电力机车电器绪论
电力机车电器 第一章_电器的发热与电动力
式中 KT——综合散热系数(W /m2.℃), S——表面散热面积（m2）， τ——温升（℃）。
1．4电器的发热计算
电器的发热计算是有内部热源时的发热计算。 在计算时假定：导体通过电流产生的损耗P恒 定不变，导体各处温度相同，且比热容c和表 面综合数热系数KT为常数，不随温度升高而变 化。发热体的质量为m，散热面积为S。根据 能量守恒定律．载流导体在dt时间内的损耗为 Pdt， 它所产生的热量一部分用来加热导体， 使其温度升高d的热量为cmd ；另一部分热 量KTSdt通过表面散发到周围介质中，则得：
l W I Rt I t (J ) s
2 2
通常导体电阻随温度升高而增加，即：
R R0 (1 2 ......)
式中 R0——在0℃时的导体电阻(Ω) α、β——电阻温度系数
当导线通以交变电流时，其中的能量损 耗将增大，这是电流在导线内分布不均匀所 致。因为交流电流通过导体建立交流磁通， 导体中心部分匝链的磁通较其表而部分多， 交变滋通感应电势和电流用以阻止原电流流 通，因而使导体中心部分电流密度减小，导 体表面部分电流密度增大，产生所谓集肤效 应。 它使导体的有效截面减少，使等效电阻 值增大。
准确计算铁损是非常复杂的，通常进行近似 估算。
1.2.3电介质损耗
电介质在交变电场作用下的损耗功率Pd为：
Pd 2fCU tg
2
式中 C ——电介质的电容 U——施加在电介质上的电压 δ——电介质的介质损耗角
介质损耗角与绝缘材料的品种规格、温度、环境状 况以及处理工艺等有关。值一般在10-3～10-4 之间。
a
b
(a)两导体电流方向相反 (b)两导体电流方向相同
交流附加损耗系数是集肤效应系数与邻 近效应系数的乘积，即：
3-2 电力机车电器1
• TSG3－630／25型单臂受电弓主要技术参数
– – – – – – – – – – – – 额定工作电压……………………………25kV 额定工作电流……………………………630A 最大运行速度……………………………170km/h 静态接触压力……………………………（90±10）N 工作高度…………………………………500～2250mm 最大升弓高度…………………………… 2600mm 弓头总长度………………………………2085mm 滑板长度…………………………………1250mm 传动气缸工作气压………………………520～1000kPa 从0～1800mm间升弓时间………………6～8s 从1800～0mm间降弓时间………………5～7s 降弓位保持力………………………………80N
– 结构
3、避 雷 器
• 基本原理
• 伏一秒特性
• 氧化锌避雷器工作原理 • Y10W－42/105TD型氧化锌避雷器结构
– 技术结构特点 • 全天候避雷器 • 防污性能好 • 防震性能好 • 防爆性能好 • 非线性系数好 • 无续流 • 体积小，重量轻
工作原理 避雷器的工作原理是利用氧化锌优异的 非线性伏安特性，即在正常工作电压下呈 现高电阻，流过的电流非常小，可视为绝
• （2）BVAC N99型交流真空断路器 – 特点：
• • • • • • • 绝缘性高； 采用真空灭弧，环境稳定性好； 结构简单； 开断容量大； 机械寿命长； 维护保养简单； 与空气断路器有互换性。
– 主要技术参数
• • • • • • • • • • • • • • • • • • • 额定电压(kV)……………………………………30 额定频率(Hz)……………………………………50~60 额定工频耐受电压(kv)…………………………75 额定全波冲击耐受电压(kv)……………………170 额定电流(A) …………………………………… 750 热电流(A) ……………………………………… 750 功率因数…………………………………………0.8 额定电压(kV)……………………………………30 额定短路接通能力(kA)…………………………40 额定短路开断能力(kA)……………………… 30 额定瞬时耐受电流(KA/1s)…………………… 25 开断时间(ms)………………………………… 25~60 控制电压(V)…………………………………… DCll0 合闸功率(w)…………………………………… 50~200 保持功率(w)…………………………………… 15~50 辅助触头…………………………………………3常开/2常闭 控制气压(kPa)………………………………… 450~1000 工作温度(℃)……………………………………-40-~70 质量(kg)…………………………………………120
铁路机车—电力机车的电气设备及其电路
任务3 电力机车
一 电力机车的结构组成及特点 二 电力机车的电气设备及电路 三 电力机车的制动系统组成
任务3 电力机车
电力机车的电气设备组成
电气设备包括：电气设备及连接导线。电气设备主要有牵引电机、 牵引变压器、整流硅机组及各种电器等。
电路分为：主电路、辅助电路及控制电路。
任务3 电力机车
电力机车的电气设备组成——主电路
该电路将产生机车牵引力和制动力的各种电气设备连成一个系统， 实现机车的功率传输。
电气设备包括：受电弓、主断路器、主变压器、牵引变流器、牵引 电机等。
任务3 电力机车
电力机车的电气设备组成——主电路
1.受电弓 机车顶部装有两套单臂受电弓，受电弓紧压接触网导线滑行摩擦从 电网上取组成——主电路
2.主断路器 是用来接通或断开电力机车高压电路，当主电路发生短路、接地或 整流调压电路、牵引电动机等设备发生故障时，自动切断机车电源。
任务3 电力机车
电力机车的电气设备组成——主电路
3.主变压器 用来把接触网上取得的25kV高压电变换为各种类型低压电,以满足 机车上牵引电机和各种辅助电气的工作需要。
5.牵引电机 安装在机车转向架上，通过传动装置与轮对相连。机车在牵引状态 时，牵引电机将电能转换成机械能，驱动机车运行。当机车在电气制动 状态时，牵引电机将列车的机械能转化为电能，产生列车的制动力。
任务3 电力机车
电力机车的电气设备组成——辅助电路
电源来自主变压器的辅助绕组，通过劈相机将单相交流电转变成三 相交流电后，供给辅机设备，包括：辅助滤波柜、电器柜、辅助机组、 空调及采暖设备、蓄电池充电机、库用插座等。
任务3 电力机车
电力机车的电气设备组成——控制电路
电力机车控制-电力机车电气线路概述
二、辅助电路 辅助电路是指将辅助电机和辅助设备及其相关的电气设备连接而 成的线路。辅助电路的作用是保证主电路设备正常工作，改善司乘 人员工作条件。 辅助电路主要由供电线路、负载线路、保护线路三部分组成。 供电线路由牵引变压器辅助绕组提供单相380 V和220 V交流电源, 其中单相380 V交流电通过分相设备分成三相380 V交流电供给各辅 助机组。 负载线路包括三相负载和单相负载。三相负载主要有空气压缩机 电动机、通风机电动机、油泵电动机。单相负载主要有加热、取暖设 备及空调。 保护线路主要是在辅助系统发生过流、接地、过电压、欠电压和 单机过载故障时，使相应电器动作，从而达到及时保护的目的。
（1）切断机车的总电源。 （2）切断故障电路的电源。 （3）仅给司乘人员以某种信号引起注意。 （4）在故障发生后自动予以调整。
一、过电流保护 过电流是指电气设备过载、设备及电路短路引起的电流剧增。过 电流容易造成电气设备的绝缘老化，设备烧损，严重时引起火灾。过 流保护包括过载保护和短路保护两种。机车上通常采用断路器、自动 开关和熔断器进行过电流保护。
交-直型电力机车采用接地继电器进 行保护，如图2所示。正常运行时，接地 继电器J中不通过电流而处于释放状态。 当主电路中任一点接地时，直流电源E通 过接地继电器J与接地点构成回路，使接 地继电器J动作。
图2 接地保护装置
电气线路常用的联锁
机车控制电路必须设置机械联锁和电气联锁，以满足主、辅线 路对控制电路的要求，如电器按一定的次序动作，司机按一定的顺 序操作等。
三、零电压和欠电压保护
零电压和欠电压的产生是由于接触网的电压突然失压或过 低。当接触网电压消失时，机车因无电要停止运行，如果网压 又突然恢复，会造成很大的电气和机械冲击，这是不允许的。 如果接触网电压过低，机车就不能以正常功率运行，辅助机组 不能正常工作，再生制动时很容易发生逆变失控。
SS9型电力机车电气故障与检修毕业论文
SS9型电力机车电气故障与检修毕业论文山东职业学院毕业设计（论文）题目：SS9型电力机车电气故障与检修系别：专业：班级：学生姓名：指导教师：完成日期：山东职业学院毕业设计（论文）评审表二评价内容具体要求分值评分资料利用查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力和自己的见解。
15论文质量综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结果严谨合理；实验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用价值。
50工作量、难度工作量饱满，难度较大。
25创新对前人工作有改进或突破，或有独特见解。
10成绩100评阅人评语：评阅人签名：年月日山东职业学院毕业设计（论文）答辩情况记录（答辩小组用）答 辩 题 目对学生回答问题的评语正确基本 正确经提示回答不正确未回答答辩委员会（或小组）评语：成绩： 答辩负责人签名：年 月 日山东职业学院毕业设计（论文）总成绩评定表班级姓名学号设计（论文）题目SS9型电力机车电气故障诊断与检修指导教师评分评阅人评分答辩评分总成绩成绩系毕业设计（论文）领导小组审核意见：小组组长签名：年月日注：毕业设计（论文）总成绩中，指导教师评分占40%，评阅人评分占20%，答辩评分占40%。
摘要电力机车在复杂的运输条件下，不可避免的出现一些损伤，电气装置还会出现断线、接地、电磨损及绝缘老化，机车在运行过程中，若不能正常使用保养或不及时检修，就会加速机车不正常磨损或损坏，甚至引发事故，造成较大损失。
电力机车电气系统的故障诊断研究是保证机车安全运行、减少机破事故发生的一个亟待解决的课题。
本文以电力机车电气设备为研究对象，以SS9型电力机车为例，总结出了电力机车电气系统的常见故障。
关键词：辅助机组故障诊断电气系统受电弓主断路器目录1 引言（或绪论） (9)1.1 SS9型电力机车的技术特性 (9)1.2 SS9型电力机车的技术改进 (10)2 SS9型电力机车牵引电器故障的检测与维修 (11)2.1 牵引电动机的检修……………………………………………………………1 12.2 受电弓的故障分析 (12)2.3 受电弓故障的处理方案 (13)2.4 主断路器的故障分析…………………………………………………………1 62.5 主断路器故障的处理方案............................................................17 3 SS9型电力机车辅助机组的故障检测与维修 (18)3.1 劈相机的电路故障分析与处理………………………………………………18 3.2 劈相机的机械故障分析………………………………………………………19 3.3 劈相机的机械故障的处理方案………………………………………………20 3.4 压缩机电动机的检修..................................................................20 4 SS9型电力机车常见电气故障现象及应急处理 (23)总结…………………………………………………………………………………2 5 致谢…………………………………………………………………………………2 6 参考文献 (27)图1 SS9型电力机车主断路器合不上 (27)图2 SS9型电力机车总体布置 (28)1引言（或绪论）韶山9型电力机车（SS9）是中国铁路的电力机车车款之一，为大功率6轴客运交直传动相控电力机车，是根据铁道部科技研究开发项目(合同编号：98J12)，由株机厂和株洲所联合研制，以成熟的韶山型系列电力机车技术为基础，采用了许多国际客运机车先进技术，以满足具有长大坡度线路的满编旅客列车准高速运行的需要，是我国干线铁路牵引旅客列车功率最大的机车。
电力机车电器1.1教案
沈阳职业技术学院软件学院教案封皮《电力机车电器》教案学时： 72学时/班周时： 4学时/班授课人：高雅汶班级： 12春运营1、2班12春控制1班单元名称：电力机车电器绪论、第1.1节电器的发热与电动力教学对象：12春运营1、2班，12春控制1班学时：4主讲教师：高雅汶教学目标：1、了解电器的定义及分类2、掌握电力机车电器的分类3、了解电力机车电器工作条件和特点4、掌握电器的发热与散热5、掌握载流导体的点动力及电动稳定性教学方法：普通教室内板书授课，在多媒体教室利用网络资源进行多媒体教学教学资源：教材、多媒体资源、图片教学重点：1、电力机车电器的分类2、电器的发热与散热3、载流导体的电动力及电动稳定性教学难点：1、载流导体的电动力及电动稳定性课后回顾：一、组织教学（5＇*2）；电力机车电器这门课主要任务是学习有关的电器基本理论知识，接触器、继电器和电力机车各主型电器的基本结构、动作原理和技术参数。
二、导入新课（10＇*2）；1、什么是电器？三、讲授新课（60＇*2）；1、电器的定义及分类电器：凡是对电能的产生、输送和应用起开关、检查、控制、保护和调节作用，以及利用电能来控制保护调节非电量器械设备的各种电工设备都称为电器。
分类:a按用途分：开关电器：用来自动或非自动地开闭有电流的电路，如闸刀开关、自动开关、转换开关、按钮开关、隔离开关和主断路器等。
此类开关操作次数少，断流能力强。
控制电器：用于自动或非自动地控制电机的启动、调速、制动及换向等，如接触器。
保护电器：用于保护电路电机或其他电器设备，使其免受不正常的高电压大电流的损害，如各种保护继电器、避雷器、熔断器及电抗器等。
调节电器：用于自动调节电路和设备，使参数保持给定值，如电压调节器温度调节器等。
仪用变流和变压器：用于将高电压及大电流变为低电压、小电流，以供仪表测量或继电器保护电路之用，如电流互感器、电压互感器等。
受电器：用于接受电网电能，以作为机车电源，如受电弓。
《电力机车电器》
《电力机车电器》 识 二、触头的接触电阻
1、接触电阻的产生
第一章
电器理论基础知
产生接触电阻的原因有两方面：① 由于接触面不平迫使电流线收缩；②由于 接触表面存在导电性很差的薄膜。
由于电流线收缩而产生的附加电阻称为收缩电阻，用Rs表示；由于接触表面薄膜而 产生的附加电阻称为膜电阻，用Rb表示。接触电阻用Rj表示
《电力机车电器》 第一章 电器理论基础知 识 §1-2 电器的传动装置
③ 空心螺管式 空心螺管式电磁铁只有空心线圈和圆柱衔铁，没有铁心，衔铁在空心线圈中做直线 运动，如图（c）所示。这种电磁铁主要用于交流电流继电器和供电系统用的时间继电 器中。
④ 装甲螺管式 ⑤ 回转式
《电力机车电器》 第一章 电器理论基础知 识 §1-2 电器的传动装置
② 触头超程r 触头超程是指电器触头完全闭合后，若将动（静）触头移开，静（动）触头在 触头弹簧作用下继续前移的距离。
触头超程用于保证触头在允许的磨损范围内仍能可靠地接触。
③ 触头初压力F0 触头初压力是指动触头刚好与静触头接触，动静触头之间的相互作用力。
触头初压力由触头弹簧保证，用于降低触头闭合过程中的弹跳。
《电力机车电器》 本章主要内容：
第一章
电器理论基础知识
1、电接触的基本形式 2、触头的接触电阻、振动、磨损以及改善方法 3、电磁传动、电空传动基本原理 4、电弧的产生和熄灭方法 5、电器的发热和散热
《电力机车电器》 第一章 电器理论基础知 识 §1-1 电接触的基本知识
一、电接触的定义及分类
电接触定义
电力机车上的电器传动装置主要采用电磁传动、电空传动两种。
一、电磁传动装置
电磁传动装置实质上就是一个电磁铁，接收外界电能转换为机械能，带动触头动作， 使其闭合或断开。 电磁铁由吸引线圈、静铁心（铁心）、动铁心（衔铁）、铁轭、空气隙等组成。
电力机车简单介绍
调研报告侯庆丰电力机车是指由电动机驱动车轮的机车。
电力机车因为所需电能由电气化铁路供电系统的接触网或第三轨供给运行中的电力机车，所以是一种非自带能源的机车。
电力机车被广泛应用于铁路运输、城市地铁以及轻轨运输上，用它作为运输系统的动力装置，因此它是运输系统的核心。
电力机车具有功率大、过载能力强、牵引力大、速度快、整备作业时间短、维修量少、运营费用低、便于实现多机牵引、能采用再生制动以及节约能量等优点。
使用电力机车牵引车列，可以提高列车运行速度和承载重量，从而大幅度地提高铁路的运输能力和通过能力。
本报告主要分析电力机车的整体结构和各部分组成。
关键词：电力机车；电气化铁路；牵引车列；运输Electric locomotive is a locomotive wheel driven by a motor. Electric locomotive because the electric energy required by electrified contact net or the third rail supply operation of the power supply system of railway electric locomotive, so is a non energy comes with the locomotive. Electric locomotive is widely used in railway transportation, urban subway and light rail transit on and use it as a transportation system of the power plant, so it is the core of the transportation system.Has the high power, strong overload capacity, high traction, speed, servicing operation time is short, less maintenance, low operation cost, easy to realize multi machine traction electric locomotive, the regenerative braking and energy saving etc.. The use of electric locomotive traction vehicles can increase train speed and load capacity, so as to greatly improve the railway transport capacity and the ability.This report mainly analyzes the overall structure of the electric locomotive and the composition of the various parts.Keywords:Electric locomotive; electrified railway; traction train目录摘要 (2)Abstract (3)目录 (4)第1章绪论 (6)1.1电力机车简介 (6)1.2 电力机车的历史沿革 (6)1.3 电力机车的优缺点 (7)1.3.1 电力机车的优点 (7)1.3.2 电力机车的缺点 (7)1.4 电力机车的构造 (7)1.4.1 电力机车机械部分概述 (7)1.4.2 电力机车电气部分概述 (8)1.4.3 电力机车空气管路系统概述 (8)第2章电力机车机械部分介绍 (9)2.1 电力机车车体的结构、特点和作用 (9)2.1.1 电力机车车体的结构 (9)2.1.2 电力机车车体的特点 (9)2.1.3 电力机车车体的作用 (9)2.2 电力机车转向架的结构、特点和作用 (10)2.2.1 电力机车转向架的结构 (10)2.2.2 电力机车转向架的特点 (10)2.2.3 电力机车转向架的作用 (10)2.3 电力机车的车体与转向架的链接装置 (10)2.4 电力机车牵引缓冲装置 (10)第3章电力机车电器部分介绍 (12)3.1 电力机车主电路 (12)3.1.1 网侧电路 (12)3.1.2 网侧保护电路 (12)3.2 电力机车辅助电路 (13)3.2.1 电源电路 (13)3.2.1 负载电路 (14)3.2.3 保护电路 (14)3.3 电力机车控制电路 (15)3.3.1 电力机车控制电路的要求 (15)3.4 电力机车保护电路 (15)3.4.1 过电压保护 (16)3.4.2零电压保护 (16)3.4.3其他保护 (16)第4章电力机车空气管路系统 (18)4.1 风源系统 (18)4.1.1 风源系统的的构成 (18)4.2 控制气路系统 (18)4.3 辅助管路系统 (18)结论 (19)参考文献 (20)第1章绪论1.1电力机车简介电力机车是指从外界撷取电力作为能源驱动的铁路机车，电源包括架空电缆、第三轨、电池等。
电力机车整备绪论
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、概述
电力机车定义：
由外部接触网供电，由牵引电动机驱动的现代化的牵引动力。
电力机车组成：
包括电气部分、机械部分、和空气管路系统。
一、电力机车概述
电气部分
牵引变压器 整流硅机组 牵引电动机 辅助电动机组 牵引电器
机械部分
车体 转向架 车体与转向架 之间的连接装置 牵引缓冲装置
空气管路系统
空气制动机气路系统 控制气路系统 辅助气路系统
四、典型电力机车简介
韶山3型电力机车
客货两用干线电力机车，代号SS3。 株洲电力机车工厂1978年设计试制的大功率电力机车。 1989年开始批量生产至今。 该车采用大功率硅整流管和晶闸管组成的不等分三段桥式全波整流电路，晶 闸管相控平滑调压和补偿绕组的脉冲串励四极牵引电动机。机车具有恒流起动、 准恒速运行、加馈电阻制动、防滑防空转及轴重转移电气补偿等特性，起动平 稳、加速度大、牵引性能好、制动特性优越、性能可靠。 获国家科技进步二等奖、国家优质产品奖。 机车功率持续4350kW，最大速度100km/h，车长20200mm，轴式C0-C0，电 流制为单相工频交流。
四、典型电力机车简介
韶山7D型电力机车
采用B0-B0-B0转向架轴式及单侧制动； 采用不等分三段桥相控和他励控制技术，实现机车无级调速和无级磁场削弱； 采用恒流准恒速特性控制； 具有供列车取暖及空调的电源；具有双管制供风系统； 司机室采用了人机工程学原理设计，全包结构，选用先进操作控制设备，提 高了机车的美观性及舒适度； 机车功率持续4800kW，最大速度170km/h，车长20200mm，轴式B0-B0-B0， 电流制为单相工频交流。
四、典型电力机车简介
韶山1型电力机车
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：
电力机车电器-继电器概述
《电力机车电器》 第三章 继电器
四、继电器的分类 （1）按继电器的用途分，可分为控制继电器和保护继电器。 （2）按输入物理量的性质分，可分为有电量（电压继电器、电流继电 器）和非电量（风压继电器、风速继电器） （3）按作用原理分，可分为电磁式继电器、电子式继电器和机械式继 电器。 （4）按执行机构种类分，可分为有触点继电器和无触点继电器。有触 点继电器执行机构为触头、无触点继电器是通过触发器的反转状态变化 （晶体管的导通和截止）来完成控制电路的通断，没有明显的开断点。 （5）按作用分，可分为油流、电压、时间、中间、压力继电器。
《电力机车电器》 第三章 继电器
2、继电器组成 继电器由测量机构和执行机构两部分组成。 测量机构是用于接收输入量，并将其转换成继电器工作所必须的 物理量。执行机构是反应继电器输出的装置，作用于被继电器控制 的相关电路中。 输入量可能是电压、电流、功率等电量，也可能是液体或气体的 静压力、动压力或热、光、声和机械力等非电量。其输出量则可能 是触头动作，或者是电参数的变化等。
5.动作值的调整 继电器的动作值(或返回值)的调整，也称继电器参数的整定。对 电磁继电器的整定，可通过改变反力弹簧和工作气隙来实现。对 电子继电器来说，可改变比较环节的电位器的阻值等来实现。
6.灵敏度 继电器的灵敏度指按要求整定好的继电器能吸合动作所需要的最 小功率或最小安匝数。一般用动作功率或动作安匝来表示继电器 的灵敏度。不同类型的继电器在安匝数相同时，消耗的功率可能 不同，继电器消耗的功率越小，灵敏度越高。
4．返回系数 指继电器输入量的返回值Xfh与动作值Xdz之比，用Kfh表示，即：
返回系数是继电器的重要参数之一，对继电器来说一般Kfh﹤1。Kfh 越接近于1，继电器动作越灵敏，但抗干扰能力就差，所以返回系数 也不完全是越高越好，对控制继电器来说，返回系数要求不高，对保 护继电器要求有较高的
电力机车概述
电力机车（或电动车组）是靠电能驱动运行的机车车辆。
牵引供电系统主要包括牵引变电所和牵引网两个部分。电气化 铁路的牵引供电系统本身并不产生电能，而是将电力系统的电能传 送给电力机车（或电动车组）。
电力机车所用的电能是由发电厂供给的。 发电厂的发电机发出的三相工频交流电经过 升压后，高压输电送往区域变电所，经区域 变电所降压到110kV送往铁路牵引变电所， 由牵引变电所分别向两边供电分区的接触网 上供给25kV单相工频交流电，供电力机车 用电。
牵引电动机旋转带动车轴和车轮转动，由于轮轨间的粘着作用，从而产生牵引力， 驱使列车前进。牵引电动机的转速不同，机车的运行速度就不同。牵引电动机的转向 改变，机车的运行方向也随之改变。牵引电动机还可作发电机运行，将列车运行的机
械能变成电能，进行电气制动。
(2)电力机车构造：
电力机车由机械部分、电气部分和空气管路系 统三部分组成。它的机械部分和空气管路系统基本 上与内燃机车相同。
3.3 国产第二代电力机车
1977年，株洲工厂和株洲所开始设计韶山3（SS3）型电力机 车。SS3是在吸收了SS1和SS2成熟经验，并在SS1基础上改进设计 的，1979年在株洲工厂设计试制成功第一台机车。SS3机车小时 功率4800kW，最高速度100km／h， 6轴。采用了8级加级间晶闸 管相控调压，800kw、4级高压脉流牵引电动机，新结构的转向架 和车体。SS3机车综合性能优于SS1型，1989年开始大批量生产， 是中国第二代干线主型机车。
1、电力机车基本工作原理及构造：
(1)电力机车基本工作原理：
电力机车是一种从沿线的接触网上获取电能，经过机车上的设备改变其电压、 电流后，向牵引电动机供电，将电能转换成机械能来驱动车轮转动产生牵引力的机车。
电力机车电器第三章
第二节 电器的极限允许温升
第二节 电器的极限允许温升
第三节 不同工作制下电器的发热
电器在使用过程中，由于工作任务的要求不同，其
工作时间的长短也不同。
一、长期工作制时电器的发热
长期工作制是指电器通电后连续ห้องสมุดไป่ตู้作到发热稳定，
此时温升达到稳定值。
第三节 不同工作制下电器的发热
二、短时工作制及过载系数
电器的短时工作制是指电器通电时间很短，温升未
达到稳定就停止工作，并且下一次工作要等到电器冷却
到周围介质温度。
第三节 不同工作制下电器的发热
三、间断工作制（反复短时工作制）
间断工作制是指电器在通电和断电周期循环下的工
作过程。
第三节 不同工作制下电器的发热
3．电介质损耗
绝缘介质中的介质损耗一般与电场强度及频率有关。
三、电器的散热
1．热传导 热传导的方向是由较热部分向较冷部分传播，或由
发热体向与它接触的物体传播。
第一节 电器的发热和散热
2．热对流 热对流是通过流体（液体与气体）的运动而传递热量。 3．热辐射
热辐射是发热体的热量以电磁波形式传播能量的过程。
第三章
电器的发热与散热
第一节 电器的发热和散热 一、概 述
有触点电器是由导电材料、导磁材料和绝缘材料等组
成的。
二、电器的发热
电器工作时，电流通过导电部分将产生电阻损耗，此 损耗转变为热能使电器发热。
1．电流通过导体的电阻损耗
直流电流通过导体时产生的电阻损耗为
第一节 电器的发热和散热
2．磁滞和涡流损耗 铁磁体在交变磁通的作用下，会在铁磁零件中产生 一定的涡流。
电力机车电路介绍
SS9型电力机车主电路的特点
1．主传动型式——采用交一直传动和串励式脉流牵 引电动机，调速特性控制简单。 2．整流调压与磁场削弱——采用三段不等分半控整 流桥无级调压，其中一段占1／2的整流电压，另两 段占另1／2的整流电压。前者用于低速区，而后者 用于高速区，以提高高速区的功率因素。机车采用 晶闸管分路来达到无级磁场削弱，可提高列车高速 运行时的平稳性。机车在整个调速区间内均是无级 的。 3．电制动方式——电制动采用加馈电阻制动，在低 速区可以有较大的制动力。
磁场削弱电路
• 当电机电压达到最高值后，要求机车继续 加速时，就要进行磁场削弱。SS9型电力机 车采用晶闸管无级分路，来实现从满磁场 到最深削弱磁场的连续平滑控制，以改善 高速区的牵引功能。 • 磁场无级削弱电路也是按转向架分为两个 相同而独立的部分。以前转向架为例，从 电枢和磁场绕组的连接点14、24、34分别 到第二段桥的二个桥臂中点78和79，串入 三对磁场分路晶闸管。
磁场削弱电路
• 电压过零时，即电源为负半波的工作情况 如图3—3的④所示。由于元件T6、D6的导 通使元件D5、D4因反向电压而截止ห้องสมุดไป่ตู้而流 经元件Tll的电流无通路而截止，在T12触发 后将励磁绕组再次分流。 • 因此，元件Tll、T12导电时间的长短，决定 了分路时间的长短。调节晶闸管Tll、T12移 相触发角，就能达到所需的磁场削弱系数。
牵引电路
• 由于单相相控电路整流电压波形有很大波动，即 含有相当大的高次谐波电压，因此必须在电动机 支路中串有平波电抗器11L~61L以抑制该支路中 谐波电流分量，改善电动机的换向。否则电动机 将不能工作。 • 线路接触器12KM~2KM有三个主要作用：一是当 牵引电动机过流或其他故障时开断该支路，保护 电动机；二是防止位置转换开关带电转换，因而 在位置转换开关动作之前，线路接触器必须先开 断电路；三是与牵引电机隔离开关配合完全隔离 电机。若没有线路接触器，假如某一电机发生烧 损造成接地，则接地故障无法隔离，机车无法运 行。
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（ 3）测量作用：利用仪表及与之相适应的电器，对设备
或其他非电参数进行测量，如电流、电压、功率、转速、温
度、湿度等。 （ 4）调节作用：低压电器可对一些电量和非电量进行调 整，如温度的自动调节等。 （ 5）指示作用：利用低压电器的控制、保护等功能，检 测出设备运行状况与电气电路工作情况，如绝缘监测、保护指 示等。 （ 6）转换作用：在用电设备之间转换或对低压电器、控
5．按电器使用场合和工作条件分类
（ 1 ）一般工业企业用电器：适用于大部分工业企业环
境，无特殊要求。 （ 2）特殊工业企业用电器：适用于矿山、冶金、化工等 特殊环境 。 （ 3）热带用电器和高原用电器：适合于热带、亚热带地 区及高原山区而派生的电器。 （ 4）家用电器：近些年发展起来的适用于家庭生活环境 中的电器。
（ 4 ）受流器：用于电力机车在接触网上获取电流的电
器，如受电弓。
三、电力机车电器在电力机车电气系统中的作用
电器的需求量随着电气化水平的提高而急剧增长。 电力机车电器在电气系统中的作用主要包括：
（1）控制作用：能自动或非自动地控制电机的启动、调
速、制动及换向等。 （ 2）保护作用：能根据设备的特点，对设备、环境以及 人身实行自动保护，如电动机的过热保护、电网的短路保护、 漏电保护等。
3．按操作方式分类
（1）手动电器：如刀开关、隔离开关、按钮开关等。
（2）自动电器：如高压断路器、接触器、继电器等。 4．按电器的执行功能分类 （ 1）有触点电器：电器通断电路的执行功能由触头来实 现。
（2）无触点电器：电器通断电路的执行功能是根据开关
元件输出信号的高低电平不同，由一些电子组件来完成的。 （ 3）混合式电器：有触点与无触点结合的电器。一般正 常工作由有触点部分完成，而转换过程由无触点部分完成。
六、本课程的主要任务
本课程是铁道机车专业的专业课程之一，主要任务是学习
2．振动问题
机车运行中，当机车起动或制动时，产生沿机车纵向的振
动；当机车通过曲线或道岔时，产生沿机车横向的振动；当机 车轮对通过钢轨接缝时，产生垂直方向的振动。这样必然引起 电力机车电器的各零件也产生振动。 3．操作频率问题 机车常有起动、停车以及在不同工况时进行调速的操纵， 所以电力机车电器的操作频率较高。 4．空间安装位置问题
（5）牵引、船舶、航空用电器：例如船用电器、航空电
器、电气铁道用的牵引电器以及汽车、拖拉机用电器等。
二、电力机车电器的分类
在电传动机车上起开关、控制、转换、保护、检测、调节
等作用的电工器械（电器）称为牵引电器。 1．按电器所接入的电路分类 （ 1）主电路电器：指使用在电力机车主电路中的电器， 如受电弓、主断路器、转换开关、高压连接器、高压互感器及 电空接触器等。 （ 2）辅助电路电器：指使用在电力机车辅助电路中的电 器，如接触器。
随着电子技术的迅速发展，使用电子元件的无触点电器得
到了广泛的应用。
2．从单个电器过渡到成套电器或成套装置
所谓成套装置，不是指将一般结构的电器简单地、机械地
连接在一起，而是将所有电器、组件和小体积的零件按照一定 的要求，有机地结合在一起。 3．趋向于标准化、系列化、通用化、小型化 机车电器在发展中越来越标准化、系列化、通用化、小型 化。
绪 论
一、电器的定义及分类
由于电能与其他形式的能量相比具有易转换和便于控制、
调整、输送等优点，因此在生产、生活及一切科学领域中获
得了广泛的应用。 1．按电压高低分类 （1）高压电器：额定电压500V及以上的电器，称为高 压电器。
（2）低压电器：额定电压500V以下的电器，称为低压
电器。
制电路分时投入运行，以实现功能切换，如励磁装置手动与自
动的转换，供电的市电与自备电的切换等。
四、电力机车电器的工作条件和基本要求
由于电力机车电器是安装在高速运行的电力机车上，而电 力机车内部空间又极为有限，所以其工作条件与一般工业企业
用电器有所不同，相应的也有一些不同的要求。
1．工作环境问题 由于电力机车露天运行，电器工作的环境温度变化范围 大，工作时车内温度很高，车底及车顶在冬天或温度很低时甚 至可能结冰。
（3）控制电路电器：指使用在电力机车控制电路中的电
器，如司机控制器、各种继电器及一些低压开关等。
2．按电器在电力机车上的用途分类
（ 1 ）控制电器：用来对电力机车上的牵引设备进行切
换、调节作用的电器，如司机控制器、接触器、转换开关等。 （ 2）保护电器：用来保护电力机车上电气设备不受过电 压、过电流及其他损害的电器，如自动开关、熔断器、接地继 电器、过流继电器、避雷器、机械式继电器等。 （ 3）检测电器：用于与其他设备配套，检测电力机车各 电路电压、电流及机车运行速度等的电器，如互感器、传感器 等。
由于安装电器的机车内部空间是有一定限制的，因此电电器的发展
随着我国电气化铁道及电力机车技术的迅速发展，电力机
车电器在产品的结构、形式、质量方面都有了很大的改进和提 高。 随着我国电气化铁道及电力机车技术的迅速发展，电力机 车电器在产品的结构、形式、质量方面都有了很大的改进和提 高。 1 ．从有触点电器逐步过渡到无触点电器，且两者互相结 合，取长补短
2．按用途分类
（ 1 ）开关电器：用来自动或非自动地开闭有电流的电
路，如闸刀开关、自动开关、转换开关、按钮开关、隔离开关 和主断路器等。 （ 2）控制电器：用于自动或非自动地控制电机的启动、 调速、制动及换向等，如接触器。
（3）保护电器：用于保护电路电机或其他电器设备，使
其免受不正常的高电压、大电流的损害，如各种保护继电器、 避雷器、熔断器及电抗器等。
（ 4）调节电器：用于自动调节电路和设备，使参数保持
给定值，如电压调节器、温度调节器等。
（ 5）仪用变流和变压器：用于将高电压及大电流变为低 电压、小电流，以供仪表测量或继电器保护电路之用，如电流 互感器、电压互感器等。 （ 6）受电器：用于接受电网电能，以作为机车电源，如
受电弓。
（ 7）成套电器：由一定数量的电器按一定的电路要求组 合的整体电器屏柜，如高压柜、辅助柜、控制屏、信号屏等。