HXD3B
2.2.12.2HXD3B型电力机车操纵台认知
就保证了取下换向手柄后，控制手柄只能保持 在“0”位而不能再进行其他位置的移动。
停放 制动 按钮
风笛&无
人警惕
12
11
重联 电话
9 10
返回
停车按钮
弹停作用 弹停缓解 制动缸 总风/列车
设置按钮原因：方便机车换端操纵及机车在非操纵模式下能保 证制冷、加热、通风、制动及控制系统的正常运行
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停车按钮
弹停作用 弹停缓解 制动缸 总风/列车
我们要知道进入“停车位置”状态的前提是： ⑴操纵端司机室被设定； ⑵受电弓升起，主断闭合； ⑶司机控制器置"0"位； ⑷机车速度为零；
且只能在“0”位插入或取出。 换向手柄同时也是辅助司机控制器的控制手柄，
这样整台机车的司机控制器合用一只活动手柄 (钥匙手柄)，从而保证了机车在运行中，只能 操作一台司机控制器，其余均被锁在“0”位， 不致引起电路指令发生混乱。
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机械联锁： 换向手柄只能在控制手柄处于零位时才能变换
位置。 而控制手柄只能在换向手柄处于非中立位时才
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Hale Waihona Puke 返回牵引连锁 按钮
主手 柄
换向手柄：0位， 前位，后位
主手柄有：”0” 位、牵引指示档位“*-24-6-8-10-12”和制动指 示档位“*0—2—4—6—
8—10—12”
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主手柄和换向手柄之间相互机械联锁； 主手柄在“0”位自联锁。 主手柄是固定式；换向手柄是可取式(钥匙式)，
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停车按钮
弹停作用 弹停缓解 制动缸 总风/列车
中国火车头系列大全（二）
中国火车头系列大全（二）SS5型电力机车韶山5型电力机车属于实验性车型，采用了两段相控阵5型电力机车（SS5），是中国铁路的第一种快速客运电力机车。
韶山5型机车的研制、试验为后来韶山8型准高速电力机车的设计和生产累积了经验。
SS6型电力机车韶山6型电力机车（SS6）是中国铁路使用的电力机车车型之一，是原铁道部为满足陇海铁路电气化需要，继引进6K型电力机车之后，于1989年利用日元贷款、通过国际招标采购的第二批4800千瓦六轴电力机车。
SS7型电力机车韶山7型电力机车（SS7）是中国铁路的电力机车车型之一，是根据山区小半径曲线区段电气化铁路而研制的客、货运两用干线电力机车，由大同机车厂、株洲电力机车研究所于1992年研制成功，1996年投入批量生产，累计生产了113台。
SS7B型电力机车韶山7B型电力机车（SS7B），是中国铁路使用的重载货运电力机车车型之一，属于25吨轴重实验性车型，由大同机车厂于1997年研制成功。
SS7C型电力机车韶山7C型电力机车（SS7C），是中国铁路使用的电力机车车型之一，由大同机车厂、株洲电力机车研究所、成都机车车辆厂于1998年研制成功。
韶山7C型电力机车是在韶山7型电力机车基础上，根据铁路客运提速需要改进设计而成的4800千瓦六轴客运电力机车，最高运用速度120公里/小时。
SS7D型电力机车韶山7D型电力机车（SS7D）是中国铁路的电力机车车型之一，是为适应中国铁路大提速的需要、特别为陇海铁路郑州至西安段而设计的准高速干线客运用电力机车，由大同机车厂、株洲电力机车研究所、成都机车车辆厂于1999年联合研制成功，至2002年累计生产了59台。
韶山7D型电力机车持续功率为4800千瓦，最高速度为170公里/小时。
SS7E型电力机车韶山7E型电力机车（SS7E），是中国铁路使用的干线客运电力机车车型之一，由大同电力机车有限责任公司和大连机车车辆有限公司制造。
为六轴干线客运电力机车，最大速度为170km/h。
HXD3B型交流传动电力机车牵引电机
电机的转轴用优质合金钢锻造，全长为 686.5 mm。 2.3 端 盖
对逆变器供电的牵引电机来说，在元件关断时，尖峰 脉冲对电机绝缘会产生极为不利的影响；此外，当电机在 额定转速以上运行时，电源为矩形波，流经电机的电流含 有大量谐波，从而使电机效率降低，所产生谐波转矩使电 机转速波动；同时还因共模电压产生轴电流。为此 Mitrac TM 3800 F 型牵引电机针对这些特殊的因素，采用了不同 的改进措施。 4.3 电机的设计要求
牵引电机采用半悬挂方式，通过抱轴箱与轮对相连。 机车在牵引运行状态时，牵引电机将电能转换成机械能， 通过轮对驱动机车运行。当机车在再生制动状态运行时， 牵引电机将机械能转换成电能，产生列车的制动力，此时 电机处于发电状态。
牵引电机的工作条件十分恶劣，与其他电机比较，负 载变化大，冲击和振动严重，恶劣的风沙、雨雪气候、酸碱 性气体影响侵蚀严重。
P2= 1 632 kW；T=10 434 N·m；n=1 494 r/min；Cos=0.904； F1=50.3 Hz；F2= 0.55 Hz。
最大值：U1=2 183 V；I1=552 A；P2=1 632 kW；F1=103.4 Hz； n=3 065 r/min；T=11 745 N·m。
关键词：牵引电机；逆变器供电；参数；结构特点
中图分类号：U264.1+ 3
文献标识码：A
文章编号：1672- 1187（2010）02- 0033- 03
CCB概述
HXN3型大功率内燃机车空气系统总述
HXD3B 型大功率电力机车采用了国际上先进 的机车用 CCBII微机控制制动系统，满足干线客、 货运机车的运用要求，采用大功率轮盘制动装置，
采用先进的螺杆式空气压缩机作为风源设备。
一、HXD3B 型电力机车制动控制原则：
1.优先使用机车动力制动。 2.通过自动制动手柄或监控装置实施常用制动，经计算机 车施加与空气制动力相当的动力制动，车列施加空气制动。 3.通过自动制动阀、车长阀或监控装置实施紧急制动，经 计算机车施加与空气紧急制动力相当的动力制动，车列施 加空气紧急制动。 4.通过紧急按钮实施紧急制动时，机车断开主断路器后施 加空气制动，车列施加空气制动。该紧急按钮为非常情况 （如机车起火，主断路器粘接等电器故障）设计。 5.通过单独制动手柄实施制动，机车施加空气制动。 6.通过司控器可以施加动力制动，其最大值为480kN。
(8)司控器产生机车牵引力或再生制动力牵引：前推；制 动：后拉。
B-II 制动系统控制部分及辅助功能控制部分 集成在空气制动柜中。
和谐D3C:
总风缸
空压机、干燥器
空压机、干燥器
基础制动装置
空气控制柜
总风缸
和谐D3B:
空压机、干燥器
空气控制柜
空压机、干燥器
CCBII作用示意
FIRE （LCDM）
二、紧急制动的触发方式：
HXD3B型电力机车牵引变压器冷却系统改进策略
HXD3B型电力机车牵引变压器冷却系统改进策略摘要:HXD3B型电力机车是在引进德国西门子公司的SS4型电力机车的基础上，结合我国铁路实际情况和需要，通过消化吸收国外先进技术，并经过国产化研制而成的新一代电力机车。
HXD3B型电力机车主要由机车车体、司机室、牵引变电器、辅助变电器和变压器等部件组成。
牵引变电器是主要部件之一，其性能的好坏直接关系到机车运行的可靠性。
关键词:HXD3B；电力机车；牵引变压器；冷却系统为满足HXD3B型电力机车的牵引要求，需要对牵引变压器冷却系统进行改进。
牵引变压器作为牵引变电器中的重要组成部分，其冷却系统主要由散热器和冷却风扇组成。
由于机车运行环境比较恶劣，因此冷却风扇在使用过程中出现故障是较多的，一旦冷却系统出现故障，将会严重影响机车正常运行。
本文以HXD3B型电力机车牵引变电器冷却系统为研究对象，对其存在的问题进行分析。
1.牵引变电器冷却系统结构HXD3B型电力机车的牵引变压器冷却系统采用了独立的冷却风扇系统，该冷却系统由风扇和散热器组成。
在风扇内部，设有一个由铜质轴流风扇电机驱动的主风管，该风管通过轴承、连接螺栓连接到冷却风扇的上侧，并通过一根连接到散热器上侧的通风管与主变压器上侧的冷却风管相连。
在冷却风扇与主风管之间还设有一根连接到散热器的支管，该支管是由无缝钢管焊接而成。
在冷却系统中，所有的风冷风扇都安装在独立的散热器内，通过一个独立的通风管路与主变压器上侧的通风管相连。
主风管是由铝质材料制成，具有一定的长度和直径，能够将牵引变电器产生的热量传导至主变压器上。
当机车正常运行时，冷却系统中的温度会随着牵引变电器使用时间的增加而逐渐升高，当温度达到一定值时，便会停止散热。
当机车停站或发生故障时，冷却系统中的温度会随着温度下降而降低。
此时主变压器上侧和下侧同时停止工作，变压器上侧和下侧冷却风扇也不能继续运行。
牵引变电器冷却系统中主要采用了空气轴承风扇电机和涡轮风机。
HX_D3B型交流传动电力机车概述
4.1 主电路 机车电传动系统设计满足 AC 25 kV 和 50 Hz 的牵引
供电制式，机车网侧电路由 2 架受电弓、2 个避雷器、1 个 真空主断路器、1 个高压电压互感器、3 个网侧电流传感 器、6 个轴头接地装置等组成。传动系统电路由变压器、 变流器和牵引电机等组成，变压器原边通过受电弓和主 断路器得电，变压器次边的 6 个独立的牵引绕组分别向 3 台主变流器的 6 个四象限整流器供电，每个变流器的 2 个四象限整流器向对应的 1 个中间回路供电，1 个中间 回路向 2 个电机变流器供电，每个电机变流器单独给 1 台牵引电机供电。机车制动采用再生制动，再生制动产生 的电能反馈回电网，达到了节能的效果。
每台机车设有 2 台油水冷却塔，通过各自的回路分 别与变流器和变压器连接。变流器回路中，使用水和乙 二醇的混合物作为传热介质；变压器回路中，传热介质 为矿物油。整体的散热器由 2 个隔开的流体回路组成， 变压器的热量通过油循环回路进入冷却塔散热器下层， 变流器的热量通过水循环回路进入冷却塔散热器上层。 在冷却风机的作用下，冷却空气通过车顶风腔进入，先吸 收水回路的热量，再吸收油回路的热量，然后由车底排向 大气。 3.3 机械间辅助通风系统
-1-
电力机车与城轨车辆·2010 年第 2 期
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8）机车顶盖设有密闭风腔，冷却风源从风腔进入车
排障器距轨面高度（踏面允许磨耗范围内可调）/ mm
内，保证了风源的清洁性，减少尘埃对被冷却设备的污
110
染，改善冷却效果。每个转向架的 3 台牵引电机由 1 台通
扫石器距轨面高度（踏面允许磨耗范围内可调）/ mm
额定功率时，机车在持续工况下，距离牵引变电所 10 km 处测量，接触网每公里 0.83Ω，65°22′，等效干扰 电流不大于 0.8 A，谐波含量不大于 0.4%。额定网压下，在 牵引工况发挥持续功率时，机车总效率不小于 0.85（最优 值 0.88）。机车能以 5 km/h 速度安全通过半径为 125 m 的 曲线，并能在半径为 250 m 的曲线上进行正常摘挂作业。
HXD3B——精选推荐
HXD3B型机车是以在中国国内主干线上进行重载货运牵引为目的进行设计研发的交流传动电力机车。
机车的微机网络控制系统采用庞巴迪公司提供的MITRAC系列产品，MITRAC机车控制系统由多微机环境组成，包括列车控制级、机车控制级以及驱动控制级。
本文针对HXD3B型机车微机网络控制系统进行分析和研究机车网络控制系统结构组成HXD3B型机车采用先进的分布式微机网络控制系统，其通讯方式基于TCN列车通信网络和Ethernet（以太网）。
具体的网络拓扑结构见图每台HXD3B型机车的微机网络控制系统由2组机车控制单元VCU，2组网关TCN-GW，3组牵引控制单元DCU2，2组以太网交换单元CablingSwitch，2组司机显示单元DDU，1组制动控制单元BCU以及分布于各个电器柜内的输入输出（I/O）模块和高压柜内的AMP模拟监测保护装置等构成。
整套微机网络控制系统采用模块化设计，所有设备均采用冗余配置模式，从而提高了机车微机网络控制系统的可靠性，实现了机车的冗余控制WTB列车总线的传输介质为双绞屏蔽线，最多可连接32个节点（无中继器），传输距离为860m（无中继器），传输速率为1Mb/s。
MVB多功能车辆总线用于连接机车内部的各个网络设备，机车总线管理器位于TCMS柜内的机车控制单元VCU1和VCU2内。
为提高系统的电磁兼容性能，HXD3B型机车MVB多功能车辆总线的传输介质采用两种类型的介质：ESD+双绞屏蔽线和光纤（OGF）。
ESD+双绞屏蔽线主要用于电气屏柜内部器件的连接，光纤（OGF）主要用于屏柜之间的连接。
MVB总线采用总线型和星型混合的拓扑结构MVB总线采用双路冗余结构进行数据传输，同时为提高系统的可靠性，MVB总线被分割成3段，设为第一段、第二段及第三段，3段传递的信息是相同的，各个电气屏柜均采用双段信息输入，当某一段MVB总线通讯故障时，其他两段仍可实现信息传递，从而确保机车的安全可靠运行Ethernet主要用于软件下载、信息采集、程序调试及VCU与显示单元之间的信息传递，其具体拓扑结构如图4所示1.2系统设备1.2.1机车控制单元VCU机车安装有两个VCU，采用热备份冗余方式。
HXD3B型大功率交流传动货运电力机车特点及故障处理(最新整理)
HXD3B型大功率交流传动货运电力机车特点及故障处理摘要：简要介绍HXD3B型大功率交流传动货运电力机车总体设备布置情况及网侧电路、主电路、辅助电路、TCMS控制系统，空气制动系统的特点，针对牵引变流器、电机变流器、TCMS显示屏、受电弓风管压力开关的常见故障进行简要分析，制定相应的故障处理办法。
关键词：HXD3B型货运电力机车；故障处理；变流器；预充电电阻0 引言HXD3B型机车是根据大连机车车辆有限公司与铁道部签署的大功率交流传动电力机车采购项目研制的，以HXD3型交流传动电力机车为技术平台，以在国内主干线上进行重载货运牵引为目的，拥有自主知识产权。
机车采用大功率水冷 IGBT水冷变流器，单轴控制技术，框架式承载车体，设备布置采用中央走廊设备布置方式，高压电器布置在机械间内部的高压柜内，并充分考虑了使用中的自然环境条件，提高了机车的防寒性能。
2010年2月末在东北地区各个干线上投入运用，目前沈阳铁路局投入运用台数为92台。
对该型机车运用初期出现的常见故障进行处理后机车整体质量可靠，充分发挥了大功率交流传动机车的优势。
1 机车简介及特点1.1 总体及设备布置机车轮周功率9600kW，轴重25t，轴式为C0-C0，电传动系统为交直交传动，采用3组IGBT水冷变流柜，1632kW大转矩异步牵引电动机，具有起动（持续）牵引力大、恒功率速度范围宽、粘着性能好、功率因数高等特点。
采用下悬式一体化多绕组牵引主变压器，内部集成三台谐振电抗器，冷却方式为强迫导向油循环风冷。
每个转向架的3台牵引电机由一台通风机冷却；主变流器水冷和主变压器油冷采用水、油复合式冷却塔。
机车设备布置如图1所示1.2 机车网侧电路特点接触网电流通过受电弓PG1或PG2引入机车，经25kV高压电缆进入车内，并经高压柜内的高压隔离开关QS1或QS2和主断路器QF1相连，再依次穿过电流传感器TA1和TA2与主变压器TM的原边绕组A 端子连接，经主变压器原边绕组后，从X端子流出，穿过电流传感器TA3，最后通过6个并联的回流接地装置，从轮对回流至钢轨返回变电所。
2.5.12.5HXD3B型电力机车主辅电路
1.辅助电源供电 辅助电源 1、2 的输出电压 和频率将根据冷却系统的实
际情况进行调整，采用变压变频方式工作； 辅助电源 3 主要针对泵类负载供电，因此采用定频定压
方式工作，电压、频率为 460V/60Hz。
辅助电路
2.辅助电源故障转换 辅助电源 1 和辅助电源 2 中任何一个故障时，通过故障
接触器的切换，转由另一个 辅助电源对辅助电源 1 和辅助 电源 2 的负载共同供电，此时该辅助电源由变频变压改为定 频定压供电方式。
当辅助电源 3 故障时，通过故障接触器的切换，转由 辅助电源 2 对辅助电源 3 的负载及辅助电源 2 的负载共同 供电，但此时只允许一台压缩机工作，对于辅助装置除必要 的加热或制冷外，其他辅助负载均停止工作。
网侧电路
4. 主断路器 QF1 主断路器 QF1 采用真空断路器。该断路器除接通和开断机车的总电 源外，当机车发 生原边过流、主辅变流器故障或司机按下紧急按钮 时，主断路器 QF1 迅速断开，起机车最后一级保护作用。
网侧电路
5. 避雷器 F1、F2 和 F3 避雷器 F1 和 F2 属于车顶避雷器，避雷器 F3 属于车内避雷器。
三、机车主变流器
机车装有 3 个变流柜， 每个变流柜的主电路和控制 电路相对独变频电源
当一组变流器发生故障时，通过微机控制系统 VCU，自 动将故障的变流器切除，也可通过微机显示屏隔离某个变流器， 机车维持 2/3 的牵引动力继续运行，辅助系统通过故障切换， 由两组辅助变流器完成对全车辅助系统及控制系统的供电，实 现机车的冗余控制。
9. 回流接地装置 EB1～EB6 回流接地装置保证网侧回路向钢轨的回流及机车可靠的接地性能，同 时保护机车轮对轴承不受电蚀。
网侧电路
和谐D3B交流电力传动机车
和谐D3B交流电⼒传动机车摘要随着电⼒电⼦技术、异步电动机的控制技术、微机和⽹络技术的发展，三相交流传动技术有了质的飞跃，交流传动系统的研究和开发已引起世界各国的⾼度重视。
交流传动系统⽆论在性能指标，装置体积，设备维护还是节能乃⾄环保⽅⾯均体现出了巨⼤优势。
使⽤交流传动技术的机车性能得到了很⼤的提⾼，交流传动已成为机车、动车发展的主流。
HXD3B型电⼒机车的主传动系统和辅助传动系统均采⽤了交流传动技术和微机⽹络控制技术，整个电⽓系统的设计坚持起点⾼、技术领先的原则，并充分考虑⼤功率货运电⼒机车的实际需要，采⽤先进、成熟、可靠的技术，按照标准化、系列化、模块化、信息化的总体要求，进⾏全⽅位设计的。
本⽂⾸先对HXD3B型交流传动电⼒机车的特点和参数做了简要的阐述，然后然后对整车的电⽓系统电路部分按照主电路、辅助电路、控制电路分类做了系统的分析，尤其是对构成主电路的器件如牵引变压器、四象限脉冲整流器、牵引逆变器和牵引电机做了详细分析。
并对其中的关键电⽓部件四象限整流器的原理、结构，控制，电机逆变器的组成和原理以及异步电动机的原理、特性、调速⽅法做了说明。
本⽂的重点是结合HXD3B 电⼒机车，对交流传动技术以及微机⽹络控制技术在机车上的应⽤进⾏了分析研究，对HXD3B电⼒机车的交流主传动系统、交流辅助传动系统的构成、特点、功能以及微机⽹络控制系统的特点进⾏了研究和归纳总结。
关键词：电⼒机车交流传动系统电⽓线路ABSTRACTAs the development of power electronics, induction motor control technology, computer and network technology, three-phase AC drive technology has been a qualitative leap, the research and exploitation of AC drive system has attracted great attention all over the world. The AC drive system in terms of performance index, size devices, equipment maintain or energy-saving and environmental protection are reflected in a huge advantage. The performance of locomotive using AC drive technology has been greatly improved, AC drive has become mainstream of development of locomotive and EMU. The main drive system and auxiliary drive system of HXD3B electric locomotive are both using the AC drive technology and computer network control technology, the design of whole electrical system adhere to the principle of high starting point and leading technology, taking into account the actual needs of high-power freight electric locomotive, using advanced, mature and reliable technology, according to standardized, serialized, modular information based general requirements for the design of the all-round.Firstly, this article has done a brief introduction about characteristics and parameters of HXD3B electric locomotive. Then the vehicle's electrical system circuit is divided into main circuit, auxiliary circuit, control circuit and give them the overall analysis. The theory, framework control of four-quadrant rectifier, principles and constitute of motor inverter and principle、characteristics、speed method of asynchronous motor are illustrated. The emphasis of this article is combined with HXD3B electric locomotive for analyzed and researched the applied of the AC drive technology and computer network control technology in the locomotives. It is also made a classification study and summarized for structure, features, functions of HXD3B electric locomotive AC main drive system and AC auxiliary transmission system.Key words:Electric locomotive AC drive technology electric circuit⽬录第⼀章绪论 (1)1.1HXD3B交流传动电⼒机车的发展背景 (1)1.2HXD3B交流传动电⼒机车的电⽓系统 (1)1.2.1HXD3B的主电路 (2)1.2.2HXD3B的辅助电路 (2)1.2.3HXD3B的控制电路 (3)1.3本⽂要做的研究⼯作 (3)第⼆章HXD3B电⼒机车牵引变压器的研究 (5)2.1HXD3B变压器的概述 (5)2.2HXD3B变压器的铁⼼参数 (6)2.3HXD3B变压器的线圈 (6)2.4HXD3B变压器的引线 (8)2.5HXD3B变压器的的冷却系统 (8)2.6HXD3B变压器变压原理 (9)第三章HXD3B的牵引变流器研究 (10)3.1机车牵引变流器的功能 (10)3.2HXD3B的牵引变流器的主要技术参数 (10)3.3机车牵引变流器的组成及作⽤ (10)3.4HXD3B牵引变流器的组成 (10)3.5HXD3B电⼒传动机车⽹侧变流器（4QS）的研究 (11)3.5.1HXD3B⽹侧变流器选择四象限脉冲整流器的原因 (11)3.5.2四象限脉冲整流器的结构及原理 (11)3.5.3四象限脉冲整流器控制系统 (15)3.6HXD3B的直流中间环节 (16)3.6.1HXD3B的直流中间环节的组成结构 (16)3.6.2⼆次滤波电路 (17)3.6.3HXD3B的直流中间环节的作⽤ (17)3.7HXD3B电⼒传动机车电机变流器（逆变器）的研究 (18)3.7.1牵引逆变器的概述 (18)3.7.2HXD3B逆变器的组成及原理 (18)3.7.3HXD3B逆变器的操作 (20)3.8HXD3B的牵引变流器的控制 (23)第四章HXD3B电⼒传动机车电机牵引电机的研究 (25)4.1牵引电机概述 (25)4.2异步牵引电动机的基本原理 (25)4.3异步电动机的特性 (28)4.3.1电磁转矩特性 (28)4.3.2异步电动机的机械特性 (31)4.4三相异步电动机的三种调速⽅式介绍 (32)4.5HXD3B电⼒传动机车电机的参数及特点 (33)4.5.1HXD3B牵引电机概述 (33)4.5.2牵引电机的⼯作特点 (34)4.5.3牵引电机的技术参数 (34)第五章HXD3B的辅助电路的研究 (36)5.1HXD3B的辅助电路的组成 (36)5.2三相辅助电动机供电电路 (36)5.3辅助变流器 (37)5.4辅助电机供电电路 (37)5.5辅助电动机供电电路的特点 (38)5.6库⽤电源回路 (39)5.6.1机车库⽤电源要求 (39)第六章微机⽹络控制系统 (41)6.1机车微机⽹络控制系统特点 (41)6.2微机⽹络控制系统功能 (41)6.3机车定速控制模式 (41)6.4机车的牵引制动特性控制 (42)6.5机车DC110V电源回路 (43)6.5.1DC110V电源的分配形式 (43)6.5.2DC110V电源供电特点 (44)谢辞 (45)参考⽂献 (46)第⼀章绪论1.1HXD3B交流传动电⼒机车的发展背景在2006年“和谐型”系列交流电⼒机车投产以前，中国铁路普遍缺乏⼤功率电⼒机车，当时只有韶⼭4型电⼒机车能达到总功率6400千⽡（233200千⽡）。
2.1.12.1HXD3B型电力机车特性及主要设备介绍
`
9、 采用了克诺尔公司的CCB-Ⅱ空气制动系统，具有空电制 动功能。机械制动采用轮盘制动。 10、采用预布线、预布管技术，车内中间走廊的下层排列制 动管路，中间层和上层排列动力电缆，控制导线及光缆排布在 侧墙的线槽内。动力电缆和控制导线的分别布设可降低电磁干 扰，提高控制系统可靠性。
四、主要技术参数
一、HXd3B机车概述
HXD3B 型电力机车是大连机车厂与庞巴迪公司合作生产 的大功率电力机车，是目前世界上6 轴机车中单机功率最大、 技术水平最高、性能指标最先进的交流传动电力机车。
这辆机车的功率为９６００ＫＷ，可单机牵引５０００至 ６０００吨货物列车，最高运行速度每小时１２０公里，具 有更大的加速能力和牵引通过能力，将成为中国铁路货运重 载的主型机车。
4、将真空主断路器、接地开关、高压隔离开关、避雷器、高 压电压互感器、高压电流传感器等高压电器集成在机械间的高 压柜内，极大地降低雾、雪、粉尘等条件 下的高压设备的故障 率，提高机车的可靠性。
5、车体采用整体承载的框架式焊接结构，有利于提高车体 的强度和刚度。
6、 转向架采用滚动抱轴承半悬挂结构，二系采用高圆螺 旋弹簧，低位斜牵引杆技术，小 齿轮双端支撑驱动装置。
辅助变流器冷却空气走向： 车外大气 → 离心沉降过滤器→ 机械间进风→主变流器
柜内辅助变流器→ 排 入机械间
4、机械间通风： 在机械间顶部布置了两个风扇，分别向机械间吹风，其主要作 用首先是保证机械间正压；其次是向空气压缩机提供所需的清 洁空气；第三是带走机械间电器设备所散发的热量。
压力保障装置：当机械间压力大于 70Pa 时，在压力作用下自动打开压力 保障装置的翻转门，该翻转门出口联 接车外，保证室内气体经箱体内腔及 出口排出室外，降低机械间内压力。
和谐3B型电力机车
HXD3B型电力机车（“和谐”电3B型），是用于中国铁路的“和谐型”交流电传动电力机车车型之一。
••••••[编辑]概要HXD3B型电力机车是大功率交流电传动六轴干线货运用电力机车，是中国首三款使用最大功率1,600千瓦交流电牵引电动机的六轴电力机车车型之一（其余两型是HXD1B和HXD2B），是“和谐型”大功率交流电力机车系列其中一型主型机车。
HXD3B型机车由中国北车集团大连机车车辆有限公司与德国庞巴迪公司联合研制，其设计以庞巴迪的IORE Kiruna机车为基础，以大连机车为主进行设计、生产，由庞巴迪公司提供技术支持和设备供应。
车型代号HXD3B（数字是生产厂商代号：3代表大连机车），一般称为“和谐”3B型电力机车（车辆编号HX D3Bxxxx）。
HXD3B 型电力机车采用框架式承载车体，中央走廊设备布置方式，IGBT元件水冷变流器，单轴交流电牵引电动机最大功率1600 kW，单轴控制技术，轮盘制动技术，微机网络控制系统，提高机车的防寒性能。
提高机车再生制动功率，将更多的电能反馈回接触网；车顶高压设备移至车内，提高机车雨雾等天气抗污闪能力。
单机总功率9600 kW，最高运行速度为120 km/h，可单机牵引5000吨至6000吨货物列车。
铁道部于2007年2月与大连机车及庞巴迪签订采购协议，订购500辆HXD3B型电力机车，合同总值11亿欧元（113亿元人民币），这是中国铁路历史上铁道部最大一笔机车采购订单。
其中庞巴迪的份额约3.7亿欧元[1]，包括签订机车部件采购合同和驱动装置制造技术转让协议。
首辆机车于2008年12月29日在大连厂下线[2]。
2009年2月HXD3B型机车在哈大铁路进行了重载牵引试验，随后在铁道科学院环形试验线完成正式上线运行前的型式试验，同年4月开始线路运用考核，9月投入批量生产。
2012年2月20日，随着编号499机车交付沈阳铁路局，HXD3B 型电力机车完成500台的生产[3]。
关于HXD3B型电力机车微机网络控制系统的探究
关于HXD3B型电力机车微机网络控制系统的探究摘要：HXD3B型机车是由我国设计、制造的大功率交流传动货运电力机车，是我国铁路货运运输过程中的主力车型，现已经开始逐渐进入到C6修程。
微机网络控制系统是HXD3B型电力机车用于实现机车特性控制、逻辑控制、故障监视和自我诊断、并将信息传送到微机显示屏给予机车司机以直观的反映机车实时状态的系统，是整个机车的核心系统。
文章将会围绕HXD3B型电力机车微机网络控制系统的简介、功能介绍、国产化自主检修探究等方面展开简要的阐释分析。
关键词: HXD3B型电力机车微机网络控制系统国产化自主检修前言： HXD3B型机车是国内目前单轴功率最大的6轴货运电力机车，机车最大功率9600千瓦，最高运行时速120公里，主要运用于我国东北平原地区担负重点物资运输牵引任务。
客观上证实我国重载铁路机车设备的设计研发，以及生产制造技术已经达到世界一流水准。
伴随着“一带一路”发展战略持续深入实施，我国与沿线各国家之间的相互联系正在呈现出逐渐紧密的变化趋势，而在货物运输数量需求持续扩增的客观背景之下，我国重载铁路运输事业的历史发展进程正在逐渐进入到黄金阶段。
一、微机网络控制系统简介HXD3B型电力机车微机网络控制系统基于TCN网络标准结构形式，并结合工业以太网，通过MVB车辆总线连接车上各相关设备，重联机车之间采用WTB列车总线连接，显示单元的数据通信采用以太网。
网络控制系统采用分布式结构，包括微机控制柜，还包括控制电器柜、高压电源柜、低压电源柜、变流柜、行车安全柜、司机室等。
微机网络控制系统硬件设备主要由机车控制单元、牵引控制单元、网关、微机显示屏、模拟量检测保护模块、输入输出模块、星型适配器、以太网交换机、电源模块等构成，通过他们实现了整车的分布式网络控制。
分布式微机网络控制系统采用光纤通信，不受电磁干扰影响，机车工作过程中通讯状态表现较稳定二、微机网络控制系统主要单元功能说明1、主控制单元：主控制单元主要用以承担机车运行控制、网络管理和设备状态监测等任务，是机车微机网络控制系统的关键核心部件。
HXD3B型机车故障处理
HXD3B型机车故障处理汇报人：日期:•HXD3B型机车简介•HXD3B型机车常见故障•HXD3B型机车故障处理方法目录•HXD3B型机车故障预防措施•HXD3B型机车故障处理案例01HXD3B型机车简介高效能HXD3B型机车采用先进的交流传动技术，具有高功率、高牵引力和高制动性能，能够满足各种复杂运输需求。
节能环保HXD3B型机车采用再生制动技术，大幅降低机车运行时的能源消耗和排放，符合绿色环保理念。
可靠性高HXD3B型机车采用模块化设计，方便维护和检修，同时具有良好的耐久性和可靠性，能够保证机车的长期稳定运行。
HXD3B型机车主要用于铁路货运运输，能够高效地完成大宗货物的长途运输任务。
货运运输调车作业特殊用途HXD3B型机车也适用于铁路调车作业，能够快速地调动列车车列，提高铁路运输效率。
此外，HXD3B型机车还可用于特殊用途，如抢险救援、军事运输等。
03020102HXD3B型机车常见故障电气系统故障是HXD3B型机车常见的故障之一，涉及到多个子系统的运行异常。
详细描述电气系统故障可能表现为牵引电机故障、控制电路故障、辅助电气系统故障等。
这些故障通常与电气元件的损坏、线路接触不良或软件控制问题有关。
总结词机械系统故障通常涉及到机车的主要机械部件，如轮对、轴承、齿轮等，影响机车的正常运行。
详细描述常见的机械系统故障包括轴承过热、齿轮箱异响、轮对磨损等。
这些故障可能是由于部件磨损、润滑不足或维护不当引起的。
控制系统故障涉及机车的逻辑控制和监测系统，可能导致机车无法正常启动或运行。
常见的控制系统故障包括软件故障、控制电路板故障、传感器故障等。
这些故障可能与软件的稳定性、电路板的损坏或传感器的误报有关。
详细描述总结词03HXD3B型机车故障处理方法检查电源线路是否接触良好，更换损坏的电源部件。
电源故障检查电机是否有异常声音或振动，更换损坏的电机部件。
电机故障检查控制电路是否有断路或短路，更换损坏的控制元件。
HXD3B自学
牵引变电所将电力系统输电线路电压从110kV（或220kV）降到27.5kV，经馈电线将电能送至接触网；接触网沿铁路上空架设，电力机车升弓后便可从其取得电能，用以牵引列车。
牵引供电回路是由牵引变电所——馈电线——接触网——电力机车——钢轨——回流联接——（牵引变电所）接地网组成的闭合回路，其中流通的电流称牵引电流，闭合或断开牵引供电回路会产生强烈的电弧，处理不当会造成严重的后果。
1、牵引变电所的任务是将电力系统三相电压降低，同时以单相方式馈出。
2、接触网是沿铁路沿线架设的特殊电力线路，电力机车受电弓通过与之滑动摩擦接触而授流，取得电能。
一、牵引系统采用交—直—交流电传动HXD3B型电力机车是交—直—交流电传动的单相工频交流电力机车，机车主电路由主变压器、牵引变流器、牵引电动机三大部分构成。
交直交电力传动机车是指通过交流电网供电，由整流器整流为直流，再逆变为交流，从而驱动交流电动机的机车。
接触网导线上的25千伏工频单相交流电电流，经受电弓、主断路器进入机车后再输入主变压器，交流电经过主变压器的六个牵引绕组降压后向牵引变流单元供电；单相交流电经过六组四象限脉冲整流器整流为直流电，每二组四象限整流器向一个中间直流回路供电，一个中间直流回路向二组牵引逆变器供电六组逆变器将直流电转换成三相交流电输出，每组逆变器向一台异步牵引电动机供电，实现机车的轴控驱动，使牵引电动机产生转矩，将电能转变为机械能，经过齿轮的传递驱动轮对。
机车主变压器为一体化多绕组（全去耦）变压器，具有高阻抗、重量轻等特点，并包含了三台谐振电抗器，变压器采用下悬式安装、强迫导向油循环风冷却。
每台机车设有3个主变流器柜，每台主变流器柜由二个四象限脉冲整流器、一个中间直流环节、二个两点式电压型PWM逆变器和一个辅助变流器组成；功率控制模块采用水冷IGBT变流模块（4500V/600A），中间直流电压为2800伏特。
HXD3B型机车采用庞巴迪MITRAC TM-3800N 型牵引电动机，该型电动机为六极鼠笼式三相异步牵引电动机，电动机采用全叠片结构，额定功率为1632千瓦，额定电压为2183伏特，冷却方式为强迫通风，采用直接磁通控制方式（DFC），来实现电动机转矩的控制。
HXD3B机车高压隔离开关转换优化方案
HXD3B机车高压隔离开关转换优化方案摘要：HX D3B机车是为满足中国铁路重载货运需要而研发的大功率交流传动干线货运六轴电力机车，本文介绍了其高压隔离开关的控制方式，分析了存在的问题，通过设计优化控制方案使受电弓选择与高压隔离开关分开控制，解决了安全隐患。
关键词：高压隔离开关设计方案控制原理转换优化方案一、前言HX D3B机车是在国务院“加快我国铁路运输装配现代化，要按照引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌的总体要求”的指导方针下，为解决中国铁路铁路运输运能问题、实现中国铁路干线货运重载、快捷运输的目标而研发的，持续功率为9600千瓦，最高运行速度为120公里/小时。
该机车是目前世界上6轴机车中单机功率最大、技术水平高、性能指标先进的交流传动电力机车之一。
该机车将真空主断路器、接地开关、高压隔离开关、避雷器、高压电压互感器、高压电流传感器等高压电器集成在高压柜内，高压电器布置在机械间内部的高压柜内，并充分考虑了使用中的自然环境条件，从而极大地降低雾、雪、粉尘等条件下的高压设备的故障率，提高了机车的防寒性，能提高机车的可靠性。
但是HX D3B机车高压隔离开关的控制原理中，当运行电磁阀意外失电且隔离电磁阀意外得电时，高压接地开关接地主触头由“工作位”打至“接地位”，使接触网对地放电致使接触网跳闸。
为提高机车的安全可靠性，制定优化方案。
二、设计原理2.1设计方案高压隔离开关采用电空控制方式，当开关打至隔离位时，动触头端自动接地，确保故障端受电弓可靠接地，保证高压柜内部的安全可靠。
一台受电弓发生故障时，可通过微机显示屏上的受电弓预选软开关将其隔离，通过 TCMS 发出指令来控制相应的电空阀，实现高压隔离开关的开闭操作，以切除故障的受电弓，同时使用另一台受电弓维持机车正常运行，减少机破，提高机车运用可靠性。
2.2控制原理HX D3B机车的高压隔离开关控制方式是操作者在微机显示屏选择受电弓模式，微机显示屏将指令传输至微机，微机经过逻辑判断后将指令传输至高压柜中的17M、18M模块对对应的电磁阀施加110V+电源使高压隔离开关动作，动作后电磁阀仍处于得电状态使高压隔离开关保持在指定位置。
关于HXD3B电力机车牵引变压器过热故障分析
关于HXD3B电力机车牵引变压器过热故障分析摘要：针对HXD3B电力机车实际运行过程中牵引变压器发生的问题，通过对其结构、油温检测等情况进行分析，提出相应的改进措施，促进机车运行安全和质量稳定。
关键词：HXD3B机车；牵引变压器；故障引言：随着铁路客运高速化、货运重载化的不断发展，大功率和谐型机车应运而生。
HXD3B型机车是用于干线牵引的大功率交流货运电力机车，我段配属的HXD3B电力机车自投入运用以来，常发生变压器故障，会导致机车失去动力，发生机破，甚至引发火灾或爆炸事故，影响铁路安全运输生产。
一、HXD3B型电力机车变压器简介HXD3B型电力机车选用的是一体化多绕组的JQFP－11620/25型主变压器，设有油流继电器、压力释放阀、3个Pt100温度传感器等，完成对变压器的温度监测、过压保护。
变压器将接触网上的工频交流电降压，是电力机车的核心设备。
图1 HXD3B机车主变压器外形结构图二、牵引变压器的常见故障分析按照故障性质梳理分析运行过程中的72件牵引变压器系统故障，经过统计分析，发生牵引变压器过热保护故障59件，占比81.9%，是发生牵引变压器系统故障的主要原因，牵引变压器过热保护分为真实过热和虚假过热两种。
表1 牵引变压器发生故障情况汇总1、变压器真实过热真实过热故障发生时，变压器油温、变流器冷却液温度、油管、辅助变压器温度随之升高，高于正常值，常伴随变流器隔离故障发生，测量冷却塔风速会远低于技术要求规定值，发生故障后停车冷却较长时间后，主断路器才能闭合。
造成牵引变压器真实过热故障发生的主要原因大多是由于冷却系统不良导致的。
强迫导向油循环风冷系统中2#冷却塔内设有牵引变压器储油柜和气体保护装置布赫继电器。
热油通过油流继电器进入进油口，经过油泵流入冷却塔进行冷却。
机车外的气体通过离心沉降器进入车顶进气间，通风机从车顶吸入的冷却风依次经过水散热器、油散热器对其进行冷却。
油流入油箱下部，冷却风经机车车体底架由通风道回到大气中，实现油循环风冷。
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动静触 头分 别 固定在 两套支 持瓷 瓶上 。 动触 头 固定在套 管瓷瓶 上 ， 为 了使 动 触头 与金 属 的 ， 接 地 的传动 部 分绝缘 ， 采用 了瓷质 绝缘 的拉 杆 绝缘子 。 ２ ３传 动部 分
［ 关键词］ ＨＸ Ｄ３ Ｂ 机车
中 图分类 号 ： Ｔ ４ ５ ６
高压隔离开关 微机控制逻辑
文献标 识码 ： Ａ
优化措施
文章 编号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ ｘ （ ２ ｏ ｌ ５ ） ２ ２ — ０ ２ ５ ０ — ０ １ ０
１ ． 高压隔 离开 关含 义和 基本 原理 隔离开 关是 高压 开关 电器 中使 用最 多 的一种 电器 ， 顾名 思义 ， 是在 电路 中 起 隔离作 用的 。 它 本 身的工作 原理及结 构 比较 简单 ， 但是 由于使 用量大 ， 工作 可 靠性 要 求高 ， 对变 电所 、 电厂 的设 计 、 建立 和安 全运 行的影 响均 较大 。 刀 闸的 主 要特 点是 无灭弧 能力 ， 只能在 没有负荷 电流 的情况 下分 、 合 电路 。 隔离 开关没 有 专 门的 灭弧装 置 ， 不能 用来切 断 负荷 电流和 短路 电流 ， 但它 具有 电动 力稳定性 和 热稳 定性 ， 不会 因为 短路 电流 通过而 自动 分开 或烧坏触 头 ， 隔 离开 关使用 时 应 与断 路器配 合 ， 只有 断路 器断 开后才 能进 行操作 ， 它 是 由操动机 构驱 动本 体 闸刀 分 、 合， 分 闸后 ， 有 明显的断 开点 ， 由于 隔离开 关没有灭 弧装置 ， 因此不能 用 来切 断负 荷电流 或短路 电流 ， 否 则在 高压 作 用下 ， 断开点将 产生 强烈 电弧 ， 并很 难 自行 熄灭 ， 甚至 可能 造成 飞 弧 （ 相对 地 或相 间短 路 ） ， 烧 损设 备 ， 危 及 人身 安 全， 这就 是 所谓 “ 带负荷 拉 隔离开 关 ” 的严 重事故 。 ２ ． 高压隔 离开 关 的结构 ２ １导 电部 分 由一条 弯成直 角的铜板 构成静 触头 ， 其有孔 的一 端可通 过螺钉 与母线相 连 接 另一端 较短 ， 合闸 时它 与动 刀片 相接触 。 两条铜 板组成 接触条 ， 又称为 动触头 ， 可绕 轴转动一 定角度 ， 合 闸时它夹 持 住 静触 头。 两条铜 板之 间有 夹紧 弹簧用 以调 节动静 触 头间接 触压力 ， 同时两 条 铜板 ， 在 流过相 同方 向的 电流 时 ， 它们 之 间产生相 互吸引 的 电动 势 ， 这 就增大 了 接触压 力 ， 提高 了运行 可靠性 。 在接触 条 两端安装 有镀锌钢 片 叫磁 锁 ， 它保证 在 流 过短 路故 障 电流 时 ， 磁锁磁 化 后产生 的相 互吸 引的力 量 ， 加强 触头 的接触 压 力， 从 而提 高 了隔离 开 关的 动 ， 热稳 定性 。 ２ ２绝 缘部 分
科 学论 坛
Ｉ ■
ＨＸＤ பைடு நூலகம்３ Ｂ机 车高 压隔 离开 关误 动作 故 障分 析
张万 华
（ 大连 机车 车辆 有 限公 司 客服 中心 ）
［ 摘 要］ 本文 针对 Ｈ ＸＤ ３ Ｂ 机车 受 电弓 不降时 ， 仍 能 通过 微机 屏设 置受 电弓预选 导 致高压 隔 离开 关误 动作 ， 进 而 发生 高压 对地 短路 造成 烧 网的 严重 故障 。 结 合相 关 实验 发现 微机控 制 逻辑漏 洞 ， 进 而提 出相 应 的优化 措施 。
操 作受 电 弓扳键开 关 降落受 电弓 ； 通 过微机 显示 屏选 择所 需 的受 电 弓预 选模 式 ； 操 作受 电 弓扳键开 关升 起受 电弓 ， 如果 在受 电弓升 起状 态时更 改受 电 弓预选 模式 （ 除“ 自动” 模 式与 “ 弓１ ＋弓
一
一 一
２ ” 模式之间的转换外） ， 机车控制系统在转换高压隔离开关之前将 自动断开主
断路器 并 降落 受 电弓 正常情 况 下应将 受 电 弓预选设 定 为“ 自动 ” 模式。 ５ ． 原因分 析 及相 关实 验 按 照设计要 求 ， 只 有高压 隔离开关 只有在主 断路器 断开状态 并且无 网压 时 才能进 行转换 。 但 目前机车设 计 性能为只有 在主断 断开 、 受 电弓降下 时 ， 才 可 以 在显 示屏上 对受 电弓进 行选 择操 作 ， 并没有 取 网压 信 号作为 判断 标准 。 机 车判 断受 电 弓是否 升 降取 得是 两端 电磁 阀得失 电的 信号 ， 即升 弓电磁 阀失 电时 （ Ｋ ｓ 后） 即可 对受 电弓进行 选择 操作 。 目前的设 计存在 较 大的 隐患 ， 没有考 虑到 当升 弓电磁 阀失 电后 ， 由于 电磁 阀本 身故 障造成 升 弓气 路没 有关 闭 ， 受 电弓无法 降下 。 由于 机车 默认 为受 电 弓 已降 下 ， 允许对 受 电 弓进行 隔离 操作 。 如果 乘务 员在 该状 态下对 受 电弓进行 选 择， 即将 高压 隔离 开 关打 至接 地位 ， 相当 于将２ ５ ｋ ｖ 的高压 电直接 对地 。 为 论证 机车检 测到 网压 信号高压 隔离开 关依然 可以选择 、 高压 隔离开 关动 作这 种不 合理 的情 况 ， 做 以下相 关实 验 ： （ １ ） 将 高压柜 内端 子排 高压 互感器 输入 线 （ ６ １ 、 ６ ２ 、 ６ ３ 以及对 应 的３ 根ｌ ０ ｏ 号 线） 挑开 。 （ ２ ） 外接 交流 电源 （ ２ ２ ０ Ｖ） 的 电压信 号 引入高压 柜端 子排 ， 模 拟微机得 到 网 压信号（ 合 电钥匙 后微 机屏有 网压信 号显示 ） （ ３ ） 在 微机 显示屏 操作 受 电弓预选 软开 关 ， 高压柜 内高压 隔离 开关 可 以根 据预选 择进 行相 应动 作 。 通 过 以上实 验证 明 ， ＨＸ Ｄ ３ Ｂ 机车 Ｔ ｃ Ｍｓ 主机 逻辑 控制 存在 严重 的缺 陷和