SS3B资料

学生姓名：钟世帅
学号：0555077
专业班级：机车车辆
指导教师：陶若冰
摘 要
本文系统地阐述了电力机车主辅电路，具体分析了SS3B型主线路、辅助线路。
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关键词：主电路；辅助电路；相控调压；加馈电阻；
引 言
韶山3B型电力机车是由各自独立且又互相联系的两节车组成，每节车均为一个完整的系统。主电路采用四段经济半控桥，相控调压。它具有恒压或恒流控制的牵引特性和恒速或恒励磁控制的电阻制动特性。空气制动采用DK—1型电空制动机。
每节车有两个两轴转向架。牵引电动机采用抱轴悬挂式。垂直力传递系统由两系悬挂装置组成，其中第二系采用了橡胶金属叠层弹簧，有较好的波动性能。牵引力传递系统则采用斜拉低位牵引杆，有较高的粘着性能。车体广泛使用高强度低合金结构钢。
该机车牵引及制动功率大、起动平稳、加速快、工作可靠、司机室工作条件良好、污染少、维修简便。
机车调速控制是通过司机控制器手柄SKT在牵引工况时置于“0、*、2、4、6、8、10”位：制动工况时置于“0、11、9、7、5、3、1"位的横流准恒速特性控制给定进行的。运行中各牵引电机通过相应的直流电流传感器1～6ZLH反馈电流信号，取6个反馈电流信号中最大值与给定值比较，通过调节晶闸管导通角，使牵引电机电流达到给定值维持恒流状态。又通过在1～6轮轴上安装的速度传感器1～6SH反馈速度信号，取6个反馈速度信号中的最小值与给定值比较，按照前述的准恒速特性控制函数，实现机车的准恒速状态。因此韶山3B型电力机车的特性控制即横流准恒速控制，有较高的自控水平和仰控空转和滑行的性能，例如SAT置于5位牵引起动，先按I=450A横流控制起动，当机车达到约40km/h速度时，进入准恒速控制运行，5级的牵引准恒速特性区在40～50km/h速度范围（I=450～0A范围），机车在该速度区找到平衡速度点运行。同理，SKT置于高级位即可获得高的准恒速特性速度点运行。机车高级位控制还受到粘着限制特性曲线和牵引电机1550V限压特性曲线的限制，见图1-4机车牵引特性曲线。
5.保护形式—有短路、过流、过载、过电压、接地保护等多种功能装置。
6.主电路基本形式—“交直传动系统"。能量传递是从接接触网25kV工频交流供电，经由主变压器降压，调压整流装置转换为可调节的直（脉）流电压，供直（脉）流牵引电动机实现拖动任务。
1.1
1.2
SS3B型电力机车主电路采用先进的大功率晶阀管多段桥相控整流方式，对机车进行无级平滑调速控制。其中韶山3B型采用不等分三段顺控桥整流。牵引工况采用恒压或恒流控制，电阻制动工况采用两级制动，恒励磁或准恒速控制。韶山3B改型机车采用不等分三段顺控半控桥，但是牵引特性为恒流、准恒速特性控制，电阻制动为加馈电阻控制，其特性为准恒速限流控制，具有与再生制动相当的优良低速制动，缺点是耗能较大。韶山3B型还采用了三次谐波滤波器以改善机车功率因数，缺点是增加了系统的复杂性。两种机车都具有轴重转移的电器补偿控制环节和空转与滑行保护装置，以改善机车的粘着利用。
机车接地装置包含车体底架至转向架构架、构架至轴箱的接地线及轴箱至车轴的接地碳刷装置。前者是平拉杆牵引装置和一、二系悬挂装置的旁路，构成电路通道，后者是轴箱轴承的旁路，保护轴承免受电蚀。
网侧高压25KV经主变压器ZB降压至次边绕组a1-x1、a2-x2固定绕组和a3-b3-x3,a4-b4-x4分段绕组，以上各绕组全电压均为107V，其分段绕组的各段电压为535.5V，从而构成1071、535.5、535.5V不等分三段绕组供电，再经桥式哇整流装置变流后分别向M1～M3、M4～M6牵引电动机供电。而其中a3-b3-x3分段绕组中又另有抽头c3,a3-c3是电压为198V的励磁绕组，专向电阻制动工况的励磁整流装置供电。
1.3
韶山3B电力机车具有6台800kW脉流牵引电动机（M～m6），牵引时分别按转向架组合，各3条之路并联。各支路除牵引电机外，还有线路接触器1～6XC开断状态后转换，还使得在惰性工况时断开各支路使牵引电动机不处在并联状态，从而可以避免由于电机剩磁所引起的不良后果，提高了机车的可靠性；直流电流传感器1～6ZLH检测牵引电动机电流，向电子控制柜ZGZK提供控制用反馈电流信号，又作为牵引过载保护的电路检测环节，保护动作整定值为800A±5%，过载动作后，封锁晶闸管整流装置触发脉冲，并通过电子柜内小型中间继电器执行，跳机车主断路器及故障显示。牵引电流表1～6QI（0～1000A)也经直流电流传感器1～6ZLH(500A/100mA）获得信号直接向司机指示牵引电机电流值；位置转换开关1～6WH是一种鼓形开关，用来改变牵引电机主极绕组的正、反接法以实现机车“向前”、“向后”的转换；又以改变牵引电机的串励电动机接法或他励发电机接法来实现机车“牵引”、“制动”的转换；1～6QGK为牵引电机隔离开关，当某台牵引电机故障时，可通过其相应的隔离开关去进行隔离和转换，在控制电路中，隔离开关的连锁切断相应的1～6XC线圈电路，同时又实现线路接触器的开断状态；为降低牵引电机主极绕组的电流交流分量，改善整流换向性能，在主极绕组并联一组固定分路电阻1～6CXR,阻值0.42Ω，对主极形成0.95的磁场消弱系数，而主机交流分量将小于25%。为扩大机车的恒功范围，在主极绕组上再并联磁场消弱电阻，分三级两组电阻，I级消弱电阻11～61CXR,阻值0.063Ω，通过11～61CC电控接触器闭合接入，磁场消弱系数为0.7；II级消弱电阻12～62CXR,阻值0.027Ω，通过12～62CC电空接触器闭合接入，磁场消弱系数为0.54；III级磁场消弱是通过11～61CC和12～62CC电空接触器的同时闭合接入，使11～61CXR和12～62CXR并联，阻值0.0189Ω，磁场消弱系数为0.45。此外，直流电压传感器1ZYH、2ZYH(2000V/80mA)用于牵引电机端电压信号检测，向电子控制柜提供控制用反馈电压信号，又作为牵引电机1550V限压控制的电压检测环节。牵引电压表1QU、2QU(0～2000V)也经直流电压传感器1ZYH、2ZYH获得信号直接向司机指示牵引电机电压值。为在机车空载高压实验时能显示硅整流装置的输出电压，设有空载试验开关4KYK、5KYK,直流电压传感器1ZYH、2ZYH分别接在其中点，机车正常运行时合运用行位，测量M2、M5电机电驱端电压，机车空载试验室合向试验位，测量硅整流装置1ZGZ、2ZGZ输出端3、5（4、6）电压值。
1.
韶山3b型电力机车主电路原理图如图1-1，它具有下列特点：
2.整流方式—采用双拍全波桥式整流电路，主整流桥采用三段桥式串联接法，其中二、三段小桥是一种叠加式经济桥接法。
3.供电方式—机车牵引工况时各转向架的牵引电动机为并联状态，分别由相应的哇整流装置集中供电，称之为转向架独立供电方式。
4.电阻制动—机车制动工况时，6台牵引电机各自接成他励发电机状态，励磁电路由6台电机主极全串联和励磁哇整流置构成。各电机电~~分别与对应的制动电阻串联后，按各转向架电机并联与半控大桥构成电路，从而可实现加~~电阻制动。
1调压方式—主变压器低压侧晶闸管不等分三段半控桥式相控调压方式。一桥为1/2半控大桥，二，三桥均为1/4u半控小桥，从而前大桥相当于两断桥，后小桥相当于四断桥相控无级调压特性。
单相工频25kV交流电源从接触网导线经由受电弓1SD或2SD送入机车。高压电路电流由受电弓经主空气断路器QD、高压电流互感器1LH（同时也~~作高压穿墙绝缘子）送至主变压器ZB的原边绕组A-X,经低压电流互感器2LH后接向车体，再经机车接地装置到车轮，通过钢轨向变电所回流。
韶山3B型电力机车的调压整流采用晶闸管相控调压系统。牵引工况时a1-x1和a3-b3-x3，a2-x2和a4-b4-x4绕组分别同1ZGZ、2ZGZ哇整流装置各自构成两个转向架独立供电不等分三段半控桥式调整整流电路。不等分三段半控桥式调压整流电路的升压顺序控制如下：第一段a1-x1-T11、T12、D11、D12（a2-x2—T21、T22、D21、D22)大桥调压，整流桥输入电压1071V(空载），通过控制T11、T12(T21、T22)臂晶闸管导通，使直流输出电压由0至1/2Ud平滑调节(Ud是调压器整流装置输出总电压），直至T11、T12(T21、T22）晶闸管全导通。第二段a3-b3—T13、T14、D13、D14（a4-变—T23、T24、D23、D24）小桥调压，整流桥输入电压535.5V（空载），通过控制T13、T14（T23、T24、D23、D24)臂晶闸管导通角，使直流输出电压由1/2Ud至3/4Ud平滑调节，直至T13、T14（T23、T24）晶闸管全导通。第三段b3-x3—T15、T16、D13、D14（b4-x4—T25、T26、D23、D24)小桥调压，整流桥输入电压535.5V（空载),通过控制T15、T16（T25、T26)臂晶闸管导通角，使直流输出电压由3/4Ud至Ud平滑调节，直至T15、T16（T25、T26）晶闸管全导通。见图3-2分段调压波形图，从而完成了整个不等分三段半控桥的顺控调压过程。降压顺序控制同上所述程序之反，从小桥到大桥，控制晶闸管导通角自全导通至关段状态，依次完成整个不等分三段半空桥的降压调压过程。
韶山3B电力机车是八轴重载机车，是由两节完全相同的四轴机车用车钩与连接风挡连接而成。期间设有电气重联控制电缆和空气制动系统重联控制风管，可由车独立运转，但是只具有一个司机室。在机车的两端还设有重联装置，可以与另外一台八轴机车连接，进行重联运行，以提高总牵引力进行长大列车重载牵引。
机车恒流控制取用6台牵引电机电流最大值比较，准恒速控制取用6轴速度传感器转速最小值比较，所以在电机发生空转使，不会改变特性控制状态。并由于韶山3B型电力机车设有空转（滑行）保护控制，能及时采取撒砂和降负载的措施去仰制空转和滑行的扩展，有良好的粘着在恢复能力。
不等分三段桥式硅整流装置见图3-3原理图，其常用调压范围为四断桥特性，所以其电压的调压波形与两断桥电路相比波形畸变偏小，有较高的功率因数，而相比常规的4断相控桥结构又较简单。
SS3B型电力机车辅助电路基本相同，都采用传统劈相机及电容分相起动通风机后备的双馈单—三相变流系统。每节车只设一台劈相机，当该机因故障切除后，可用电容对第一台牵引风机电动机直接分相起动，然后该电机兼作劈相机，在网压22Kv以上时，可逐一起动其他辅助机组，避免机破事故。辅助电机的保护形式有两种，一部分韶山3B型机车采用三相自动开关，具有过载、短路复合脱扣保护功能，并可直接切除故障电路；另一部分机车采用了电子保护，具有、过载与短路保护功能，其缺点是不能直接切除故障电路而需借助于机车辅机接触器切除或主断路器保护性断电。
为减小主电路的电流脉动量，牵引电路中有两台平波电抗器1OK、2PK,每台平波电抗器分别从各转向架中3台并联牵引电机形成串联电路，它的平波作用使主电路的电流脉动系数小于30%。
电阻制动时主电路通过1～6WH两位置转换开关置“制动“位接成他励发电机电路。此时6台电机主极绕组全串联，同时励磁电控接触器LC闭合，此时控制1ZGZ中的T17、T18、D13、D14励磁整流桥作为励磁电源向他励主极绕组电路提供励磁。为保证发电机状态的电驱电流测量仍用1～6ZLH系统，发电机状态与电动机状态的电驱电流方向应一致，测要求电阻制动工况下主极绕组的电流要与牵引工况时相反，这就是此时6台主机绕组串联电路必须注意的接法，见图3-5。励磁电流的检测通过直流电流传感器7ZLH(500A/100mA)向电子控制柜提供信号，与司机控制器指令构成励磁电路的闭环控制。同时7ZLH还是励磁保护和电流表1LI、2LI(0～1000A)的检测信号装置，励磁电流表分别在I、II端向司机直接指示励磁电流值。各电驱与相应的制动电阻1～6ZR(阻值3.54Ω)串联，而后各转向架中3台并联同主整流桥T11、T12、D11、D12、(T21、T22、D21、D22)组成各自独立的制动电路，制动时将列车的动能转变为电能，由作为负载的制动电阻把电能转变为热能排向大气而消耗，已达到减速与限速的目的。制动电流（电驱电流）通过直流电流传感器1～6ZLH的检测向电子控制柜反馈电流信号，同时，速度传感器1～6SH向电子控制柜反馈速度信号，从而构成对制动电路的闭环控制，根据司机控制器的级位指令（11～1位），按照前述的准恒速特性控制函数实现限流准恒速特性控制。例如SKT置于5位制动减速，先按I=420A的恒功自然特性作限流控制，当机车达到约49km/h速度是进入准恒速制动控制，5级的制动准恒速特性区在40～49km/h速度范围（I=0～420A范围），机车在该速度去找到平衡速度点运行。同理，SKT置于高级位，通过调节励磁电流获得高的准恒速特性速度点运行。韶山3B型电力机车电阻制动的特点是具有加馈电阻制动特性，当机车限流特性制动进入低速区(<46km/h),励磁电流调节已达到最大值650A的限制值，而这以后制动发电机由于机车速度低，其发电电势E随速度下降而下降，制动电流无法维持不变，而在低速去要获得最大恒制动力特性，此时只能依靠主整流桥T11、T12、D11、D12（T21、T22、D21、D22)相控输出整流电压Ud，对制动电路实施电流加馈，以维持制动电流不变（I=（Ud+E）/RR),实现恒制动力特性，故称之为加馈电阻制动方式。当机车速度到19km/h后，主整流桥晶闸管已全导通，加馈制动功率达到最大值，故在小于19km/h以后制动电流不再维持不变，制动力先沿最大励磁限制线下降，在沿主桥整流输出限制线下降，直到速度为0时保持加馈制动电流50A。在机车静止状态保持50A加馈制动电流是为了在静止高压试验时检查加馈电阻制动系统的正确性。但请注意机车在50A加馈制动电流状态下会出现一定的翻转力矩趁势、故实验时要空气制动抱闸以保安全。直流电流传感器1～6ZLH又作为制动电流保护和电流表1～6QI检测装置，1～6QI电流表向司机直接指示电流值，在制动电流限流环节失控情况下，制动电流保护环节（整定值450A±5%）实施保护作用，断开LC电空接触器切断励磁电路。
机车电阻制动时，励磁电源由主变压器绕组a3-c3和半控整流桥T17、T18、D13、D14提供，整流桥输入电压198V(空载），通过控制T17、T18臂晶闸管导通角，实现0～650A平滑调节6台串联的制动工况发电机他励绕组的励磁电流，励磁电路原理如图3-4所示。
为实现晶闸管调压整流电路的机车空在高压实验，在个整流桥输出端分别接有1ZGZR、2ZGZR、(3ZGZR、4ZGZR)负载电阻，每组1.5Ω、1.8kW.
因此韶山3b型电力机车的特性控制即横流准恒速控制有较高的自控水平和仰控空转和滑行的性能例如sat置于5位牵引起动先按i450a横流控制起动当机车达到约40kmh速度时进入准恒速控制运行5级的牵引准恒速特性区在4050kmh速度范围i4500a范围机车在该速度区找到平衡速度点运行
SS3B电力机车主辅电路分析