ss6b型电力机车毕业设计

ss6b型电力机车毕业设计内容摘要：

由牵引绕组 a3b3x3 和 a4x4 供电给主整流器 80V， 组成后转向架供电单元。 图 12 转向架单元整流调压简化电路 不等分三段整流调压电路通过其整流调压电路顺序触发晶闸管 V9 和 VV3 和 V V5 和 V6 则可得到最 大输出电压为dU21,dU43， dU。 其中各段绕组电压： VUUUU xbbaxaxa 9 522 11111122  不等分三段整流桥的工作顺序如下所述： 湖南铁道职业技术学院毕业设计（论文） 5 首先投入四臂桥 ， 即触发 V9 和 V10， 投入 a2x2 绕组。 V V10 顺序移相 ，整流电压由零逐渐升至 dd UU (2/ 为总整流电压 )， V1 和 V 2 续流。 在电流正半周时 ， 电流路径为 a2→ V7→ 71 号导线→平波电抗器→电机→ 72 号导线→ V2→ V1→V10→ x2→ a2；当电源处于负半周时 ， 电流路径为 x2→ V9→ 71 号导线→平波电抗器→电机→ 72 号导线→ V2→ V1→ V8→ a2→ x2。 当 V9 和 V10 满开放后 ， 六臂桥投入。 第一步是维持 V9 和 V10 满开放 ， 触发 V3 和 V4， 绕组 a1b1 投入。 电源处于正半周时 ， 电流路径为 a2→ V7→ 71 号导线→平波电抗器→电机→ 72 号导线→ V4→ b1→ a1→ V1→ V10→ x2→ a2；当电流处于负半周时 ， 电流路径为 x2→ V9→ 71号导线→平波电抗器→电机→ 72 号线→ V2→ a1→ b1→ V3→ V8→ a2→ x2。 此时 ，V V4 顺 序移相 ， 整流电压在 (1/2～ 3/4) dU 之间调节。 当 V3 和 V4 满开放后 ，V V V9 和 V10 维持满开放 ， 并触发 V5 和 V b1x1 绕组再投入。 V5 和 V6顺序移相 ， 整流电压在 (3/4～ 1) dU 之间调节。 当电源处于正半周时 ， 电流路径为 a2→ V7→ 71 号导线→平波电抗器→电机→ 72 号导线→ V6→ x1→ a1→ V1→ V10→ x2→ a2；当电源处于负半周时 ， 电流路径为 x2→ V9→ 71 号导线→平波电抗器→电机→ 7 2 号导线→ V2→ a1→ x1→ V5→ V8→ a2→ x2。 在整流器的输出端还分别并联了两个电阻 75R和 76R， 其电阻的作用有两个：一是机车高压空载做限压试验时 ， 作整流器的负载 ， 起续流作用；二是正常运行时 ， 能够吸收部分过电压。 牵引供电电路 机车的牵引电路 ， 即机车主电路的直流电路部分 ，其电路见图 13。 机车牵引供电电路 ， 采用转向架独立供电方式。 第一转向架的三台牵引电机1M、 2M、 3M 并联 ， 由主整流器 70V 供电；第二转向架的三台牵引电机 4M、 5M、6M 并联 ， 由主整流器 80V 供电。 两组供电电路完全相同且完全独立。 牵引电机支 路的电流路径基本相同 ， 现以第一牵引电机支路为例加以说明：其电流路径为 正极母线 71→ 平波电抗器 11L→ 线路接触器 12KM→ 电流传感器111SC→电机电枢→位置转换开关的“牵” — “制”鼓 107QPR1→位置转换开关的“前”一“后”鼓 l07QPV1→主极磁场绕组→ 107QPV1→牵引电机隔离开关 19QS→ 107QPR 1→负极母线 72。 与主极绕组并联的有固定分路电 阻 14R、 I 级磁场削弱电 阻 15R 和接触器17KM、 Ⅱ 级磁场削弱电阻 l6R 和接触器 18KM。 14R 与主极绕组并联后 ， 实现机车的固定磁场削弱 ， 其磁场削弱系 数为。 通过接触器 17KM 的闭合 ， 投人 15R，湖南铁道职业技术学院毕业设计（论文） 6 实现机车的 I 级磁场削弱 ， 其磁场削弱系数为 0． 70。 通过接触器 18 KM 的闭合 ，投人 16R， 实现机车的 Ⅱ 级磁场削弱 ， 其磁场削弱系数为。 当 17 KM 和 18KM同时闭合时 ， 15R 和 l6R 同时投入 ， 实现机车的 Ⅱ 级磁场削弱 ， 其磁场削弱系数为。 为了改善机 车运行时牵引电机的脉流换向性能，特设置分流电抗器ll3L(123L、 133L、 l43L、 153L、 l63L)。 磁场削弱电阻电路与分流电抗器串联后，再与主极绕组并联。 图 13 牵引供电电路原理图 （ I架 ） 湖南铁道职业技术学院毕业设计（论文） 7 加馈电阻制动电路 SS6B 型电力机车与其它机型的主要不同之处是采用了加馈电阻制动电路 ，主要优点是能够获得较好的制动特性 ， 特别是低速制动特性。 加馈电阻制动又称为“补足”电阻制动 ； 它是在常规电阻制动的基础上而发展的一种能耗制动技术。 根据理论分析可知 ， 机车轮周制动力为： ZICB  （ N） （ 公式 11） 式中 C—— 机车结构常数； φ —— 电机主极磁通 (Wb)； Iz—— 电机电枢电流 (A)。 在常规 的电阻制动中 ， 当电机主励磁最大恒定后 ， 电枢电流 （制动电流） Iz随着机车速度的减小而减小。 因此 ， 机车轮周制动力也随着机车速度的变化而变化。 为了克服机车轮周制动力在机车低速区域减小的状况 ， 加馈电阻制动 是 从电网中吸收电能 ， 通过主相控整流器向电机电枢 补足 Iz 并保持恒定 ， 以此 机车在低速区域获得理想的 轮周 最大恒定 制动力。 机车处于加馈电阻制动时 ， 位置转换开关 已 转换到制动位 ， 牵引电机电枢与主极绕组脱离 并 与制动电阻串联 ， 且同一转向架的 3 台电机电枢支路并联之后 ，与主整流器串联构成回路。 同 时 ， 每节车 6 台电机的主极绕组串联连接 ， 经励磁接触器、励磁整流器 99V 构成回路 ， 由主变压器励磁绕组供电。 现以 1M 电机为例 ， 叙述一下电路电流的路径： 当机车速度高于 33km／ h 时 ， 机车处于纯电阻制动状态。 其电流路径为71 母线→ 11L 平波电抗器→ 12KM 线路接触器→ 111SC 电流传感器→ 1M 电机电枢→ 107QPR1 位置转换开关“牵”一“制”鼓→ 13R 制动电阻→ 72 母线→ V8→ V7→71 母线。 当机车速度低于 33 km／ h， 机车处于加馈电阻制动状态。 当电源处于正半周时 ， 其电流路径为 a2→ V7→ 71 母线→ 11 L 平波电抗器→ 12KM 线路接触器→111SC 电流传感器→ 1M 电机电枢→ 107QPR1 位置转换开关“牵” 一“制” 鼓→ 13R制动电阻→ 73 母线→ V10→ x2→ a2；当电源处于负半周时 ， 其电流路径为 x2→ V9→ 71 母线→ 11 L 平波电抗器→ 12KM 线路接触器→ 111SC 电流传感器→ 1M 电机电湖南铁道职业技术学院毕业设计（论文） 8 枢→ 107QPR1 位置转换开关“牵”一“制”鼓→ 13R 制动电阻→ 72 母线→ V8→ a2→ x2。 加馈电阻制动时 ， 主变压器的励磁绕组 a5→ x5 经励磁接触器 91KM 向励磁整流器 9 9V 供电 ， 并与 1～ 6M 电机主极绕组串联 ， 且励磁电流方向与牵引时相反 ，由下往上。 从励磁整 流器的输出端开始 ， 其电流路径 91 母线→ 199SC 电流传感器→ 90 母线→ 107QPR1 位置转换开关“牵” — “制”鼓→ 19QS→ 107QPV1→ D12D11→ 107QPV1→ 14 母线→ 107QPR2→ 29QS→ 107QFV2→ D22→ D21→ 107QPV2→ 24 母线→ 107QPR3→ 39QS→ 107QFV3→ D32→ D31→ 107QPV3→ 34 母线→ 108QPR6→ 69QS→108QPV6→ D61→ D62→ 108QPV6→ 64 母线→ 108QPR5→ 59QS→ 108QPV5→ D51→ D52→ 108QPV5→ 54 母线→ 108QPR4→ 49QS→ 108QPV4→ D41→ D42→ 44 母线→ 92KM 励磁接触器→ 82 母线。 第一转向架牵引电机 1M、 2M 和 3M 电枢 ， 制动电阻及主整流器 70V 组成第一转向架主接地保护系统 ， 由主接地继电器 97KE 担负保护功能。 第二转向架牵引电机 4M、 5M、 6M 电枢， 制动电阻 ， 主整流器 8 0V 及 励磁整流器 99 V，负极母线 82 为主整流器 80V 与励磁整流器 99V 的公共点， 组成第二转向架主接地保护系统 ， 由主接地继电器 98KE 担负保护功能。 由此形成两个独立的接地保护电路系统。 制动工况时 ， 当一台牵引电机 或制动电阻故障后 ， 应将相应隔离开关置向下故障位 ， 则线路接触器打开 ， 电枢回路被甩开 ， 主极绕组无电流但有电位。 PFC 电路 SS6B 型电力机车主电路设置有 ４组完全相同的 PFC装置。 PFC 电路结构见图 24。 该装置是通过滤波电容和滤波电 图 14 PFC电路结构 抗的串联谐振 ， 来吸收 机车的三次谐波含量 ， 提高机车的功率因数。 它主要由真空接触器 (电磁式 )、 开关 晶闸管、滤波电容、滤波电抗和故障隔离开关等电器组湖南铁道职业技术学院毕业设计（论文） 9 成。 机车采用的电磁式真空接触器具有接通、分断能力大、电气和机械寿命长 等优点。 在电路中 ， 采用该真空接触器的作用和目的主要有 两 点：一是当晶闸管开关被击穿重燃时 ， 利用其分断能力大的优势起电路的保护作用；二是采用该真空接触器之后 ， 可简化机车的控制系统和机车的结构设计。 在 PFC 电路中设置有故障隔离开关 ， 在 PFC 电路出现接地时做隔离处理用。 当故障隔离开关处于故障位时 ， 一方面使 PFC 电路与机车主变压器的牵引绕组完全隔离；另一方面 ， 通过其辅助联锁控制真空接触器主触头分断。 同时 ， 其主闸刀还将对电容器进行放电。 为确保人身安全 ， 在每组 PFC 电路中的滤波电容和滤波电抗上并联了一个 电阻 (800Ω )， 当司机取出司机钥匙时， 滤波电容上的电压能够快速放电。 该电阻的投入是靠 放电 继电器 (116KM、 126KM、 156KM 和 166KM)来实现的。 保护电路 SS6B 型电力机车主电路保护包括：短路、过流、过电压及主接地保护等四个方面。 现分述如下： 短路保护 当网侧出现短路时 ， 通过网侧电流互感器 7TA→原边过流继电器 101KC， 使主断路器 4QF 动作 ， 实现保护 ， 其整定值为 320 A。 当次边出现短路时 ， 经次边电流互感器 176TA、 177TA、 186TA 及 187TA 电子柜过流保护环节 → 使主断路器 4QF 动作 ， 实现保护 ， 其整定值为 3000A(1177。 5％ ）。 硅元件击穿短路保护 ， 取消传统电路在整流器每一个晶闸管上串联的快速熔断器 ， 采用在每一整流桥交流侧低电压位的输入端串联一个快速熔断器来实现。 这有两个显著优点：一是能快速实现硅元件击穿保护；二是能有效保护同一桥臂其他未击穿短路硅元件。 过流保护 考虑到牵引工况和制动工况时 ， 牵引电机的状况不同 ， 牵引电机过流保护的整定值和保护方式设置也不同。 在牵引工况时 ， 牵引电机的过流保护是通过直流电流传感器 111SC、 121SC、湖南铁道职业技术学院毕业设计（论文） 10 131SC、 141SC、 151SC 和 161SC→电子柜→主断路器来实现的 ， 其整定值为 1300A（ 1177。 5％）。 在制动工况时 ， 牵引电机的过流保护是通过直流电流传感器 111 SC、 121 SC、131SC、 141SC、 151SC 和 161SC→电子柜→励磁过流中间继电器 559KA→励磁接触器 91KM 来实现的 ， 整定值为 1000A（ 1177。 5％ ）。 此外 ， 还设有励磁绕组的过流保护 ， 它是通过直流电流传感器 199SC→电子柜→励磁过流中间继电器 559KA→励磁接触器 91KM 来实现的。 其整定值为 1150 A（ 1177。 5％ ）。 过电压保护 机车的过电压包括大气过电压、操作过 电压、整流器换向过电压和调节过电压等。 大气过电压的保护主要采用两种方式：一是在网侧设置新型金属氧化避雷器 5F；二是在主变压器的各次边绕组上设置 RC 过电压吸收装置和牵引绕组上的非线性电阻 138RV、 139RV、 148RV、 149RV。 牵引绕组上的 RC 吸收装置由 71C 与73R、 72C 与 74R、 81C 与 83R、 82C 与 84R 构成；励磁绕组上的 RC 吸收装置由 93C与 94R 构成；辅助绕组上的 RC 吸收装置由 255C 与 260R 构成。 当机车主断路器 4QF 打开或接通主变压器空载电流时，机车将产生操作过电压，通过网侧避雷器 5F 和牵引绕组上的 RC 吸收装置和非线性电阻能够对此操作过电压进行抑制。 机车的主整流器 70V 和 80V、励磁整流器 99V 的每一晶闸管及二极管上均并联有 RC 吸。