HXDC型电力机车网络控制系统

HXD3C电力机车列车供电控制系统设计开发及技术特点简析摘要：随着我国生产力的不断发展，促进了许多相关行业的快速发展，当前在 HXD3C 电力机车方面发展比较迅速，在这个过程中列车的供电控制系统有了比较长足的发展，这对于相关行业的发展和进步，有着非常积极的影响。

本文对HXD3C 的电力机车列车供电控制系统设计和开发进行了简单的介绍，同时也对相关的技术特点进行了分析，希望可以为HXD3C 电力机车列车供电控制系统发展起到一些积极的作用。

关键词：HXD3C电力机车；供电控制系统；设计；开发；技术；分析当时间进入到了二十一世纪以来，我国铁路经过了几次大提速，这也促进了我国铁路行业的快速发展，当前在电力机车列车方面，相关技术也有了很大程度提高，尤其是电力机车的供电系统得到了很大程度的发展，可以向旅客列车直供电了，而且这方面的研究和应用也越来越广泛。

虽然交直电力机车列车的供电和控制系统已经在 SS9和SS8 等机车上使用多年，但是在相关技术和设计方面还需要进一步提高，尤其是现场运用时，如何使系统更加的成熟和可靠，是相关工作人员比较关注的问题。

但是当前的实际情况是，受到当时技术和条件以及相关工艺水平限制，存在了一些问题，比如功能相对比较简单和信息化程度较低，还有部分器件采购比较困难等情况，这些问题已经影响了电力机车的发展，也与当前的发展形势产生了一定冲突，基于这样的情况相关的研究人员应根据目前发展实际需要，采取妥善办法对这些问题进行解决。

为了更好地保证电力机车和列车的供电系统稳定可靠，应当加强设计和开发方面的研究，才能保证列车的运行安全，因此要提高HXD3C 电力机车列车供电控制系统的设计水平，才能更好地促进机车技术的创新和发展，充分地满足现实需要。

1技术优化和改进的基本原则在列车的系统当中，供电控制系统是重要组成部分，随着相关技术的不断改进升级，在HXD3C 电力机车列车中如何有效地提高供电控制系统水平，并且在充分吸收原有技术和供电控制系统设计优点的基础上，通过总结经验极大地优化和改进了相关技术，并结合以往列车在运行当中出现各种问题，制定了有效应对措施，并在新设计的列车供电控制系统中，有效地解决了这些存在。

HXD1C型电力机车重联操作方法1、机车外部联挂机械重联1.松开夹持装置，在车钩框内手动轻轻提起操作杆，这样操作杆的方头就从夹持装置松开。

2.将操作杆向上旋转，在钩舌打开的情况下，牵引机车低速朝向第二台静止机车直到车钩钩舌接触。

3.将操作杆转向下，直到操作杆的方头卡在支架内。

4.机车机械重联完成，钩舌锁死。

图11：平均管 2：总风管 3：列车管 4：截止阀 5：操作杆 6：固定板气路连接机车（前部和尾部）装配有一个列车管连接（HL）、一个总风管1 2312456连接（HBL）和两个平均管连接（BAL），它们都安装在车钩附近。

分别将需要重联的两台机车端部对应的平均管、总风管和列车管相连接上即可。

各风管的位置分布如上图1所示。

电气连接用相应的重联电缆位置2连接UIC插座（位置1），具体如下图2所示：12图2外重联电缆连接的步骤：1.按下插座盖上的卡爪如下图3位置3，搬动盖组件到最大。

2.在插头和插座连接时，先将插头上的凸键对准插座上的凹键往前推，推到不动为止。

3.顺时针旋转连接套，旋转时会听到“咔嗒、咔嗒”响声，表明插头与插座已经正确连接，插头插座已经锁紧。

4.分离时，按下连接套上的棘爪（如下图3、位置4），并逆时针旋转连接套，插头、插座就会很顺利的分离。

34图32、机车之间的重联两台车重联，按以下步骤进行：1.完成机械、气路、电路连接。

2.打开已连接软管的截止阀（图1）。

3.闭合重联机车控制电源柜面板上的蓄电池自动开关，其余各自动开关情况与机车在本务模式下完全一样。

4.将制动机上重联塞门（）打到重联位（红色手柄横过来）（图4）。

（仅针对法维莱制动机）图45.将重联车的的自动制动手柄推到“重联位”，单独制动手柄放运转位，制动系统其他部分的开关情况与机车在本务模式下完全一样。

6.将主控机车操纵端司机控制器钥匙开关打到闭合位。

7.机车配置显示在机车微机显示屏上。

检查本务机车是否可以检查到重联机车的状态，通过IDU观察基本页面、主数据页面等确认是否有通信不良的迹象，观察IDU故障列表是否有通信故障信息。

1）微机网络控制系统电力机车微机网络控制系统是一个典型的集散控制系统DCS（Distributed?Control?System ）。

DCS是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机、通信、显示和控制等技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活以及组态方便。

机车微机网络控制系统就是通过现场总线将不同的功能单元连接起来，在中央控制单元（CCU）的协调下，共同完成机车的控制工作。

根据机车车辆的特点和网络拓扑结构，车载网络的拓扑形式通常构造成两级或三级总线结构。

最高层为列车网，它用于与整个列车的重联控制和逻辑顺序控制相关的一些指令信息发布和状态信息反馈，实现多个车辆网的数据交换。

中间层为车辆网，它用于整个车辆网内部的智能电子设备的互连，实现本车厢内部的数据交换。

第三层为设备网，它直接与系统的检测传感器、执行机构相连。

根据拓扑需要，车载网络有时不需设备网，只使用列车网和车辆网。

工业现场总线种类繁多，用于列车网的现场总线主要有WTB、WorldFIP、工业以太网等，用于车辆网的现场总线主要有MVB、WorldFIP、LonWorks、CAN、工业以太网等，用于设备网的现场总线主要有CAN、MVB或RS485等。

（1）微机网络控制系统结构图5-20是机车微机网络控制系统拓扑图。

图5-20 微机网络控制系统拓扑图网络控制系统由中央控制单元（CCU）、牵引控制单元（TCU）、司机显示单元（HMI）、远程输入输出模块（RIOM）、制动控制单元（BCU）、辅助控制单元（ACU）、网关（GW）等组成。

①网关（GW）：负责列车网络和车辆网络之间的数据传输。

②中央处理单元（CCU）：既可以完成网络的总线管理功能，也可以完成网络控制系统的中央处理功能，即实现车辆控制功能，主要功能包括：设备监视（自诊断功能）、总线管理、机车逻辑控制、机车牵引/制动特性控制、轴重转移补偿控制、自动过分相控制、空电联合制动控制等功能。

HXD3C电力机车列车供电控制系统设计开发及技术特点作者：邓林峰来源：《电子技术与软件工程》2018年第04期摘要从HXD3C电力机车列车供电控制系统与原交直电力机车列车供电控制系统的比较出发，介绍HXD3C电力机车列车供电控制系统设计开发的技术特点及为贯彻简统化、模块化、系列化所采取的措施。

HXD3C电力机车列车供电控制系统产品已在现场投入使用，其性能日臻完善并得到验证。

【关键词】HXD3C电力机车列车供电控制系统技术特点从2004年4月铁路第五次大提速开始，电力机车列车供电系统向旅客列车进行直供电的运用越来越广泛。

尽管交直电力机车列车供电控制系统已在SS9、SS8等电力机车上大规模推广使用多年，现场运用成熟、可靠，但是受制于当时技术条件和工艺水平的限制，存在功能简单、信息化程度不高、部分器件采购困难等缺点，已不适应目前形势的发展需要。

为保证电力机车列车供电系统的可靠运行质量，保证旅客列车的运行安全、舒适，因此在HXD3C电力机车上对列车供电控制系统进行变革改进符合机车技术进步及现实的需要。

1 技术改进及优化的原则作为列车供电控制系统的改进升级产品，HXD3C电力机车列车供电控制系统充分吸收了原交直电力机车列车供电控制系统的设计优点和成功运用经验，并考虑以往运行中出现的问题以及后续采取的措施，一并在新设计的HXD3C电力机车列车供电控制系统中加以解决。

为满足HXD3C电力机车技术进步的需要，整个列车供电控制系统设计中充分利用了当今先进的计算机控制技术，采用了新的电子元器件及新工艺，贯彻简统化、模块化、系列化的设计思想，提高产品的质量和技术含量。

2 技术特点2.1 系统架构优化在HXD3C电力机车列车供电控制系统的开发设计中，借鉴了原列车供电控制系统的设计思想，并对系统架构和功能模块进行了优化。

HXD3C电力机车列车供电控制系统包含了开关电源、供电控制、脉冲分配等5个基本通用模块，采用A/B两组冷备冗余设计方式，并利用外部网卡实现与HXD3C电力机车TCMS系统通信，可实现DC600V列车供电系统的特性控制、整流控制、故障保护等功能。

HXD3C电力机车操作及途中故障应急处理HXD3C 机车操纵要点一、升弓前准备1.确认总风缸压力在600kPa 以上，机车闸缸压力在300kPa 止轮器放置牢固，确认机车前或后受电弓不得停于“分段绝缘器”下方。

2.当总风缸压力低于550kPa 时，可手按制动柜上辅助压缩机按钮将 控制风缸压力泵至600kPa 以上在升弓。

3.当总风缸压力低于450kPa 时，可将机车电钥匙打开，将受电弓开 关板至前或后弓位辅助压缩机开始泵风，当控制风缸压力达到 750kPa 时，辅助压缩机停止工作，再断开受电弓开关，进行升弓。

二、HXD3C 机车升弓前绝缘检测方法：HXD3C 机车是采用电子式单相交流电能表来检测感应网压（1）电子式单相交流电能表位于HXD3C 型机车控制电器柜中，该表分为DDJB 型（见图二）和JTDB-C 型（见图一）两种型号，两种型号操作及界面基本相似。

（2）按▲或▼按键将显示界面切换到“电压”显示界面，可看到此时的感应电压值，感应电压不得低于150V 。

图一 图二（3）先确认网压表为0,车顶无异状，TCMS 屏上无受电弓故障显示后再将受电弓开关板至前或后弓位，确认受电弓升起正常后，确认网压在19～29KV 范围内，再合主断，确认TCMS 屏上控制电压1.按压此健2.确认此电压值1.按压此健2.确认此电压值表显示110V左右，再合空压机开关泵风。

三、操作微机显示屏触摸开关，使显示屏打开如下画面进行相关检查1.将换向手柄置前位，APU1开始工作，牵引通风机、复合冷却装置通风机应开始软起动。

2.牵引/制动主画面：检查机车有无故障信息记录，机车当前状态显示是否正确。

3.变流器画面：检查变流器的频率、充电接触器PSU1、PSU2的工作是否正常。

4.开放状态画面：检查1-6位牵引电机,APU1、APU2，无人警惕，轮缘润滑，是否正常工作和有无故障切除。

5.开关状态画面：检查相关开关、接触器、断路器是否工作正常。

HXD3C机车列车供电系统使用及应急处理1、问题引出旅客列车上除了照明，还有很多用电的设备。

尤其是近几年研制的新型快速列车、准高速列车更是增加了空调装置、车门集中遥控、粪便集存密封处理、燃油及电热两用取暖装置等电气设备，最大用电量高达400kW。

第一代列车供电装置。

就是客车的底架或转向架上吊挂的发电机。

发电机通过皮带与安装在车轴上的皮带轮连接，当列车运行时，车轮滚动，由皮带带动发电机转动而发电，供应车上各种电器具使用。

这种靠车轮转动，通过皮带带动发电机发电的供电方式，称为车轴发电机式供电。

中国铁路列车曾广泛采用这种供电方式。

这种供电方式的发电装置，运用数量最多的是J型三相交流感应子发电机，其发电量只有5kW，显然不适于用电量大几百倍的新型空调客车。

第二代列车供电装置。

新型空调客车采取的供电方式是集中式供电，就是在列车中的某一节车厢内设置发电站，向整个列车供电。

即发电车，发电车是再列车中安装柴油发电机组，构成列车发电站。

列车发电站的工作由专门的配电盘控制，发电站发出的电，通过贯穿全列车的输电干线和专门的车端连结器，送到列车各节车厢。

第三代列车供电装置。

是在电气化铁道的列车牵引区段，由电力机车直接给列车供电，即电力机车将接触网供给的25kV，50Hz的单相交流电通过调压、整流变为列车可以直接使用的电源，这种供电系统，配线经济、发电量不受列车速度的影响、环保可靠，所以已经被广泛应用。

2、HXD3C型交流传动电力机车供电系统介绍2.1总体情况。

HXD3C 型机车是和谐型交流传动电力机车系列中首款适用于客货运两用车型，也是首种具备给列车供电能力的车型，HXD3C型机车牵引变压器内设置两组独立的AC860V供电绕组，DC600V供电装置将供电绕组输出的交流电压整流滤波成为直流600V向列车供电，每台机车设有两个独立的供电柜，每个供电柜的额定容量为 580kVA。

主电路采用相控整流电路（半控桥），输出端经过LC滤波电路输出高精度、谐波含量小的直流600V。

HX D1C型电力机车操作方法及考前须知株洲机务段京广北运用车间2021年11月前言为了改善铁路动力革新，铁道部新增一批和谐号机车，用于京广线大吨位的牵引任务。

为使我段平安、高效、优质的完成牵引动力的转型工作，结合和谐号电力机车的特性，我们本着实际、有用、实效、简学、易懂的原则组织编写了这篇《HX D1C型电力机车操作方法及考前须知》。

审编：段长李恪宜、总工李星光、副段长刘彬、陈积俊主持编写：彭国梁、胡震主要持笔编写人员：曹明坚、戴勇、吴珠华、陈海洋、邓毅、罗辉由于时间仓促，经验缺少，文中尚有诸多缺少之处，敬请广阔读者在实际工作中多提珍贵意见，以便今后进一步完善。

目录1、接班后升弓前机车检查考前须知2、升弓后的检查试验考前须知2.1制动机试验2.2高压试验3、机车换端、连挂操作方法及考前须知3.1机车换端操作3.2连挂作业操作4、始发站开车前的操作考前须知5、列车运行中操作考前须知5.1过分相操作：5.2警惕键使用：5.3关键站操作考前须知5.4定速操作6、机车故障应急处理6.1、受电弓升不起的处理6.2、主断路器无法闭合的处理6.3、牵引力无法给出时的处理6.4、电机故障时的切除方法7、库内机车停放操作考前须知7.1入库退乘作业7.2库内顶送机车作业8、机车附挂时操作方法及考前须知1、库内接班升弓前的检查及操作考前须知1)闭合电源柜面板上操作电源输出开关、停放制动开关、24V电源输出开关，确认蓄电池电压不低于77V。

2)低压柜上全部操作开关必须在竖直位，闭合全部自动开关。

3)翻开总风截断塞门A10及使用“蓝色〞钥匙开通连锁钥匙阀U99〔竖直位〕。

4)检查机车膨胀水箱水位正常，变压器油温油位正常，空压机油位不低于1/2、各仪表、显示屏画面及作用正常。

空气管路、制动器单元各切断阀门处在〞开〞位置。

检查第三方设备柜内全部设备开关在正常位。

5)检查机械间、车体外侧无人，鸣笛升弓，副班司机开门确认。

6)插入电钥匙后，将受电弓扳钮推向“升〞，机车在有风状态下自动升后弓，无风状态下，辅助压缩机自动打风直至满足受电弓升弓风压。

《电力机车网络控制系统的调试与维护》课程标准一、课程概述1.课程性质《电力机车网络控制的调试与维护》是高职铁道机车（中俄）专业针对铁路机车运用企业的机车乘务、机车整备、机车检修等关键岗位，对员工素质基本要求和对企业典型工作任务进行调研、分析后，归纳总结出来的为适应电力机车车辆网络控制系统的运用、组装及调试和维护等能力要求而设置的专业核心课程。

2.课程任务《电力机车网络控制的调试与维护》通过本课程与电力机车网络控制系统相关的实际项目学习，学生将掌握列车通信网络的组建及调试方法，及电力机车车辆网络控制系统的调试与维护方案。

从而满足企业对相应岗位的职业能力需求。

3.课程要求通过本课程40 课时的学习，学生不但能初步具备电力机车网络控制系统调试与维护的专业知识和专业技能，而且能够全面培养学生安全意识、责任意识、团队协作、表达分析等多方面综合素质，为今后成为合格的机车乘务员、机车检修员及机车整备员打下了坚实的基础。

二、教学目标1.知识目标（1）了解国内外列车网络控制技术的发展；（2）理解数据通信基础知识概念；（3）知道TCN 和MVB、WTB 总线知识结构；（4）掌握机车微机控制系统的结构和原理；（5）熟悉常见的列车通信网络技术及相关产品；（6）了解TCN 和微机控制技术在电力机车上的应用。

2.能力目标（1）掌握机车车辆智能设备与控制系统的关系；（2）能够绘制并解读机车车辆网络控制系统的拓扑结构图；（3）掌握列车通信网络标准及其在不同列车车辆中的应用；（4）了解机车车辆网络控制系统的经典产品及相关企业；（5）可以画出机车车辆网络控制系统的装配与调试流程；（6）能够说出机车车辆网络控制系统的装配工艺要求。

3.素质目标（1）培养学生安全、责任意识；（2）独立分析问题、解决问题的能力；（3）具有综合创新能力；（4）良好的沟通能力及团队协作精神；（5）培养学生勇于创新、敬业乐业的工作作风；（6）基本生产组织、技术管理能力。