最新交直型电力机车主电路与辅助电路
HXD3型电力机车辅助电路—HXD3型辅助电路概述
110V电源模块为UA11（1751-1752）和UA12（2751-2752）供电而引入 110V直流电源装置。
辅助变流器UA11和UA12 实现交-直-交的变换。
辅助滤波装置LC：对变流器输出的波形进行整形滤波。 电磁接触器KM11 控制负载输出，有KM11、KM12和KM20三个接触器。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
辅助负载系统包括各类辅助电机；机车上各类电暖设备、空调、热水器等。
库用插座XSA1通过库用插座XSA1及转换开关QS11将库内直流600V的电源 引入辅助变流器UA12进行辅助系统库内600V的动作试验。
目录
01 任务目标： 掌握HXD3型电力机车辅助电路的组成及作用。
02 任务内容： • 辅助电路概述 • 辅助电路的组成
1.辅助电路的概述
HXD3型电力机车的辅助系统由辅助变流器、各辅助机组、110V充电电源模块电 路、辅助加热装置电路四部分组成。
2.辅助电路的组成
辅助供电电路由辅助绕组3U1-3V1或3U2-3V2（电压为399V）、辅助变流 器、辅助滤波装置、电磁接触器、辅助负载系统等组成。
SS9G型电力机车主辅电路分析
主电路分析一. 主电路的特点SS9型电力机车主电路如附图1所示。
电路具有以下特点：1. 主传动型式——采用交-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。
4. 牵引电动机供电方式——采用转向架独立供电方式，即每台转向架有三台并联的牵引电动机，由一组整流器供电。
优点是当一台转向架的整流电路故障时，可保持1/2 的牵引能力，实现机车故障运行；前后两个转向架可进行各架轴重转移电气补偿，即对前转向架减荷后转向架增荷，以充分利用黏着，发挥最大牵引能力；实现以转向架供电为基础的电气系统单元化供电控制系统，装置简单。
5. 测量系统——直流电流和电压的测量均采用霍尔传感器，交流电流和电压的测量采用交流互感器，使高压电路与测量控制系统隔离，以利与司机安全，并且使控制、测量、保护一体化，同时提高了控制精度。
6. 保护系统——机车采用双接地保护，每一台转向架电气回路单元各接一台主接地继电器，以利于查找接地故障。
二. 主电路的构成（一）网侧电路网侧电路见图3-1。
其主要功能是由接触网取得电能，因而属于25KV 电路。
网侧电路又称高压电路，在主变压器绕组AX 的 A 侧为高压部分，主要设备有受电弓 1 ~2AP 、高压隔离开关17QS、18QS、真空断路器4QF、高压电压互感器6TV、高压电流互感器7TA、避雷器5F、主变压器的高压绕组AX。
低压部分有：电流互感器9TA、网压表103PV、104PV、电度表105PJ、自动开关102QA、接地碳刷110E~160E 及变压器100TV。
SS4改型电力机车主辅电路分析
SS4改型电力机车主辅电路分析学生姓名：学号：专业班级：指导教师：摘要电力机车电路通常由3部分组成，既主电路、辅助电路和控制电路。
主电路是指将牵引电动机及其相关的电气设备连接而成的线路，该线路具有电压高、电流大的特点，因此亦称高压电路或牵引动力电路，根据机车的运行情况，对机车提出了各种要求，以满足机车安全运行需要。
主电路的结构将直接影响机车运行性能的好坏、投资的多少、维修费用的高低等重要经济指标，要对各型机车住电路单元电路的结构方式，如整流调压方式、供电方式、磁场削弱方式、电气制动方式的讨论过渡到具体机车的主电路。
机车的主电路要进行功率传递，其结构决定了机车的类型，同时在很大的程度上决定了机车的基本性能，直接影响机车性能的游劣、投资的多少、维修费用的高低等技术经济指标。
电力机车的辅助设备是为了保证主电路中各电气设备的正常工作而设置的。
辅助电路是指将辅助设备及其相关的电气设备连接而成的电路。
辅助电路能否正常工作，直接影响主电路能否正常工作，亦既影响机车的正常工作。
辅助电路中的辅助设备是为保护主电路的正常工作和各项辅助功能而设置的。
SS4改型及车上的辅助设备主要有分相设备，为机车上的所有三相负载提供三相交流电源；通风机组，用来冷却牵引电动机、硅整流柜、制动电阻柜、主变压器油散热器等设备；空气压缩机组，生产机车上所需要的压缩空气，给机车上的所有电动器件和空气制动系统提供动力源。
辅助电路时有电源电路、伏在电路和保护电路组成。
关键词：主电路；辅助电路；SS4改型电力机车目录摘要 (I)引言 (4)1 SS4改型电力机车主电路分析 (5)1.1 概述 (5)1.1.1 机车电路的分类、及电力机车主电路的组成 (5)1.1.2 对电力机车主电路的基本要求 (6)1.2 电力机车主电路结构分析 (6)1.2.1 变流调压方式 (6)1.2.2 供电方式 (6)1.2.3 磁场削弱方式 (7)1.2.4 电气制动方式 (8)1.2.5 牵引电动机型式及联结方式 (8)1.2.6检测及保护方式 (8)1.3 SS4改电力机车主电路分析 (12)1.3.1 SS4改型电力机车主电路分析 (12)1.3.2 SS4改机车的一些参数与特点： (16)2 SS4改型电力机车辅助电路分析 (17)2.1 电力机车的辅助设备 (17)2.1.1 辅助线路组成 (17)2.1.2 分相设备 (17)2.1.3 旋转式异步劈相机 (18)2.1.4 辅助变流器 (18)2.1.5 辅助设备的设置和启动 (19)2.2 SS4改型电力机车辅助电路分析 (20)2.2.1 单－三相供电系统 (21)2.2.2 三相负载电路 (21)2.2.3 单相负载电路 (22)2.2.4 保护电路 (23)2.2.5 列车供电系统 (24)3 SS4改电力机车常见故障及处理 .......................................................... 错误!未定义书签。
交直型电力机车电气线路—电力机车电气线路概述
机车采用重联运行可以减少乘务人员，在干线电力机车上，一般
二、过电压保护 过电压是指对电气设备绝缘有危险的电压 升高，它是由系统的电磁能量发生瞬间突变 所引起的。机车过电压有大气过电压和操作 过电压两种，见图1。为了防止大气过电压 带来的危害，在机车顶部装有放电间隙或氧 化锌避雷器；为了防止操作过电压带来的危 害在变压器二次侧绕组并联阻容吸收装置。
图1 过电压保护
采用两台机车重联，由于一台机车故障后，会对整列列车运行产生较
大影响，所以采用一组乘务人员操纵本务机车，而在重联机车上设专
人进行监视，发现故障时及时予以处理。
三、控制电路
机车控制电路是一种逻辑线路，属于低压直流小功率电路，主要 由司机控制器、低压电器、主电路与辅助电路中的各电器电磁线圈和 联锁、开关等构成，通过司机台上的按键开关和司机控制器手柄位置 操纵，完成对主电路、辅助电路中各电气设备工作的控制，从而实现 机车牵引、制动的操纵和控制。
控制电路是机车三大线路中最复杂的部分，就机车运行中出现的 故障而言，控制电路中故障也较多。因此，熟练地掌握控制电路原理 ，就能在平时对机车进行全面保养，在发生故障时能迅速准确的进行 分析与处理，以确保行车安全。
电力机车电气线路概述
1
电气线路的组成及功能
2
机车电气线路中的保护
3
电气线路常用的联锁
4
电力机车的重联运行
1 电气线路的组成及功能
第三章 电力机车交-直-交传动系统主电路
u AB
t
1 Ud 3 2 Ud 3
0
t
u BO
0
u BC
0
Ud
t
t
u CA
u CO
0
t
0
0
t
0
/3
2 / 3
4 / 3
5 / 3
2
/3
2 / 3
4 / 3
5 / 3
2
图3-5 交－直－交1800导通型逆变器输出电压波形图(a)相电压(b)线电压
由图3-5可知： （1）1800导通型逆变器输出相电压为交流阶梯形电压波，正负 半周对称共6个台阶。故1800导通型逆变器也称为六阶梯波逆变 器。每个台阶代表一个功率元件的轮替为一拍，一个周期共6拍， 输出电相压也称六拍波； （2） 1800导通型逆变器输出线电压为矩形交流电压波； （3）三相相电压和三相线电压互差1200的对称； （4）逆变器输出电压的频率，可通过调整S1 ~ S6的导通周期 时间来改变。
图３-6是PWM变频器的主电路原理图，图中以IGBT全控 功率元件VT1、VT4，VT3、VT6，VT5、VT2 构成A、B、C三相桥臂，为简 化图形，与各开关元件并联的续流二极管未画出，三相电阻负 载‘Y’接。
Ud
Ud / 2
O
VT1
VT3
VT5
A
VT4
B
C
O
Ud / 2
VT6
VT2
若调整逆变器输出电流的频率，使电机磁场同步转速 n1 下 降，当 n1 n 时，转为异步发电机运行状态，逆变器成为整流器， 由电机向直流环节输出电能，对于电流型逆变器，电流方向不变， 900 只需调整整流器控制角 ，使直流环节电压反向，为上“－” 下“＋”，使发电机能量再转变为交流电能回馈电网，对电机而 言是制动过程，称为回馈制动，或“再生制动”，可见用电流型 逆变器实施再生制动简单、方便。 电压型逆变器由于直流回路中的并联电容，使得整流器输出 直流电压极性不能改变，因此不能象电流型逆变器那样调整控 制角方便地实现回馈制动。
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
40
60
80
100
120
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。
交直交型电力机车电气线路—交直交型电力机车辅助线路
26
指令序列控制：负责管理整个主变换装置的动作，进行保护检测运 算、接触器控制运算、对整流器以及逆变器的控制指令运算以及TCMS 的通信控制运算。整流器控制：根据网线电压、输入电流以及直流电压信号，对整流器进行PWM运算控制，确保输出直流电压稳定。 逆变器控制：根据直流电压、输出电流、主电动机转速以及扭矩指令，对逆变器进行PWM运算控制。
3.1HXD3C主/辅电源变换装置主要电气设备应用
2）整流器单元\逆变器单元
3）整流器单元\逆变器单元
23
CAPACITOREF332162EYQ0736CAP.3200+3200μFVOLT.3300VDCMASS 60kgnichicon
DC 2800V
DC 2800V
505A
510A
控制功能包含：指令序列控制，整流器控制，逆变器控制。
功能简介： 控制单元主要分为接口部分和控制运算部分，从外部传输进来的信号经过接口部分传送到控制运算部分，进行处理。然后，根据控制运算的结果，经过接口部分，对外部进行相应的控制。
3.1HXD3C主/辅电源变换装置主要电气设备应用
7） CI\ APU控制单元
HXD1C型机车辅助电路概述
HXD1C型电力机车辅助电路主要为机车的辅助设备（如牵引风机、冷却塔风机等）和生活服务设备（如卫生间、冷藏箱等）提供电源。按每个辅助机组/辅助设施的使用要求，辅助电气系统分成4个负载组。 ① 辅助逆变器变频变压供电支路，负载包括6个牵引通风机组和2个冷却塔通风机组； ② 辅助逆变器恒频恒压供电支路，负载有压缩机、水泵、油泵、空调等； ③ 主变压器辅助绕组供电220V/50Hz支路，负载包括蓄电池充电机、电炉、前窗玻璃加热器、撒砂加热器等； ④ 蓄电池充电机直流负载供电支路，负载包括照明灯、辅助压缩机、冷藏箱等。
3、交直电力机车
成都机务段职教科
成都机务段职教科
第三章 电力机车概述
一、电力机车的基本组成：
主电路部分 电气 部分 电力机车
：高电压、大电流
压缩机
（升弓压缩机）外均
辅助电路部分：380V、220V交流、除辅助
为三相异步电动机
控制电路部分：110V直流 机械部分：车体、转向架、车体支撑装置、牵引缓冲装置。 空气管路部分：风源系统、辅助管路系统、控制管路系统、
交—直电力机车的传动控制
梁成鹰
成都机务段职教科
第一部分 交直电力机车传动
交流电气化线路 交直电力机车（直流车） 电力机车主电路系统
成都机务段职教科
交流电气化铁路
一、电气化铁路基本组成：
牵引网
牵引供电装置 变电所 电力机车
成都机务段职教科
成都机务段职教科
成都机务段职教科
成都机务段职教科
成都机务段职教科
成都机务段职教科
1、改变牵引电机端电压UD ： 可通过改变一次侧、二次侧电压的方式进行有 级调速（调压开关）或利用晶闸管整流元件，通 过改变晶闸管移相角（触发角）的方法改变整流 输出电压，从而进行平滑无级调速。
2、改变磁通量ф ： 即磁削弱调速，也称励磁调节。
成都机务段职教科
二、交直、交直型电力机车基本工作原理：
成都机务段职教科
1、中抽式全波整流（图a）
工作原理： 当变压器二次侧电压正半周a点高电位时： a→VD1→PK→M→O，此时VD2承受反向电压 而截止。 当变压器二次侧电压负半周b点高电位时: b点→Vd2→PK→M→0，此时VD1反向截止。
成都机务段职教科
轨电车采用。
成都机务段职教科
2、交—直传动：
交直电力机车主电路PPT课件
两组调压整流装置，每组给一半 的电机供电。
优点：整流器容量小些。
.
MMM
.
MMM
缺点：一组故障时，功率降低一半。 注意：C0-C0、B0-B0轴式机车，半
..
..
图4-2 半集中供电电路
集中供电也叫转向 （3）独立供电方式
架
独
立
供
电
。
..
.
.
...
.
.
.
.
一整流器对一电机独立供电。 . . . . . . MMMMM M
（二）半控桥式整流电路
共阴电路：全控桥的T3、T4为二极管。由导通的可控硅与其 串的二极管续流(缺点：半周无触发，则为半波整流）。
第17页/共95页
§4.2 理想整流电路
c
T1 D1
PK
iT
不共阴半控桥电路如图4-8所示。 u1
i2 a .
u2
. ud
M
1、整流电压
b
Id
由波形图得
（ 4 - 2 1 ） U d
理想情况:变压器u2正弦、i2直流，u1 正弦、iT方波；D1换流到D2瞬间（0、 π、……）完成，即瞬间自然换相。
第8页/共95页
u1
iT
a i2
.
u2
.0 u2
b i2
. PK1
.PK2
D1
MMM
iD1
D2
MMM
.
iD2
.. ..
图4-1 中抽式整流电路
§4.2 理想整流电路
u
ud
1、整流电压与电流
效值,cos1为基波电流的相位系数，I(1) cos1为基波电流的有功分
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
HXD3型电力机车电路分析.doc
HXD3型电力机车电路分析***名：***学号：******专业班级：牵引动力系铁道机车车辆指导教师：楚万喜HXD3型电力机车电路图摘要随着交流技术，微机控制技术的发展，交流传动系统的研究和开发已引起世界各国的高度重视。
交流传动系统无论是在性能指标，装置体积，设备维护还是节能乃至环保等均体现出巨大优势。
HXD3型电力机车主传动系统和副主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起点高，技术领先的原则，并充分考虑大型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。
本文对HXD3型电力机车电气系统的组成做了简要的阐述，对机车整体的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，并对其中关键电气部件做了说明。
关键词：HXD3; 电路分析；电力机车；交流传动技术HXD3型电力机车电路图分析目录摘要 ....................................................................................................................................... - 1 -第一章绪论 ........................................................................................................................... - 4 -1.1电力机车的概念 ......................................................................................................... - 4 -1.2历史沿革..................................................................................................................... - 5 -1.3电力机车的类型 ......................................................................................................... - 5 -1.4选题意义..................................................................................................................... - 6 -第二章HXD3电力机车电气系统的组成 ............................................................................ - 7 -2.1电气系统的设计概念 ................................................................................................. - 7 -2.2电气系统的组成 ......................................................................................................... - 7 -2.3HXD3电力机车的电气线路 ........................................................................................ - 8 -2.3.1主电路及其部件 ...................................................................................................... - 9 -(1)网侧电路................................................................................................................. - 10 -(2)主变压器................................................................................................................. - 11 -(3)牵引变流器和牵引电动机电路............................................................................. - 11 -(4)保护电路................................................................................................................. - 12 -2.3.2辅助电路................................................................................................................ - 12 -(1)三相辅助电路......................................................................................................... - 12 -(2)辅助变流器............................................................................................................. - 13 -(3)辅助变流器供电电路............................................................................................. - 14 -(4)辅助电动机电路..................................................................................................... - 14 -(5)辅助电动机电路的保护系统................................................................................. - 14 -2.3.3控制电路................................................................................................................ - 16 -(1)控制电源电路（DC110V电源装置）................................................................... - 16 -(2)DC110V电源装置电气系统构成........................................................................... - 17 -(3)电源输入电路......................................................................................................... - 18 -(4)DC110V输出回路................................................................................................... - 19 -(5)控制电路................................................................................................................. - 20 -(6)DC110V电源装置控制系统................................................................................... - 21 -HXD3型电力机车电路图(7)司机指令与信息显示电路..................................................................................... - 23 -(8)机车逻辑控制和保护电路..................................................................................... - 24 -(9)辅助变流器控制电路............................................................................................. - 24 -(10)牵引变流器控制电路........................................................................................... - 25 -(11)机车照明电路和辅助设备控制........................................................................... - 25 -结论 ................................................................................................................................. - 26 -致谢 ................................................................................................................................. - 27 -参考文献 ......................................................................................................................... - 28 -HXD3型电力机车电路图分析第一章绪论1.1电力机车的概念英文名称：Electric locomotives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。
交直交电力机车
（a）整流工况
图5-9 基波相量图 （b）逆变工况 （c）考虑电网电阻RN
§5.2 交直交电力机车主电路
（1）整流（牵引）工况
矢量图如图5－9（a）所示。
设电源 uN U Nm sin N t ，且 iN I Nm sin N t 则有
uS1 U S1m sin(N t )
§5.2 交直交电力机车主电路
可见：
a、Ⅰ～Ⅳ区，均可us=0，即短路，→相当于开关斩波；
b、Ⅱ、Ⅳ区，同一般整流，但间断有us=0，→斩波式整流； c、Ⅰ、Ⅲ区，直流向LN反馈无功，→斩波式反馈；
d、具有开关、整流、反馈三种功能。
（电压源型的开关作用是并的，电流型则是串的，L贮能在直 流侧）
§5.2 交直交电力机车主电路
§5.2 交直交电力机车主电路
2、原理
原理框图：
uN(t)
iN(t)
id(t)
～
ud(t)
－
图5-3 理想脉冲整流器的输入与输出
输入端
u N 2U N sin t
iN 2I N sin t
（5-1）
理想情况，所有元件均无损耗，则输入功率PN（t）应等于输出 功率Pd，即 pn (t ) uN iN U n I n (1 cos2t ) U d id pd （5-2）
§5.2 交直交电力机车主电路
（4）能量变换（或传递） 由前述知：桥式整流经二极管D1～D4将电网交流整流成直 流，供给中间储能回路或负载；也可经GTO管Tl～T4将中间储 能回路或负载方面的直流能量逆变为交流，反馈给电网。 能量变换：若GTO管T1、T4或T2、T3交替导通，如使iN与uN反向， 则将负载侧直流逆变为交流，将能量反馈给电网；当iN与uN同 向时，则脉冲整流器从电网获取能量，经整流向负载侧提供 直流。
电力机车运输与检修——机车辅助电路
电源的脉动小，调节速度
快
L1
L2
D1
D2
Cd1
Cd2
D4 整流器
输入波滤
逆变
高频变
压器
整流
开关电源辅助电源
输出 滤波器
蓄电池组
DC110V
３、交流辅助电源
① 机车上的除辅助压缩机 采用直流驱动外，其它 辅助系统都用三相鼠笼 电动机来驱动。辅助交 流电路有三类。
② 电容分相起动（８Ｇ）
电机单相供电
特点：过载能力强，便宜， 输出电压只在一网压下 对称。辅助电机容量大。
➢ Ｙ型劈相机
原理：起动后，负序磁场 被削弱，气隙中只有正 序磁场，在三相绕组中 感应三相电势。
380V
D1 电动绕组
R
O
发电绕组 S1
Rs起动
D2
电阻
D3
S2 C补偿 电容
Y型劈相机
３、交流辅助电源(续２)
➢ Ｔ型劈相机
原理：两个绕组空间相差
90度，匝数比为:
U
n
Z
W
25kV
N zw : NUV 3 :1
因此，得到如图的三 相感应电势相量图．
V W
uWv
uuW
U
V
uvU
T型劈相机及电压向量图
３、交流辅助电源(续２)
③ 三相静止逆变器
L1
特点：三相电压和电流完 全对称，辅助电机容量 小；可以实现软起动和 变负载运行，减少冲击、 噪声和能耗。
第六节 机车辅助电路
１、机车辅助电路分类
① 直流辅助电路 供车上电器控制和电子控制的直流电源。 ① 交流辅助电路 供车上空压机、通风机、油泵电机、空调的三相交流电
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M1 M2 M3
o2
9 x2
48
45 43 41
39
46 44 42 40
D5 Lp2 M4 M5 M6
D6 D2
图１-２ SS1机车主电路原理
一、SS1型机车主电路（续2）
1. 调压过程 QKT-18组合开关和TK26反向开关组合，使 变压器的不变绕组和可调绕组分段正接和反 接，改变整流器的输入电压，从而实现了33 级整流电压。
四、调速方式（续４)
由上可知： 有级调速分有级调压调速和有级弱磁调节速两 种；无级调速也分为无级调压和无级弱磁两种。
二者比较： 无级调速可实现牵引电流和牵引力的连续调节； 有级调速在级间变换时有电流冲击和机械冲击。
五、电气制动
两类制动：
① 机械制动：常备制动，低速时投入；
② 电气制动：一般高速时投入效果好； ➢ 电阻制动
• 能耗电阻制动：稳定可靠，多用。SS1-SS4 • 加馈电阻制动：在低速时可获大的制动力.SS5
➢ 再生制动
向电网回馈能量，功率因数低控制复杂。8K（２台）、 SS5、SS7。
习题
１、机车主电路设计时要考虑那几方面的因数？ 主要涉及机及主电那些方面？
２、画出串激直流电机和并激直流电机牵引时的 牵引力（Ｆ）与速度力（Ｖ）关系曲线，并说 明其特点。
二、供电方式（续２）
③ 部分集中（架控） 同一转高架上的电机由一套整流器供电。 特点：简化了电路和变化器结构，粘着利用
较为充分，同时实现一定的冗余。
实际应用：SS1、SＳ3机车采用集中供电；其它部分 机车由部分集中供电，其中6K机车上有一个转
向架上两台电机分别由两套不同的整流器供电；
没有交直型车采用独立供电。
二、供电方式（续２）
说明：随着的发展和高速重载的需求， 新型的交直流机车开始采用轴控技术， 这样整车的粘着利用充分，同时在一 轴故障整车的牵引力影响不大。
三、整流线路
50Hz单相交流整流，SS1采用二极管不控整流； 其它机多用半控桥整流且是二段桥、三桥甚至四段 桥。
Lp
单相 整 交流 流 输入 器
其中方式①为有级调压，方式②和③为无级调 压。
四、调速方式（续３)
弱磁调速：
① 激磁绕组并电阻调速，SS1、SS3、SS4、 SS6；
② 相控弱磁，相控弱磁有两种不同的形式。 ➢ 6K、 SS7 是复励电机，由它励绕组的相控
电路励磁； ➢ 8K、SS5是串励电机、由分路晶闸管弱磁；
方式①为无级、方式②为有级。
压，可实现33级调压和３级磁场削弱，功率因数高。
u in
Lp1
D1
M1 M2 M3
Lp2 D2
M4 M5 M6
图１-２SS1机车主电路简图
一、SS1型机车主电路(续１)
25kV
主断路器
C0-C0 6×700kW
o1 1 x1
31 33 35 37
47
32
34 36
38
D3 D4 D1
TK26 Lp1
问题： ① 直流电机如何调速的？
四、调速方式（续１）
分两步： ① 调速调压：在额定电压之下，改变电机电枢
电压Ｕd实现电机调速； ② 弱磁调速：在端压达到额定电压后，削弱磁
场进步提高速度。 问题： ① 为何要先调压后弱磁？
四、调速方式（续2)
调压调速： ① 有触点调压，SS1、８Ｇ机车； ② 有触点与相控结合调压，SS3； ③ 无触点相控调压，SS4、SS5、6K、8K等；
３、分析牵引电机有级电压调速和有级弱磁调速 时的电流和牵引力冲击情况。
第二节 交直型机车主电路
我国交直型机车主电路的发展过程：
有触点调压不 控整流器SS1
有触点与相控 结合SS3
相控多段桥 SS4
相控多段桥无级弱 磁再生制动SS5
一、SS1型机车主电路
特点： 二组管整流，调节整流器的交流输入电压调节输出电
M
Rf Lf
图１－１整流器的简化线路图
三、整流线路（续１）
Ｌp－平波电抗器，减小电流脉动，改善电机 换相性能。 Ｌf－激磁绕组。 Ｒf－磁场分路电阻，减小磁场电流脉动。 问题： ① 平波电抗器如何减小电流的脉动？ ② 磁场分路电阻如何减少磁场电流脉动？
四、调速方式
调速要求： 在不中断主电路的情况下，尽量使牵引力变 化平滑，有尽可多的级位均匀分布在整调范 围内。
一、牵引电机的连接与激磁方式
交直型电力机车采用脉流牵引电机（直流电 机）。
１、激磁方式 问题： ① 直流电机的激磁方式有几种？各有何种特
点？
一、牵引电机的连接与激磁方式（续１）
① 串激 特点：起动力矩大、恒功性能好，有“牛马” 特性，并联时负载分配较易均衡，但特性较 软，防空转能力差；
② 并激（它激） 特点：特性较硬，防空转性能好，但是其它性能
二、供电方式
① 集中供电（车控） 整机车牵引电机由一套整流器供电。
特点：变压器结构简单，集中冷却简化了通风 设备，但一台电机故障时，影响整车工作；
二、供电方式（续１）
② 独立供电（轴控） 每一个牵引电机由一套贸独立的整器供电。 特点：机车的粘着利用好，一台电机故障
时不影响其它电机的运行。但变压器、 整流器及控制复杂。
① ０级 开关31-38全部断开，形成不了回路，Ud=0；
一、牵引电机的连接与激磁方式（续３）
２、电机联接方式 ① 串联 特点：主电路开关电器少、简化主电路
结构，电机负荷分配均匀，但防空转 性能差； ② 并联 特点：防空转性能好，整车粘着利用充 分，但主电路结构复杂；
一、牵引电机的连接与激磁方式（续４）
实际应用：普遍采用电机交直型电力机车主电路与 辅助电路
第一节 概述
电力机车能量传递过程：
27.5kv单 相接触网
车上 受电弓
交流
牵引 变压器
牵引 整流器
直流
牵引电机
电能
转向架
机械能
机车车辆
主电路设计考虑的内容（续１）
更具体 来讲五个方面： ① 电机连接与激磁方式； ② 电机的供电方式； ③ 整流线路； ④ 调速方式； ⑤ 电气制动方式。 下面将参这五个方面的内容进行详细分析。
（起动和恒功）较差；
一、牵引电机的连接与激磁方式（续2）
③ 复激 部分绕组是与电枢串联，部分绕组为它激。 特点：兼有串激和并激的优点，但电机结构和控
制复杂。 实际情况：机车多用串激电机、６K机车/SS7采
用了复激电机，没有采用并激的。
说明：斩波地铁机车中，有采用它激电机，但其激磁电 流控制是按电枢电流规律控制的。