韶山Ⅲ型电力机车重联控制研究.docx
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韶山Ⅲ型电力机车重联控制研究
韶山Ⅲ型电力机车重联控制研究
研究生:
导师:
北京交通大学机械与电子控制工程学院
年月
摘要(中文)
SS3型电力机车重联控制系统中所说的机车重联牵引与一般意义上的机车重联牵引不同。
一般意义上的机车重联牵引,由于是个别控制,难以达到牵引和制动的均匀和同步控制,重联控制系统可以在重联双机的任一个机车上实现两机车牵引和制动的均匀和同步控制,以最大限度地发挥牵引效率。
SS3机车采用大功率硅整流管和晶闸管组成的桥式全波整流电路。
调压整流电路是晶闸管级间平滑调压系统及采用恒流限压控制,使机车具有无级加速特性。
SS3机车重联控制系统的设计必须充分考虑到与原机车电气线路及部件的兼容性,尽可能不改变单机原电气控制线路的逻辑性,使设计后的电力机车既能重联运行,也能单机运行,单机操作时的单机性能不发生任何变化。
两台电力机车重联以后,在任何一台机车的任意一个司机室均能方便的控制所有重联机车的运行,实现两台电力机车协调一致地进行牵引和制动。
另外,重联控制系统的设计尽可能简单,以方便司乘人员掌握和操作。
重联控制系统的设计与研究与SS3电力机车控制的特点结合比较紧密。
首先是考虑到了重联两机车中的任何一台机车电器动作的快慢不能影响另一台机车上电器的正常动作次序。
其次是在控制电路中很好的避免迂回电路的产生,因为它们可能引起机车上电路电器的误动作。
对于SS3电力机车在双机重联牵引时,调速电路中两位转换开关的控制、整备电路中受电弓的升降以及制动电路中撒砂的控制都有一定的特点,与电力机车不同端联挂有关。
因此,重联控制系统设计方案中必须考虑适应同车端和不同车端两种连挂方式。
电力机车重联控制过程中,为保证发挥最大牵引力,要求两台机车必须是有相同的运行速度,也就是要求两台机车有相同的运行级位。
SS3电力机车是采用调压开关分接成8级步进和级间通过电子电路恒流调压调速的方式进行速度调节控制,这种调速方式的重联控制在国内尚居首次,重联控制设计与研究过程中很好的解决了调压开关级位转换时重联两机车的同步问题,实现了调压开关的无电弧转换。
重联控制系统完成了五个部分控制的内容,一是机车整备控制,即完成机车起动前的各项预备性操作,如升受电弓、合主断路器、起动各辅机等。
二是机车调速控制,完成机车工况选择、运行方向选择及速度调节的重联控制。
三是机车保护控制,即保护与机车主电路、辅助电路有关的执行重联控制。
四是信号显示的重联控制。
五是电空制动的控制,即DK-1制动机的控制。
重联控制方案在成都铁路局遵义机务段所辖的两台SS3电力机车上进行工程施工、调试和试运行,获得初步成功,效果反馈很好。
目前,该方案正在试运行过程中逐步走向完善。
关键词:
电力机车控制电气线路重联
摘要(英文)
Couplingandtractionofdouble-headedcontrolsystemofSS3electriclocomotiveisdifferentfromgeneralmeaning.Generally,itishardthattractionandbrakeactevenlyandsynchronouslyduetotheindividualcontrol.Allthiscanrealizeinanyofthetwodouble-headedlocomotivesoastoextractitsmaximumtractionefficiencywhenusingthedouble-headedcontrolsystem.
SS3electriclocomotiveadoptshigh-powersiliconrectifierandthyristorcomposingbridgerectificationcircuit.Adjustingvoltagerectificationcircuitadoptssmoothingadjustvoltagesystemamongthegradesofthyristorandconstantcurrentlimitcontrol,sothelocomotivepossesssteeplesaccelerateperformance.ThedesignoftheSS3double-headedcontrolsystemmustbeconsideredenoughaboutcompatibilityofformerlocomotiveelectricalcircuitandcomponent,andunchangedtheformerelectricalcontrolcircuitlogicalityofsinglelocomotiveasfaraspossible,sothelocomotivecanrunsinglyaswellasindouble-headedmodeafterredesigning.Theperformanceofthesinglelocomotivehasn’tanychangewhensinglelocomotiveisoperated.Runningofdouble-headedlocomotivecanbecontrolledconvenientlyinanyofthedrivingcabsofeachlocomotiveindouble-headedmode.Besides,double-headedcontrolsystemshoulddesignassimpleaspossiblesothatthedriverscangraspandoperateconveniently.
ThedesignandresearchofSS3double-headedcontrolsystemcombinewithSS3locomotivecontrolperformanceverytightly.First,itconsidersthatthemovementspeedofanylocomotiveofthetwodouble-headedlocomotivecannotinfluencethenormalsequenceoftheelectricalequipmentinanother.Second,itcanavoidengenderingroundaboutincontrolcircuit,whichcancausemis-operatingoftheelectricalequipmentoflocomotive.
Thecontrolofthetwoplaceconvertswitchinginspeedgoverningcircuit,ascendanddescendofpantographinpre-workingcircuitandcontrolofcastingsandinbrakecircuit,allthesehavetheircertaincharacteristicsthatwasrelatedtodifferentendhangingofunit.Sothedesignofdouble-headedcontrolsystemmustbethoughtaboutdifferentmodeoflinkingup:
coupledatthesameendoratthedifferentend.
Duringtheprocessoflocomotiverunninginthedouble-headedcontrolmode,thetwolocomotivesarerequiredtorunatthesamespeedsoastoextractitsMax.tractionforce,itrequirestwolocomotiveshaveidenticalrunninggradealso.SS3locomotiveadoptsadjustingpressureswitchthatisconnectedwitheightsteppinggradesvoltageandthewayofconstantcurrentpressureadjustingandspeedregulatinginelectroncircuittocontrolthespeedamonggrades.Suchmethodindouble-headedcontrolisusedasfirsttimeinhome.Thedesignandresearchofdouble-headedcontrolsolvetheproblemofsynchronizationofdouble-headedlocomotivewhenadjustingpressureswitchconvertsamonggrades,andrealizenon-arcconvertingofadjustingpressureswitch.
Double-headedcontrolsystemfulfilltheworkaboutfivepart:
first,thecontroloflocomotive’spre-working,thatisoperatingofpreparationbeforelocomotivesstartmoving,suchaselevatingpantograph,closingmaincircuitbreaker,startingeveryauxiliaryengineandsoon.Second,thelocomotive’sspeedadjustingcontrol,thatfinishdouble-headedcontroloftheselectionoflocomotivesworkingcondition,runningdirectionandadjustingspeed.Third,thelocomotivesprotectivecontrol,thatisprotectivedouble-headedcontroltowardsmainandassistcircuit.Forth,thedouble-headedcontrolofsignalshows.Fifth,electricalairbrakecontrol,itiscontrolofDK-1brake.
Thedesignofdouble-headedcontrolhasfinishedengineeringconstruction、preliminarytestandtestrunontwoSS3locomotivesbelongtoZunyidepot,Chengdurailwayoffice,andhaselementarysuccessandgoodeffect.Atthemoment,theprojectisbeingperfectedstepbystepinprocessoftestrun.
Keywords:
electriclocomotive,control,electriccircuit,double-headed
目录
第一章绪论………………………………………………………..1
1.1课题的来源和背景………………………………….……………1
1.2重联控制系统的设计原则………………………………………1
1.3重联控制系统的特点……………………………….……………1
1.4重联控制系统的基本原理………………………….……………2
1.5重联控制系统所完成的主要工作任务…………….……………3
1.6重联装置组成……….………………………….…………………3
第二章SS3型机车电气线路…………….………………….…….3
2.1电路分类…………….………………………….…………………3
2.2主电路…………….………………………….……………………4
2.3辅助电路………….………………………….…………………..14
2.4控制电路(电子电路)……………………….…………………18
第三章SS3机车整备电路的重联控制……………………………25
3.1受电弓的重联控制………………………………………………..25
3.2主断路器的重联控制………………………………..……………26
3.3劈相机的重联控制………………………………….……….…...27
3.4空压机的重联控制………………………………….……………28
3.5通风机重联控制…………………….……………….…………...29
3.6制动风机重联控制………………………………….…………….30
第四章调速控制电路的重联控制………………………………..30
4.1位置转换开关的重联控制………………………….…………….31
4.2磁场削弱的重联控制……………………………….…………….33
4.3二级电阻制动和制动保护的控制………………….…………….34
4.4线路接触器的重联控制…………………………….…………….35
4.5调压开关升降控制……………………………………………….35
4.5.1调压开关升位重联控制………………………..……………36
4.5.2调压开关降位重联控制……………………….…………….38
第五章保护电路重联控制…………………………………..…...39
5.1机车过流保护重联控制………………………………………….40
5.2机车接地保护重联控制………………………………………...40
5.3调压开关卡位保护……………………………………………...41
5.4机车零位保护……………………………………………………41
5.5制动保护…………………………………………………………41
5.6牵引电动机超压保护……………………………………………42
5.7紧急制动支路的重联……………………………………………42
5.8主断路器断支路问题…………………………………………….42
第六章信号控制电路的重联………………………………..…42
6.1主过流信号的重联控制…………………………………………43
6.2接地、零压信号的重联控制……………………………………43
6.3辅机过流信号的重联控制………………………………………43
6.4级位信号的重联控制……………………………………………44
6.5主断路器的重联控制……………………………………………44
6.6电子、油流信号的重联控制……………………………………44
6.7调压开关级位显示……………………….……………………45
第七章电空制动系统的重联控制………………………………..45
7.1DK—1型电空制动机的作用原理………………………………45
7.2制动重联装置的组成……………………………………………45
7.3制动重联控制的作用……………………………………………46
7.4重联控制作用原理………………………………………………46
7.5操作程序…………………………………………………………47
工程实现………………………………………………………………48
致谢……………………………………………………………………..48
参考文献………………………………………………………………..48
期间发表的论文………………………………………………………..48
附表
SS3机车重联控制系统主要符号表
序号
代号
名称
型号
数量
1
1~2CQA
充气按钮
LA19-11(绿)
2
2
1~2XCA
消除按钮
LA19-11(绿)
2
3
1~2JTA
警惕按钮
LA19-11(红)
2
4
1~2JZA
紧急制动按钮
LA19-11(红)
2
5
1~2DZA
低速制动按钮
LA19-11(红)
2
6
1~6ZC
制动电空接触器
TCK7B1500V600A
6
7
1~6XC
线路电空接触器
TCK71500V600A
6
8
LC
励磁电空接触器
TCK7C1500V600A
1
9
11~61CC
11~62CC
磁场消弱电空接触器
TCK7B1500V600A
12
10
1~2PXC
劈相机接触器
CJ8Z-150Z110V
2
11
1~2YDC
压缩机接触器
CJ8Z-150Z110V
2
12
1~2FDC
牵引风机接触器
CJ8Z-150Z110V
4
13
1~2ZFDC
制动风机接触器
CJ8Z-150Z110V
2
14
QRC
起动电阻接触器
CJ8Z-150Z110V
1
15
BDC
变压器油泵接触器
CJ8Z-150Z110V
1
16
BFDC
变压器风机接触器
CJ8Z-150Z110V
1
17
1SDC
伺服电机正反转接触器
CZ5-11-00/33
1
18
2SDC
伺服电机接触器
CZ5-22-10/22
1
19
QD
主断路器
TDZ1-200/25
1
20
1~2SD
受电弓
TSG1-600/25
2
21
1~2JDXD
接地信号灯
QS30-1数字管
2
22
1~2QDXD
主断路器信号灯
QS30-1数字管
2
23
1~2KXD
电子控制信号灯
QS30-1数字管
2
24
1~2ZGXD
主电路过流信号灯
QS30-1数字管
2
25
1~2FGXD
辅助电路过流信号灯
QS30-1数字管
2
26
1~2WXD
级位信号灯
QS30-1数字管
2
27
TYF
调压阀
S-16
1
28
JZF
紧急制动阀
TFK1B-110
1
29
1~2YQF
压缩机超动电空阀
TFK1B-110
2
30
1~2ZFF
制动电阻出风口电空阀
TFK1B-110
2
31
BHF
保护阀
TFK1B-110
1
32
1~2WHQY-F
位置开关(牵引)阀
TFK1B-110
2
33
1~2WHZ-F
位置开关(制动)阀
TFK1B-110
2
34
1~2WHQ-F
位置开关(向前)阀
TFK1B-110
2
35
1~2WHH-F
位置开关(向后)阀
TFK1B-110
2
36
LC-F
励磁接触器电空阀
TFK1B-110
1
37
11,12CX-F
61,62CX-F
磁场削弱接触器电空阀
TFK1B-110
4
38
1,6ZC-F
电制动接触器电空阀
TFK1B-110
2
39
1~6XC-F
线路接触器电空阀
TFK1B-110
6
40
1~2SD-F
受电弓电空阀
TFK1B-110
2
41
1~2WH
位置转换开关
JKH3500A/1500V
2
42
ZJDJ
主接地继电器
TJJ2-18/21
1
43
1~2QFJ
牵引风速继电器
TJV1-7/10
2
44
1~4ZFJ
制动风速继电器
TJV1-7/10
4
45
1DYJ
劈相机起动继电器
ZS13-500-00
1
46
2~9DYJ
电子柜电压继电器
DZ144(JTZ1-33)
8
47
1FYJ
风压继电器
TJY3-1.5/11
1
48
2FYJ
风压继电器
TJY3A-4.5/11
1
49
YLJ
油流继电器
TJV2-1/11
1
50
1~6QGJ
牵引过流继电器
TJJ2-18/20850V
6
51
1~2ZGJ
制动过流继电器
TJJ2-18/20420V
2
52
FGJ
辅助过流继电器
JL14-20J2800A
1
53
YGJ
网侧过流继电器
FL14-20J10A
1
54
GYSJ
过压时间继电器
JT3-12/31s
1
55
LYSJ
零压时间继电器
JT3-12/10.3s
1
56
KSJ
卡位时间继电器
JT3-12/31.5s
1
57
FSJ
风速时间继电器
JT3-21/31s
1
58
1PXSJ
劈相机时间继电器
JT3-12/31s
1
59
2PXSJ
劈相机时间继电器
JT3-12/53s
1
60
1~2YSJ
压缩机时间继电器
JT3-12/53s
2
61
1~3QFSJ
牵引风机时间继电器
JT3-12/53s
3
62
ZFSJ
制动风机时间继电器
JT3-12/53s
1
63
FJDJ
辅助电路接地是中间继电器
JZ15-44Z
1
64
YZJ
预备中间继电器
JZ15-44Z
1
65
SZJ
升位中间继电器
JZ15-44Z
1
66
JZJ
降位中间继电器
JZ15-44Z
1
67
FZJ
恢复中间继电器
JZ15-44Z
1
68
YGZJ
网侧过流中间继电器
JZ15-44Z
1
69
FGZJ
辅助过流中间继电器
JZ15-44Z
1
70
PXZJ
劈相机中间继电器
JZ15-44Z
1
71
LYZJ
零压中间继电器
JZ15-44Z
1
72
LCZJ
励磁中间继电器
JZ15-44Z
1
73
TK
调压开关
TKT3-1550/3300
1
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