HXD3型电力机车常见故障分析与处理

辅助变流器APU是辅助电动机供电电路的核心。APU向牵引通风机电机和压缩机电机等辅助机器供给三相交流电，具有变压变频（VVVF）控制和恒压恒频（CVCF）两种控制方式。两台复合冷却器风机和六台牵引通风机电机为了确保适应机车状况的冷却风量和降低运转声音，按照VVVF控制模式进行设定。
APU通过使用IGBT的PWM整流器单元把从主变压器三次线圈供电的交流电转换为恒定电压的直流电，再供给由IGBT构成的逆变器单元，通过逆变器转换为三相交流。
1.6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；采用整体轴箱、推挽式低位牵引杆等技术。
1.7采用下悬式安装方式的一体化多绕组（全去耦）变压器，具有高阻抗、重量轻等特点，并采用强迫导向油循环风冷技术。
1.8采用独立通风冷却技术。牵引电机采用由顶盖百叶窗进风的独立通风冷却方式；主变流器水冷和主变压器油冷采用水、油复合式铝板冷却器，由车顶直接进风冷却；辅助变流器也采用车外进风冷却的方式；另外还考虑了司机室的换气和机械间的微正压。
2、检查司控器主手柄处于“0”位。
3、检查两端司机室操纵台上的紧急制动按钮，应该在弹起位。
4、半自动过分相按钮在正常弹起位。
5、过分相后合不上主断，关闭全自动过分相装置。
1.4
1高压引线采用法国NEXANS公司的端子。在低压套管出线装置中采用了新型合成树脂的出线装置，具有安装拆卸方便，可靠及使用寿命长的特点。
2虑到了机车的使用环境，提高了变压器的抗振性能，所以该变压器具有抗震、耐久的特点。
3温度计等需要经常检测及保养的部件装配在油箱侧面，以便于进行维护保养、检查。
4将通过强大电流的低压出线装置分别安装在主变流器最近处，使其间连线最短。
1.4
复合冷却器的型号为FL220，复合型全铝合金板翅式高效冷却结构，上部为水散热器，用于冷却变流器，下部为油散热器，用于冷却主变压器。
全铝合金板翅式结构的油冷却器，具有每单位容积的传热面积大，性能优良，体积小，重量轻的优点。
空气冷却复合冷却器时，会在冷却器芯子的波纹形散热片上积留灰尘，灰尘过厚将影响散热效果，因此，在每一次中修时，均需要清洗冷却器芯子。
在堵塞严重时应进行水洗或用水蒸气进行清洗。
2.HXD3常见的故障分析
2.1.受电弓故障
现象：升不起弓或自动降弓
处理方法：
1、检查升弓气路风压是否高于600kPa。如低于此值应按压一下辅压机按钮SB95（在控制电器柜上），使用辅助压缩机泵风，当风压达到735kPa时，辅助压缩机自动停打。
2、检查控制电器柜上的各种电器开关位置，应置于正常位置。如有跳开现象，请检查确认后，重新闭合开关。
70km/h～120km/h（23t轴重）
1.1.3动力制动性能参数
电制动方式再生制动
电制动功率7200kW（70km/h～120km/h）（23t轴重）
7200kW（65km/h～120km/h）（25t轴重）
最大电制动力370kN（15km/h～70km/h）（23t轴重）
400kN（15km/h～65km/h）（25t轴重）
6、故障在接乘时出现，可以使用正常的受电弓运行，也可以按照下面的步骤查找故障受电弓的问题。
7、检查升弓塞门U98，应置于打开位置（顺位开通）。
8、主断控制器，将其上面的开关置于“停用”位置，如能升起弓，说明主断控制器故障。
2.2.
处理方法：
1、检查气压正常，不低于于650kPa。（保证风压继电器KP58闭合）
HXD3型电力机车常见故障分析与处理
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摘 要
HXD3型电力机车是由中国北车集团大连机车车辆有限公司与日本东芝公司于2001年起合作研制的大功率交流传动货运电力机车。 HXD3型电力机车是目前世界上批量投入商业运行的6轴电力机车中功率最大的交流传动电力机车,该型机车应用了先进的网络控制、交流电机矢量控制和轴控驱动方式等一系列新技术,使我国铁路机车技术装备全面
1.2
车顶设备配置分布在顶盖由3个顶盖上，1端顶盖、2端顶盖配置有受电弓，中央顶盖上配置有高压隔离开关、高压电压互感器、真空断路器、避雷器、接地开关等高压电器。
在中央顶盖上设有检修升降口，由此上车顶进行检修和维修作业。(为确保安全，天窗设置钥匙联锁装置。)
1.3.机车冷却系统
主要包括主变压器系统冷却、主变流装置系统冷却、牵引电动机冷却、辅助电源装置冷却、空气压缩机的冷却及包括卫生间通风及车内换气等
进入世界先进行列。郑州机务段在2009年9月配属了32台HXD3型电力机车,每台机车都经过全面检查整修后才投入运用,该型机车充分满足了重载、快速货物运输的需要,然而,在实际运用过程中,还是发现HXD3型电力机车存在着一些问题,影响了该型机车的正常运用。
关键词：HXD3；常见故障；分析与处理
引
HXD3型电力机车是由中国北车集团大连机车车辆有限公司与日本东芝公司于2001年起合作研制的大功率交流传动货运电力机车。HXD3型电力机车是目前世界上批量投入商业运行的6轴电力机车中功率最大的交流传动电力机车,该型机车应用了先进的网络控制、交流电机矢量控制和轴控驱动方式等一系列新技术，使我国铁路机车技术装备全面。
1.1轴式为C0-C0，电传动系统为交直交传动，采用IGBT水冷变流机组，1250kW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。
1.2辅助电气系统采用2组辅助变流器，能分别提供VVVF和CVCF三相辅助电源，对辅助机组进行分类供电。该系统冗余性强，一组辅助变流器故障后可以由另一组辅助变流器对全部辅助机组供电。
论文从HXD3型电力机车的结构，车体组成等各个方面进行介绍总结，同时也参考了郑州机务段的一些实践结论，尤其是对机车常见问题的分析总结，在机车的常见故障上，通过参考，自己的总结得出了一些自己的东西，本篇论文让我知道了自己知识的不足，为我今后的发展也奠定了基础，培养了自己的自学能力，论文中如同不足的地方还希望各位老师，同学给你指出，谢谢大家。
1.1.4主要结构尺寸
轨距1435mm轴式C0-C0
机车总重138t % t（23t轴重）150t % t（25t轴重）
轴重23+2 t机车前、后车钩中心距20846mm
车体底架长度19630mm车体宽度3100mm
车体高度4100mm（新轮）
1.1.5主要结构尺寸
机车全轴距14700mm转向架固定轴距2250+2000mm
每组牵引变流器由一个四象限和一个逆变器组成。整流器单元使用了模块化IGBT元件，采用脉宽调制（PWM）方式、两点式电压型，通过高次谐波整流和错开各组控制载波的相位，从而降低高次谐波和提高功率因数。
逆变器单元同整流器单元一样使用模块化IGBT元件、实现单元的标准化。
通过采用IGBT元件和32bit高速演算控制装置的配合，采用矢量控制方式，来实现电机转矩的控制，达到快速响应，提高粘着利用率和实现空转滑行保护控制。
车轮直径1250mm（新轮）1200mm（半磨耗）1150mm（全磨耗）
受电弓落下时，滑板顶面距轨面高度4775±30mm
受电弓滑板距轨面的工作范围5200～6500mm
车钩中心线距轨面高度（新轮）880±10mm
排障器距轨面高度110±10mm
1.1.6机车微机控制功能
机车预备的顺序逻辑综合控制
机车牵引力和制动力控制
1.4.
每台机车装有两台变流装置，每台变流装置内含有三组牵引变流器和一组辅助变流器，使其结构紧凑，便于设备安装。
牵引变流器采用强制循环水冷方式。这种方式具有冷却效果好、无污染、重量轻、结构上维修方便等特点。
冷却液采用亚乙基二醇纯水溶液，确保在－40℃时不冻结。
另外，牵引变流器的冷却液和主变压器（Mtr）的冷却油经过复合冷却器循环，依靠复合冷却器风机进行强制风冷。
机车空电联Hale Waihona Puke Baidu制动控制
机车主、辅电路过流、过压、欠压、接地等保护控制
机车空转/滑行保护控制
机车重联控制
机车轴重转移补偿控制
机车定速控制
停车状态下，微机控制系统自诊断功能
行驶过程中对被控对象进行实时在线监测诊断功能
故障信息的记录、保存和显示功能
故障记录的转储功能
1.1.7机车动力学性能
机车能以5km/h速度安全通过半径为125m的曲线，并应能在半径250m的曲线上进行正常摘挂作业。
辅助变流器（APU）单独采用强制风冷方式。
机车共设有两套辅助变流器UA11、UA12。在正常情况下辅助变流器UA11、UA12全部工作，基本上以50%的额定容量工作，辅助变流器UA11工作在VVVF方式，辅助变流器UA12工作在CVCF方式，分别为机车辅助电动机供电。当某一套辅助变流器发生故障时，不需要切除任何辅助电动机，另一套辅助变流器可以承担机车全部的辅助电动机负载。此时，该辅助变流器按照CVCF方式工作，从而确保机车辅助电动机供电系统的可靠性。
1.9采用了集成化气路的空气制动系统，具有空电制动功能。机械制动采用轮盘制动。
1.10采用了新型的模式空气干燥器，有利于压缩空气的干燥，减少制动系统阀件的故障率。
1.1.机车主要技术性能指标
1.1.1工作电源
电流制单相交流50Hz
额定电压25kV
在22.5kV～31kV之间时，机车能发挥额定功率，在22.5kV～17.5kV和17.5kV～17.2kV范围内机车功率按不同斜率线性下降，在17.2kV时功率为零；在31kV～31.3kV范围内机车功率线性下降至零。
1.1.2牵引性能参数
电传动方式交－直－交传动
持续功率7200kW
机车速度：持续制速度70km/h（23t轴重）
65km/h（25t轴重）
最高速度120km/h
起动牵引力520kN（23t轴重）
570 kN（25t轴重）
持续牵引力（半磨耗轮）370kN（23t轴重）
400 kN（25t轴重）
恒功率速度范围65km/h～120km/h（25t轴重）
2.8机车单机以120km/h速度于平直道上施行紧急空气制动时，最大制动距离≤800m（23t轴重）≤900m（25t轴重）
1.2.机车设备布置
在机车的两端各设有一个司机室，两个司机室的中间是机械室。在机械室内设有600mm宽的中央通道，在通道左右两侧设有主变流装置、通风机、压缩机等设备。在车体下设有2台3轴的转向架及主变压器，在顶盖上设有高压电器。车内设备布置以平面斜对称布置为主，设备成套安装，有利于机车的重量分配和机车的制造、检修和部件的互换等。
1.2
司机室内设有操纵台、八灯显示器、司机座椅、端子柜、热水器、紧急放风阀、灭火器等设备。司机室顶部设有空调装置(冷热)、风扇、头灯、司机室照明等设备。司机室前窗采用电加热玻璃，窗外设有电动刮雨器，窗内设有电动遮阳帘；侧窗外设有机车后视镜。在操纵台上设有TCMS显示器、ATP显示器、压力组合模块、司机控制器、制动控制器、扳键开关组、制动装置显示器、冰箱、暖风机、脚炉和膝炉。
1.3采用微机网络控制系统，实现了逻辑控制、自诊断功能，而且实现了机车的网络重联功能。
1.4总体设计采用高度集成化、模块化的设计思路，电气屏柜和各种辅助机组分功能斜对称布置在中间走廊的两侧；采用了规范化司机室，有利于机车的安全运行。
1.5车体的主要作用是承受上部载荷和传递机车牵引力；同时车体又是机车各动力机组和设备的安装基础；并要为乘务人员提供工作场所，因此，要求为乘务员提供良好的工作环境的同时，更为重要的是要求车体钢结构具有足够的强度和刚度。采用带有中梁的、整体承载的框架式车体结构，有利于提高车体的强度和刚度。
1.4.机车主要部件介绍
1
真空断路器以真空作为绝缘介质和灭弧介质，利用真空状态下的高绝缘强度和电弧高扩散能力形成的去游离作用进行灭弧的。电弧熄灭后，介质强度恢复速度特别高。
与空气断路器相比，它具有结构简单、工作可靠、分断容量大、动作速度快、绝缘强度高等诸多优点。另外，真空灭弧室不需要检修，整机检修工作量小，维修方便。
3、换弓升弓试验。
4、若机车运行中自动降弓，停车确认受电弓损坏程度，记录刮弓的地点。通过低压电器柜上的开关SA96，控制隔离开关QS1或QS2隔离损坏的受电弓。可以换弓继续运行。
若刮弓导致受电弓破损严重，需要登车顶作业，请求停电，参照执行机安函[2006]135号文件内容，做好必要的安全防护。
5、若故障在乘务员接乘时出现，检查管路柜内蓝色钥匙，应处于竖直位，即开放状态。