
HXD1C机车控制系统（IDU界面）
HXD1C机车控制电路
控制系统主要部件
VCM/GWM/ERM
IDU
TCU
AXM
DXM
DIM
谢谢！
选择受电弓
1、“弓1“位：一端受电弓升起； 2、“弓2“位：二端受电弓升起； 3、“双弓“位：一、二端受 电弓同 时升起； 4、“自动“位：默认升起非 操纵端的受电弓；
HXD1C机车主要技术参数
HXD1C机车主要技术参数
主电路组成：
网侧电路； 主变压器； 主变流器； 牵引电动机； 库用动车电路等组成。
HXD1C机车主电路
HXD1C机车主电路主要部件
TSG15B受电弓
BVAC.N99D主断路器和 BTE25.04D高压接地开关
TBY1-25型电压互感器
THG2B型高压隔离开关
辅助供电电路的组成
HXD1C型电力机车辅助变流系统的供电电 路是由变压器辅助绕组、辅助变流器、滤 波电感和滤波电容、接触器、自动开关、 辅助电动机等组成
HXD1C机车控制电路
机车的控制系统主要由下列模块组成：
TCU 牵引控制单元 每个TCU负责一个主变流器的牵引、制动控制等功能；
VCM 机车控制模块 负责机车的整车逻辑运算、控制和MVB网络管 理，相当于WTB上的节点
Ø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IEC 61375的标准要求。
HXD1C机车电气系统主要特点
Ø重联控制：机车具有通过WTB总线进行多机( 最多三台)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。（重联为一人控制多台机车，电气连 接）
HXD1C机车辅助电路
HXD1C机车显示屏辅助系统界面
HXD1C机车辅助电路主要部件
冷藏箱 冷藏箱
微波炉
TGF54型辅助变流器
TGY03型控制电源柜
上水式卫生间
HXD1C机车辅助电路主要部件
THTF4.5牵引风机
冷却塔风机
主压缩机
司机室空调
冷却塔（含风机、水泵）
辅助电路的作用
■电力机车辅助系统是机车的重要组成部分 ，包括通风、冷却系统、压缩机及空调等 ，其作用是为机车牵引及制动系统提供保 障的，而机车辅助变流系统又是为机车辅 助系统提供三相交流电源的。因此辅助变 流系统的好坏，直接关系到机车能否正常 运行。