SS8型电力机车控制电路改进与优化

目录

摘要 (1)

第1章前言 (2)

第2章 SS8型电力机车控制电路分析 (4)

2.1控制方法及其特点 (4)

2.2控制电源 (5)

2.3整备控制电路 (7)

2.4调速控制电路 (9)

2.5信号控制电路 (11)

2.6照明控制电路 (12)

第3章控制电路的改进与优化 (14)

3.1速度分级控制电路的改进方案 (14)

3.2辅机顺序控制电路的改进方案 (16)

参考文献 (20)

致谢 (21)

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SS8型电力机车控制电路改进与优化

摘要

韶山8型电力机车在我国是首款四轴准高速干线客运电力机车，主要由株洲电力机车厂进行生产。机车采用交直传动，最高速度为170km/h，功率为3600kW，共生产245台。韶山8型电力机车是于韶山5型电力机车的基础上研制的四轴准高速干线客运电力机车，是我国“八五”重点科技攻关项目之一。最初设计是用于广深准高速铁路，后成为了中国干线铁路客运列车提速主要机型。1998年6月24日，SS8-0001机车于京广线许昌至小商桥区段的实验中达到了240公里/小时的速度记录，创下了了当时的“中国铁路第一速”。

SS8型机车是由中国研制的快速客运电力机车，其性能和主要技术指标均达到了同类产品的国际先进水平，并具有的显著经济效益和社会效益。本设计就其控制系统电路而言，认为还有几个问题值得完善或改进。

关键词：SS8电力机车；控制电路；改进

第1章前言

韶山8型电力机车（SS8）是用于中国铁路的电力机车中的一种，由株洲电力机车厂与株洲电力机车研究所共同研制的一种机车。韶山8型电力机车是四轴准高速干线客运电力机车，是中国第八个五年计划（“八五”）重点科学技术攻关研究项目，原设计是用于广深准高速铁路的电力机车，后成为作用于中国干线铁路牵引提速旅客列车的主型机车。机车最大运行速度为170公里/小时，最高试验速度可达到240公里/小时。是当时铁路运行速度中的魁首。

图1 SS8电力机车实物图

1989年，中华人民共和国铁道部、中国铁道科学技术研究院和广州铁路局组成的联合专家组，对广深线旅客列车最高速度提高到160公里/小时进行了前期的可行性研究。1990年，铁道部发布《铁计【1990】1号文》，正式将“广深铁路实现旅客列车最高速度160公里/小时的技术方案研究”列入了1990年铁道部科学技术发展项目中。同年，铁道部以《铁科技函【1990】474号文》下达了《广深线准高速铁路科研攻关及试验计划的通知》，至此，广深铁路准高速机车

车辆、线路工程、信号系统、速度分级控制及安全评估试验等15重点技术攻关研究计划开始全面执行，并将韶山8型准高速电力机车以及东风11型准高速内燃机车、25Z型准高速双层客车、25Z型准高速客车、准高速旅客列车速度分级控制、旅客列车移动电话系统，准高速铁路接触网及受流技术等专题列入“八五”国家科技攻关计划。

1991年，铁道部以《铁科技函【1991】98号》文件下达了“关于广深线准高速SS8型电力机车设计任务书的要求”，由株洲电力机车厂与株洲电力机车研究所共同研究设计，将新型准高速电力机车定型为韶山8型电力机车，车型代号SS8。后根据广深铁路的实际要求，于1993年在韶山8型机车技术设计审查会上对设计任务书的细节进行了仔细修订。1993年9月底，根据“客运电力机车转向架研讨会”的要求，经再次修正确定设计指标，机车功率从3200KW提高到了3600KW。

第2章 SS8型电力机车控制电路分析

2.1控制方法及其特点

电力机车的控制方法视机车的类别不同而选用不同的方法。对于电压水平不高、功率变化不大的直流电力机车，可采用直接进行控制的方法，即可用手动的方法直接控制住机车主电路而使机车运行，这种机车其控制电路就包括在主电路之中。这种方法使机车电路变得简单、故障率低，可只能适用于一些城市电车及工矿用小功率电力机车。

而对于高电压大电流的大功率机车，直接控制是必然不能满足其要求的，而且其具有极大的危险性，所以只能选用间接控制的方法。所谓间接控制是指通过司机控制器及各按键的开关来控制一些低压电器，再通过这些低压电器去控制高压的部分。这种方法可以使弱电控制强电，还使操纵部分变得轻巧灵便，而且使操作者与高压的部分可以很好地隔离开来。

采用间接控制的方法有利于机车向自动化方向发展。随着科学技术的发展，电力机车也会得到不断发展创新，电力机车的自动化水平会变得越来越高，自动控制环节（系统）也会变得愈加完善。随着电力电子技术的发展及新型电器、仪表的出现，为机车的自动控制这一方面提供了广阔的基础，使机车向全自动化方向发展成为了可能，同时也使机车的控制系统日趋复杂，必然对控制系统提出更为苛刻的要求。

SS8型电力机车的控制电路可以分为：有接点控制电路和微机控制电路两部分。有接点控制电路根据各环节作用的不同，分为如下部分：

1、预备（整备）控制电路：进行机车动车前的所有操作，主要由主台按键开关组进行主令控制。

2、调速控制电路：进行机车的调速控制，即起动、加速、减速，主要由主、辅司机控制器来进行主令控制。

3、信号控制电路：进行机车整车或者某些部件的工作、故障状态的显示。

4、照明控制电路：进行机车的内外照明及其标志显示，主要由付台按键开关组来进行主令控制。

5、控制电源：提供直流110V稳压电源及其配电电路。

2.2控制电源

SS8型电力机车控制电源为直流110V，由晶闸管半控桥式整流自动稳压装置提供。SS8机车的110V控制电源采用仍采用韶山系列电力机车传统的电源方式。即：电源柜及蓄电池并联构成。在机车正常运行时，两者并联使用，主要由110V 电源提供电源，蓄电池起稳压等作用；在降弓情况下，蓄电池供机车作低压试验，辅助风机打风及照明作用。在运行中电源柜故障时，蓄电池作维持机车故障运行的控制电源。

110V稳压电源拥有恒压和限流的两个特点，输出电压可以稳定为110±5.5V，输出电流限则为60A±10%。

1、110V稳压电源装置结构

在控制电源柜中，分为高低两部分。低柜又分为两层，上层前部有晶闸管整流桥(元件为V1、V2、V3、V4)及续流二极管容板，上面装有电源变压器次边及整流桥的电压吸收阻容装置，以及晶闸管触发装置。低柜下层装有电源变压器30T，电抗器50L。高柜顶端为电源柜对外联线的两个20#插座40XS、41XS，主要是提供机车各部控制所需要的110V、15V、24V、48V皆由此两插座对外输出。

高柜上层是电源控制箱。该箱内装有一个A、B组转换开关及四块插件，其中两块是110V电源的“稳定触发”插件，两块是“电源”插件(即110V变48V，24V，15V)。每两块均完全相同。正常时各有一块工作，而另两块则处于冷储备状态。当A组(或B组)故障时，可通过B组转换开关转换成为一组，以确保其正常工作。高柜中央为开关板。该板上装有全车的110V控制电路自动开关，以及交流的取暖、窗加热、电炉、交流电源等自动开关。这些自动开关均为自动脱扣，手动恢复，自动开关型号为TH-55B。高柜下层是接线端子及接地螺钉，接线端子包括交流输入(a0+x0)端及蓄电池接线端子。接地螺钉为机车控制电路总的接地点(负端)，除此之外，110V电路可允许再有其它接地点。

2、主电路工作原理

110V电源主电路采用全波半控桥整流电路。电源变压器30T的原边通过低压柜的库用转换开关6QP接到牵引变压器次边辅助绕组a6-x6，从而得到396V 单相交流电，而且该交流电随网压变化而变化，30T次边输出220V送到半控桥，经V1-V4整流，再经过50L电抗器、55C电容滤波后，成为较平稳的直流电压。