HXD1型交传电力机车电气原理分析与故障处理Word文档下载推荐.docx
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5)绘制相关电气原理图。
四、设计参考书
《HXD1型电力机车》中国铁道出书社
《电力机车控制》中国铁道出书社
《电力电子技能》中国铁道出书社
《牵引电器》西南交大出书社
《电气制图及图形标记国度尺度搜集》中国尺度出书社
五、设计说明书要求
1、封面
2、目录
3、内容摘要(200~400字左右,中英文)
4、引言
5、正文(设计方案比力与选择,设计方案原理、盘算、阐发、论证,设计结果的说明及特点)
6、结束语
7、附录(参考文献、图纸、质料清单等)
六、结业设计进程摆设
第1周:
资料准备与借阅,了解课题思路、设计要求说明。
第2周:
设计课题内容领导。
第3-5周:
进行结业设计,完成说明书初稿。
第6周:
结业设计查抄,了解完成情况。
第7周:
设计修改、优化,完成说明书,并作好结业答辩准备。
第8周:
结业答辩与综合结果评定。
七、结业设计答辩及论文要求
1、结业设计答辩要求
答辩前三天,每个学生应定时将结业设计说明书或结业论文、专题陈诉等须要资料交指导西席审阅,由指导西席写出审阅意见。
学生答辩时对自述部门应写出书面提纲,内容包罗课题的任务、目的和意义,所接纳的原始资料或参考文献、设计的根本内容和主要要领、结果结论和评价。
答辩小组质询课题的要害问题,质询与课题密切相关的根本理论、知识、设计与盘算要领、实验要领、测试要领,辨别学生独立事情能力、创新能力。
2、结业设计论文要求
文字要求:
说明书要求打印(除图纸外),不能手写。
文字通顺,语言流畅,排版公道,无错别字,不允许抄袭。
图纸要求:
按工程制图尺度制图,图面整洁,结构公道,线条粗细均匀,圆弧连接平滑,尺寸标注范例,文字注释必须使用工程字书写。
曲线图表要求:
所有曲线、图表、线路图、步伐框图、示意图等禁绝用徒手画,必须按国度划定的尺度或工程要求绘制。
摘要
HXD1型机车主断路器的控制相比拟力庞大,闭合条件繁多.从硬件和软件上都作了多重掩护在实际运用历程中,经常出现主断无法闭合的情况。
本文针对主断路器的控制电路组成进行详细的阐发和论述,并结合实际调试经验对主断控制历程中的常见问题进行了原因阐发及总结。
要害词:
主断路器实际调试经验阐发及总结
Abstract
ControlofthemaincircuitbreakertypeHXD1relativelycomplex,closednumerousconditions.Fromthehardwareandsoftwarehavemademultipleprotectioninthepracticalapplicationprocess,oftennotclosedoffthemainsituation.Inthispaper,themaincontrolcircuitbreakerdetailedanalysisandelaboration,combinedwithpracticalexperienceintheprocessofdebuggingcommonproblemswerethemaincausesofbrokencontrolanalysisandsummary.
Keywords:
Maincircuitbreakerpracticalanalysisanddebuggingexperiencesummary
前言
重载运输代表了铁路货品运输领域的先进生产力,已成为许多国度追求的目标。
随着百姓经济迅速的生长,大秦线原设计已经远远不能满足运量增长的要求。
HXD1型大功率交换传动电力机车应运而生。
为了促进铁路机车装备现代化的要求,株洲电力机车有限公司在“先进、成熟、经济、适用、可靠”的理念下研制了HXD1型大功率交换传动电力机车。
随着机车运行速度的不停提高,机车对受电弓和主断路器运行能力也有了很大的要求。
与以往差别,XHD1接纳了交换真空主断路器。
其中,主断路器装有真空泡,用密封装置与空气断绝,能够稳定的实现合闸、分闸历程。
HXD1大功率交换传动电力机车主要运用于“大秦线”、“大包线”,冬季温度较低,在室外运行的受电弓和主断路器妨碍率较高。
为了阐发其妨碍原因,提高机车的运行宁静。
第1章HXD1型电力机车概述
图1-1HXD1型电力机车
2004年底2005年初,中国铁路为提高峻秦运煤专线的运能,同时也为促进铁路装备技能的现代化,分别同株洲电力机车有限公司一西门子联合体,火同电力机车有限公司一阿尔斯通联合体各签订了180台(360节)接纳欧洲技能的8轴大功率交换传动电力机车HXDI型电力机车株洲电力机车有限公司一西门予联合体的HXD1项日,分为两个阶段,
第一阶段48台机车为散件海内组装阶段;
第二:
阶段的132台机车为国产化阶段。
项目中西门子为技能支持方,所有180台机车均在中国南方机车车辆团体株洲电力机车有限公司进行生产制造。
HXD1机车是在西门子的“欧洲短跑手”机车平台上,结合其DJ1在中国大秦线上的运用经验而研制的一款适川于中国干线铁路重载货运的新型机车,其在设计中尤其考虑到了大秦运煤专线的特殊情况。
1.1HXD1型电力机车技能特性
1)主电路形式:
机车接纳交-直-交电传动技能,每节车配装一台水冷IGBT变流器,给四台三相异步电动机供电,帮助逆变器集成在主变流器中。
2)控制系统:
接纳西门子SIBAS32系列的微机控制,TCN网络通讯技能。
3)车体接纳中央梁承载方法。
4)接纳独立通风方法。
5)转向架:
接纳低位牵引杆,底子制动接纳轮盘制动。
6)空气制动系统接纳CCBII制动系统,电制动接纳再生制动。
7)机车具有外重联控制功效,司机可以在一个司机室对两台重联机车进行控制。
8)凭据铁道部要求,机车装有LOCOTROL远程重联控制系统,适合于多机漫衍式重载牵引。
9)凭据用户的需要,车上装备卫生间、床等须要的生活设施。
1.2HXD1型机车的主要技能参数
电流制:
单相交换25kV,50Hz
机车牵引/电制动轮周功率:
9600kWHXD1-0001
轴式:
2(B0-B0)
轨距:
1435mm(准轨)
机车整备重量:
2×
92t/2×
100t
轴重:
23t/25t
机车前后车钩中心距:
35222mm
单节机车转向架中心距:
9000mm
转向架牢固轴距:
2800mm
车轮直径:
1250mm(新轮)
连续速度 23t轴重时:
70km/h
25t轴重时:
65km/h
最高速度:
120km/h
盘算起动牵引力 23t轴重时:
≥700kN
25t轴重时:
≥760kN
连续牵引力 23t轴重时:
494kN
532kN
电制动力:
461kN
紧急制动距离 轴重为25t时的紧急制动距离:
≤900m
轴重为23t时的紧急制动距离:
≤800m
1.3HXD1型机车主要特点
调和1型交换电力机车就其电气传动方法而言,属于交-直-交传动的范畴,它有打仗网供应高压交换电,在机车上降压、整流通过中间直流环节酿成直流电,然后再通过牵引变流器、帮助逆变器将直流电变更成三相交换电,用来驱动交换牵引电机及其它帮助三相交换电机。
机车由电气部门、机器部门和空气管路系统三大部门组成一个有机整体,相互配合,又各自发挥奇特作用,配合包管机车性能的正常发挥。
机车电气部门的主要服从是未来自打仗网的电能变为牵引列车所需要的机器能,实现能量转换,同时还实现机车的控制。
机车机器部门主要用来安设司机室和种种电气、机器设备,负担机车重量,产生并通报牵引力及制动力,实现机车在线路上的行驶。
电力机车的空气管路系统作用是产生压缩空气供机车上的种种风动器械使用,并实现机车及列车的空气制动。
调和1型交换电力机车由两节机车重联而成,机车接纳国际尺度电流制,即单相工频制,电压为25kV,并能适应中国铁路打仗网较宽的电压范畴的特点,其每节机车上配备有相同的主电路、帮助电路和控制电路系统,每节机车均可单独运行。
每台机车其两节车主电路之间是通过车顶高压连接器在网侧相连,它使得每台机车仅使用一个受电弓便可实现整台机车的供电。
机车的每节车都有一套完整的电传动系统,该系统由一台拥有1个原边绕组、4个牵引绕组和2个2次谐振电抗器的主变压器,通过4个四象限整流器(4QC)向两个独立的中间直流电压环节充电。
每台转向架上的2台三相异步电动机作为一组负载,由连接在中间直流环节中的一个脉宽调制逆变器供电。
因此两路中间直流环节相互独立,所以整台机车牵引力有75%的冗余,从而提高了机车的可利用率。
中间直流环节还连接有谐波吸收电路、过压掩护电路和接地检测电路。
四象限整流器和脉宽调制逆变器接纳水冷IGBT模块冷却。
机车接纳再生制动。
在机车处于再生制动工况时,机车其牵引电机处于发电机状态,并将电机产生能量反馈回电网,到达节能的效果。
调和型1机车的帮助回路电源(PWM帮助逆变器)集成在牵引变流器中,同牵引回路共用电牵引绕组、四象限整流器、中间直流电压环节以及其它装置,使整车的部件数量得以淘汰,从而低落整个系统的妨碍率。
为了节能使用了两个帮助逆变器,每个逆变器通过1个变压器和滤波电容对输出电压进行调压和滤波后,提供近似正弦波的三相交换电源。
正常情况下,其中一个逆变器输出为变频变压方法(80~440V,10—60Hz),凭据实际需要给有变速要求的牵引风机电机和冷却塔风机电机供电;
另一个逆变器恒频恒压输出3AC440V,60Hz给剩余的帮助设备,如水泵、变压器油泵、空调及主压缩机、蓄电池充电机、加热器等车载三相和单相230V,60Hz负载供电。
三相交换帮助供电接纳了冗余设计,一旦一个帮助逆变器出现妨碍,另一个将负担所有负载。
此时所有帮助设备都以恒频恒压方法事情。
负载的重组将自动进行,并通过显示器通知司机。
机车的两节机车电子控制系统具有相同的控制级结构,是基于西门子铁路自动化系统SIBAS32和TCN列车通讯网络技能的成熟产物。
每节车内由MVB总线把所有的SIBAS系统、漫衍式动力控制设备(LOCOTROL)和制动控制单位(CCBII)连接在一起。
制动系统的显示屏和制动控制单位由其内部的总线连接。
整个系统集成了机车重要的开环/闭环控制及妨碍诊断功效,结构清晰,部件成熟可靠。
机车车体由两节重联车体组成,单节车体为单端司机室的全钢框架结构,主要由底架、司机室、左右侧墙、司机室隔墙、车体后端墙、车体顶盖、顶盖连接横梁、车内焊接件、牵引缓冲装置及车体隶属部件组成,车体内机器室设有中央直通式走廊,两节车之间设有过渡通道,该通道与两节机车的中间走廊相连,组成同一台机车的两司机室之间的通道。
车体所用质料考虑包管机车能在一4O℃低温情况事情。
每节机车有两台Bo动力转向架。
转向架主要由构架、轮对、驱动装置、一二系悬挂装置、低位牵引杆装置(转向架与车体联接装置)、轮盘底子制动装置和转向架辅件等部门组成。
转向架完全满足可交换和模块化的要求。
转向架构架由两根侧梁、一根牵引梁和两根端梁组成。
每一端梁上装有两套单位式制动夹钳。
轮对由整体车轮和铸造车轴组成,每个车轮上安装有两个盘形制动的制动盘。
电机悬挂接纳抱轴方法。
齿轮箱接纳铝合金质料,一、二系悬挂均接纳钢制卷簧,机车实现23t与25t轴重转换时须对一、二系悬挂作简朴的调解。
机车设备部署接纳模块化的结构,以便有效地缩短维修、组装时间,使系统和部件能独立的在机车外进行预组装和预试验。
机器间内设备沿车内中间走廊两侧平行部署,接纳导轨安装方法牢固,两节车除生活设施和通讯信号设备外,其余设备和部署相同。
机器间内布管和布线接纳预布式中央管排和中央线槽方法,中央管排和线槽安装在中央走道下,美观且便于生产和维护。
驱动系统的动力线则安装在走道两边的设备安装架内,使动力电缆与控制及信号线有机的分散,以包管电系统的可靠性。
主变压器接纳卧式悬挂,并与机车蓄电池柜一起吊装在机车两转向架之间的底架下。
车顶高压电器会合安装在靠后端的一块运动顶盖和后端墙上牢固顶盖上。
通讯用的天线设备分别安装在司机室顶和其它几块运动顶盖上。
司机室的设备部署切合范例化司机室的要求、同时适应于单司机利用。
两端司机室接纳相同部署。
机车冷却通风系统为独立式通风系统,机车运行时机器间保持微正压工况,整车的通风可分为4个部门:
牵引电机通风系统;
变压器、变流器冷却用油水冷却塔通风系统;
帮助变压器柜及车内通风系统;
司机室空调通风系统。
4个通风系统相互独立,互不影响。
机车每节车都装有一台螺杆式压缩机、一台双塔干燥器、两个500L的主风缸,这些设备组成机车主风源系统。
压缩机生产的高压风经干燥器干燥净化后送入主风缸。
1.4HXD2型电力机车技能特性
HXD2型机车接纳尺度化、模块化设计,每台机车由两节单端司机室的四轴车牢固重联而成,机车车身接纳整体承载式焊接车体结构,无横梁框架式波纹板侧墙,中间走廊,整体独立通风系统;
漫衍式微机网络结构控制;
轴式2(Bo-Bo);
机车轴重按25吨设计,去掉车内压铁可实现机车轴重23吨的转换;
接纳转动抱轴式电机悬挂,异步牵引电机,IGBT水冷变流机组,牵引传动控制系统为独立轴控方法,单轴功率为1600kW,机车总功率为9600kW,是中国铁路所有既有机车中单轴功率最大的机车。
可单机牵引7,000吨重载列车;
机车具备多机无线重联远程同步控制功效,三机重联满足20,000吨以上重载列车的牵引要求。
机车在-40℃情况条件下可正常存放,接纳加温和防寒步伐后可正常运用。
1.5HXD3型电力机车特性
HXD3型这款机车使用了Co-Co六轴,即前后各一三轴转向架、每轴装有一台1,200kW交换牵引电动机,整车输出功率为7,200kW。
1.6HXD1同类型电力机车生长历史
2004年铁道部为实现中国铁路《中恒久铁路网筹划》,确立了“引进先进技能,联合设计生产,打造中国品牌”的目标,推进铁路机车车辆装备现代化。
2004年12月,铁道部与中国南车团体株洲电力机车及德国西门子签约,订购180辆八轴大功率货运机车,该条约总值73.4亿元人民币。
由株洲电力机车制造的首辆机车于2006年11月8日出厂,车辆编号为DJ40001A及0001B。
在出厂初期,媒体曾称之为“神龙号”。
首两组机车在出厂后不久,其型号改称为“调和型”(HXD),车辆编号也改为HXD10xxx。
其时是中国铁路既有机车中功率最大的交换电传动电力机车。
截至2007年年底,株洲厂共制造120多台HXD1型机车,其中2007年度出厂的有110台。
截止2009年,HXD1型机车累计生产了220台。
HXD1型机车自2007年交付太原铁路局湖东机务段运用,主要用于大秦铁路,牵引运煤重载货运列车。
HXD1型机车双机可牵引两万吨重载组合列车。
2009年5月,连接大同至包头的大包铁路完成电气化工程,有关方面为该线引入HXD1型机车。
由湖东机务段配属的调和1型电力机车交路延伸至大包线。
铁道部于2007年8月18日再与株洲电力机车及西门子签约,订购500辆六轴机车。
以EuroSprinter电力机车为原型研制,条约总值凌驾3.34亿欧元。
新车型号被定为HXD1B型。
2008年11月,铁道部取消了40辆HXD1型机车订单,并要求株洲电力机车立即停止生产该型机车,原因不明
HXD2型机车是中国铁路由中外企业联合研发的交换电传动电力机车之一。
2004年6月11日,中国北车团体大同电力机车与法国阿尔斯通公司签署了技能转让及互助生产框架协议;
2007年3月12日,大同电力机车和阿尔斯通公司联合得到了铁道部的采购条约,订单为数180辆,条约总值3.745亿欧元。
其中,首12辆(HXD20001~HXD20012)在法国贝尔福的工场制造;
36辆(HXD20013~HXD20048)以散件形式付运,由大同电力机车组装;
其余132辆(HXD20049~HXD20180)均为“国产化”版本。
首辆HXD2型机车于2006年12月从法国装船,于2007年1月21日运抵中国天津港。
2007年5月18日,首台海内组装HXD2型机车在大同电力机车下线。
至2008年12月,全部180台HXD2型机车交付完毕。
HXD3型大连机车于2001年起就开发大功率交换传动货运电力机车进行研究,由于其时中国缺乏制造IGBTVVVF牵引逆变器等技能,因此大连机车选择与日本东芝互助研制新型机车,并于2002年9月创建合资公司,东芝提供机车的牵引逆变器及控制系统,并筹划在全国电气化铁路范畴内使用这款机车。
1.7交换电力机车和直流电力机车的比力
图1-2韶山8型直流电力机车
1.技能特点
韶山8型电力机车吸收了韶山5型电力机车的技能和经验,是工频交换晶闸管相控电力机车,机车连续功率3600千瓦,最高运用速度170公里/小时。
机车主电路接纳不平分三段半控桥式整流电路、晶闸管相控调压,转向架电机并联独立供电、牵引电机无级磁场削弱,可实现包罗恒功区的全无级调速特性。
机车动力制动为加馈电阻制动,制动功率2700千瓦。
2.生长历史
在1998年中生产了韶山8型2001、2002号两台试验车。
1998年6月26日,株机厂与郑州铁路局互助,在陇海铁路郑州至三门峡区段进行了试验。
但其试验结果不如接纳Bo-Bo-Bo轴式的韶山7C型机车,也使株洲厂失去了在陇海线客运提速机车选型中的订单。
而2001号和2002号机车也被重新改回原来最大速度170公里/小时的结构,并配属北京铁路局原石家庄机务段。
至2007年,这两台机车被调拨到上海铁路局上海机务段。
3.交换电力机车和直流电力机车的比力
直流电力机车的配景:
电力机车自己不带原动机,靠担当打仗网送来的电流作为能源,由牵引电动机驱动机车的车轮。
电力机车具有功率大、热效率高、速度快、过载能力强和运行可靠等主要优点,并且不污染情况,特别适用于运输繁忙的铁路干线隧道多,坡度大的山区铁路。
4.直流电力机车根本特点
直-直流电力机车接纳直流制供电,牵引变电所内设有整流装置,它将三相交换电酿成直流电后,再送到打仗网上。
因此,电力机车可直接从打仗网上取得直流电供应直流串励牵引电动机使用,简化了机车上的设备。
传统的直流电力机车其供电电流经受电弓和调压电阻直接进入牵引电动机。
这种机车电工设备少,技能简朴;
由于接纳直流供电,对电网和沿线没有滋扰,打仗网电压低,功率也较小,遍及用于工矿的运输中。
缺点;
直流制的缺点是打仗网的电压低,一般为l500V或3000V,打仗导线要求很粗,要消耗大量的有色金属,加大了建立投资。
5.交换电力机车简介
接纳交换牵引电动机的交换传动电力机车,按其牵引电动机的性质还可分为单相整流子电动机电力机车、笼式电动机电力机车、同步电动机电力机车等。
中国的交换电力机车目前为直流传动电力机车,打仗网电压为单相工频25kV,功率为3200~4800kW,用于干线电力牵引。
80年代研制的“韶山”4型交换电力机车,功率为6400kW,最大牵引力628kN,最高时速达100km/h,机车总效率大于82%,功率因数高于0.85
6.交换电力机车相比直流电力机车的特点
交换电力机车由于打仗网供应的是交换电,因此在牵引变电所中不需要整流装置,比直流电力机车供电设备简朴、经济。
交换打仗网的电压高、电流小、所需的牵引变电所因距离加大而数量淘汰,故比直流供电系统更为经济,同时机车的功率也大为提高。
因打仗网电压高、电流小,打仗点的用铜量和损耗都相对减小。
7.交换机车鼠笼牵引电动机
用鼠笼牵引电动机驱动的交换电力机车,因鼠笼电动机简朴、可靠、造价低、重量轻、体积小、易于维护检验、防潮和抗有害气体性能好、牵引特性硬等优点,可以防备机车轮对和钢轨间的打滑(空转),运行部门的牵引特性又可调治成恒功率性能。
最大水平地利用了机车上机电设备的功率。
因此,这种电力机车具有重载、高速、可靠等特点,是电力机车的生长偏向。
第2章HXD1型电力机车设备部署
2.1
机车车体
图2—1机车车体
机车车体接纳整体全钢焊接结构,包罗:
底架、侧墙、司机室、隔墙等。
车体顶部装有4个可拆卸的顶盖。
车体侧墙上部结构设有带过滤器的通风风道。
车钩及缓冲器安装在底架的两端。
车体侧梁每侧设有4个检验作业用的吊车销孔。
车体侧构底部设有4个架车支承座和供检验用的4个支承点,在车体支承座架起距轨面高度不凌驾2500mm的条件下,转向架和主变压器可从车体下推出。
在机车检验库内,天车吊钩距轨面高度到达9,000mm的条件下,能把机车车体内各屏柜和部件单独吊入和吊出。
2.2司机室
司机利用台(4)的设计切合人体工程学原理,部署为左手边控制,由司机侧和副司机侧组成。
在利用台前设有两把高度可调治的座椅
(2),也可向前和向后调治座椅。
在司机室司机侧后墙柜和副司机侧后墙上牢固有另外两把可折叠的座椅。
在机车前部装有前窗刮雨器。
2个受电弓及绝缘子2个高压断绝开关1个高压电压互感器1个真空主断路器1个接地开关1个避雷器一个登顶门1个高压电缆组成母线及支撑绝缘天线。
2.3受电弓:
通常,每台机车只升一个受电弓如图3—2所示。
双弓模式运用是一个例外。
整台机车升起的受电弓的选择由CCU完成。
选择取决于受电弓选择开关的位置和高压回路可能出现的妨碍。
只有当HVB断开和受电弓降下了,改变受电弓模式才是有效的。
如果HVB是合上的大概受电弓是升起的,改变受电弓模式是无效的,HMI应显示相应信息。
在HVB断开和受电弓降下后,新的模式将是有效的。
在
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- HXD1 型交传 电力机车 电气 原理 分析 故障 处理