电力机车辅助电机资料

电力机车辅助电机维护与检修兰宝摘要：电力机车是一种集机械、电力、电子、微机控制、气动装置等许多部件于一体的机电设备，本身处于运动状态、振动冲击大；机车上的部件大都是高电压、大电流、大功率，电力电子变流装置与单相不对称牵引供电形成强大的电磁干扰；其运行中灰尘多、温度变化大、工作环境恶劣。

电力机车的电气部分即电力机车的各种电气线路，按其作用的不同，通常分为主电路、辅助电路和控制电路。

本文分析了电力机车辅助电机维护与检修。

关键词：电力机车；辅助电机；维护检修；由于电机的工作特点较为特殊, 因此在对电机进行检修时, 应按照我国的相关法律规范, 做好日常巡检工作, 并及时发现各种隐患, 确保电机能够正常运行。

因此，对于电力机车的电气保养和维护就显得格外重要。

一、意义电力机车是当前我国运输效率和运输能力最大的机车, 由于其具有启动快、速度快、效率高、低污染等实用性优点, 在运输中得到普遍应用。

但电力机车在运行过程中, 很容易产生一些问题和故障。

电力机车主要由车体、底架、缓冲装置、制动装置及电力设备组成。

电车在运行过程中, 各部分装置与构件会发生磨损、变形、老化或损坏, 当机车零件由于长时间耗损, 出现失效时, 便很容易发生危险。

所以, 为了保证电力机车行驶过程中的安全, 延长机车使用寿命, 对电力机车定期进行维护与检修是十分重要的。

二、机车常见故障类型在工作的过程中各个模块相互配合、有层次地协助，根据机车系统的特点，铁路机车的故障大致可分为以下四类：一是机械故障：转向架故障、车体故障、轮对故障、轴承故障等。

二是电气故障：牵引电机故障、受电弓故障、主变压器故障、牵引变流器故障、高压隔离开关故障、高压连接器故障、高压电压和电流互感器故障、避雷器和车顶绝缘子故障、辅助电路故障、辅助变流柜故障、辅助电气设备故障、微机控制系统故障。

三是空气管路与制动系统故障：风源系统故障、控制系统管路故障、辅助系统管路故障、制动系统故障。

第十一章辅助电机SS4型电力机车辅助电路系统是采用单相交流电源转变成三相交流电源供异步电动机工作的方式，由旋转式异步劈相机实现单—三相交流电源的转换。

主要辅助机械均由三相异步电动机拖动（升弓辅助压缩机组除外）。

SS4型电力机车上安装了下列辅助电机：1.YPX2-280M-4型异步劈相机两台（SS4型1~158号车用）；JP402A型异步劈相机二台（SS4改型机车用）；2.YFD-280S-4型牵引离心通风机电动机二台；3.YYD-280S-6型空气压缩机电动机二台；4.JD305型制动电阻轴流风机电动机四台5.JD306型主变压器双级轴流风机电动机二台(SS4型1~158号车用）；TZTF6.0F/JT61-2LA型主变压器轴流风机电动机二台（SS4改型机车用）；6.Y100L-Z型硅整流装置轴流风机电动机12台(SS4型1~158号车用,SS4改型机车取消)；7.TG1B80-200/10D-2型变压器油泵电动机二台。

这些辅助电机应能在下列条件下正常工作：1.单相电源电压在270~460V（相当于电网电压从19~29kV）范围内波动。

2.由异步劈相机供电系统带来的辅助回路三相线电压的不对称。

其不对称度（即输出三相电压的负序分量与正序分量之比）在270V是应不超过10℅，在460V时应不超过7℅。

3.机车运行中所产生的冲击和振动及劈相机所产生的100Hz的振动频率。

4.环境空气温度：最高为45℃（车体内），最低为-25℃。

5.空气相对湿度；最湿月平均最大相对湿度为90℃(该月月平均最低温度为25℃)。

6.海拔不超过1200m.当使用于海拔1200~1500m的地区，且该地区环境空气温度不超过45℃与所需的环境空气温度降低补偿值之差值时，应能正常运算。

所需的环境空气温度降低补偿值是按1200m以上，每100m降低温升限值的1％计算。

由于YFD-280S-4型牵引离心通风机电动机、YYD-280S-6型空气压缩机电动机和TG1B80-200/10D-2型变压器油泵电动机分别与SS3型电力机车的一样，为避免重复叙述，上述三种电动机请参阅《韶山3型电力机车》一书中第七章辅助机组。

第二十三章电力机车辅助电路本章主要介绍电力机车辅助线路的作用、组成和辅助设备的设置等内容，以SS8型机车为代表讲述其辅助线路的工作原理、分析方法，并讨论SS8型机车的列车供电系统。

通过学习要达到的要求是：1、熟悉旋转劈相机的起动方法；2、理解SS8机车辅助线路的工作原理及保护，掌握其分析方法；3、能理解和分析SS8机车列车供电电路。

第一节电力机车的辅助设备电力机车的辅助设备是为保证主线路中各电气设备的正常工作而设置的。

辅助线路是指将辅助设备及其相关的电气设备连接而成的线路。

辅助线路能否正常工作，直接影响主线路能否正常工作，亦即影响机车的正常工作。

辅助线路中的设备主要有分相设备、空气压缩机组、通风机组、油泵及其它设备如取暖设备、通风设备、电热玻璃、热饭电炉、空调等。

本节将介绍辅助设备的设置、辅助机组的起动、旋转劈相机的起动及辅助电路的组成等基本原理。

一、辅助线路组成电力机车的辅助线路主要由电源电路、负载电路、保护电路组成。

电源电路由主变压器辅助绕组提供单相380V和220V交流电源，再由劈相机劈成三相交流电源供给辅助机组。

负载电路包括三相负载电路和单相负载电路。

其中三相负载主要有空气压缩机电动机、通风机电动机、油泵电动机，通过三相交流接触器控制其工作。

单相负载主要有一些加热、取暖元件，由转换开关控制其工作。

保护电路主要是在辅助电路发生过流、接地、过电压、欠电压和单机过载故障时，使相应电器动作，从而达到及时保护的电路。

二、分相设备在单相交流供电的电力机车上，若选用三相异步电动机作为辅助电机，机车内须设有分相设备，以便将单相电转变为同频率的三相电供给三相电机。

分相设备主要有旋转劈相机、静止劈相机两种。

静止劈相机是由晶闸管构成的一种变流器，由整流器与逆变器两部分组成，这种变流器又称为辅助电源。

这里我们仅介绍旋转式异步劈相机的启动工作原理。

1.旋转劈相机的起动旋转劈相机的结构与原理已在第十章中介绍过，它可以视为单相电动机与一个三相发电机的组合体，旋转劈相机的起动可分为直接起动和间接起动两种方式。

第五章辅助电机的设计第三节 机车交流辅助传动系统电机的设计机车辅助传动系统的作用内燃机车辅助传动系统的作用：保障柴油机、牵引电动机、牵引电器正常的工作环境及工作条件，带走他们工作过程中产生的热量，提供其工作所需的风压、机油和燃油等及向控制系统提供电源，起动柴油机及给牵引发电机提供励磁。

电力机车辅助传动系统的作用：保障变压器、牵引电动机、牵引电器正常的工作环境及工作条件，带走他们工作过程中产生的热量，提供其工作所需的风压及向控制系统提供电源。

机车辅助传动系统的组成首先介绍一下传统的机车辅助传动系统的构成，对于内燃机车和电力机车分别如下：对于传统的内燃机车，其辅助传动系统主要包括由机械传动、静液压传动和由直流电动机直接驱动三种形式组成。

由辅助传动装置传递动力的辅助设备，有励磁机、启动发电机、前后通风机、测速发电机、冷却风扇及由直流电动机直接驱动的空气压缩机、机油泵、燃油泵等。

以东风 为例，其辅助传动装置的组成如下：在柴油机输出端，由柴油机曲轴经牵引发电机转子轴和弹性法兰、万向轴与起动变速箱相连。

起动变速箱共有两个输出轴分成四个输出端；经两个弹性套柱联轴器分别带动起动发电机和励磁机；经尼龙绳联轴器带动通风机；经三角皮带带动测速发电机。

在柴油机自由端，由柴油机曲轴经传动轴直接带动静液压变速箱。

通过静液压变速箱两测输出轴的内花键，直接带动静液压泵，然后由静液压系统管路将泵打出的高压油输送给静液压马达，直接带动冷却风扇。

静液压变速箱中间轴下部的输出轴，经尼龙绳连接轴带动后通风机。

我国目前电力机车上的辅助电源大多数仍为旋转式的劈相机。

劈相机的电动相绕组（ 相、 相绕组）连接到主变压器辅助绕组的次边，发电相绕组（ 相）则与负载相连。

三相负载的 相电流和 相电流直接从单相电网获得， 相电流则通过异步劈相机获得。

劈相机将单相电源劈成三相电源，供给机车辅助电路的所有三相异步辅助电动机。

在电力机车上，除了辅助压缩机组电动机为直流电动机外，所有辅助电动机均为三相异步电动机。

关于电力机车辅助电源系统的解析电力机车辅助电源系统是机车的重要组成部分，担负着除机车牵引系统主电路以外各种装置的供电任务，是提供风源的空气压缩机、空调、通风机等辅助电动机的三相交流电源，电热器、冰箱、信息显示装置的电源等。

机车辅助电源系统由三相交流辅助电源和直流电源系统组成。

早期的电力机车三相交流辅助电源装置采用旋转劈相机方式，这种电源装置体积大、重量重、响应性差、效率低、噪声大，故障率高，需经常检查、维修。

随着电力电子和开关器件的发展，采用igbt的新型辅助逆变系统正在替代传统的劈相机三相交流系统。

辅助逆变系统不仅为机车各辅助电机提供对称三相电源，同时可满足辅助电机软启动、软制动，不受电网波动影响。

为防止因辅助供电设备故障而影响机车正常运行，辅助逆变系统同时设置各种故障保护及冗余功能。

机车直流电源系统主要由整流装置、蓄电池组成，为机车的控制系统及照明系统等提供所需直流电源，为蓄电池充电，在升弓前或高压设备、牵引变压器故障时，由蓄电池给上述设备供电。

2 三相交流辅助电源系统该系统多采用辅助变流器生成三相交流电压为机车辅助电气设备供电。

辅助变流器根据输入侧的不同将主电路可分为交一直一交型和直一交型；根据输出的不同，可分为恒压恒频(cvcf)逆变器和变压变频(vvvf)逆变器。

在机车上，除了提供恒压恒频的辅助变流器，为节约能耗、降低通风机噪声，按照不同状态下设备所需要的功率来涮节电压和频率的vvvf辅助变流器。

通常，在同一种车型上的cvcf逆变器和vvvf 逆变器硬件结构相同，仅控制方式不同。

下面分别探讨交一直一交型和直一交型辅助变流器的实现方案。

2．1 交一直一交型辅助变流器交一直一交型辅助变流器是南牵引变压器辅助绕组供电，与牵引变流器相同，一般由网侧变流器、中间直流环节、三相逆变器3部分组成。

由于接触网电压的波动较大，因此，交一直一交型辅助变流器输入的单相交流电也有较大的波动，为了获得稳定的中间直流环节电压，辅助变流器的网侧必须采用可控整流电路。

《电力机车辅助电气系统》电力机车辅助电气系统第2次作业一、主观题(共19道小题)1.电力机车的电器按用途可分为哪些种类?试举例说明解：按电器用途可分为：(1)开关电器：如闸刀开关、自动开关、转换开关、按钮开关、隔离开关和主断路器等。

(2)控制电器：如司机控制器、接触器等。

(3)调节电器：如电压调节器、温度调节器。

(4)保护电器：如各种形式的保护继电器、避雷器、熔断器以及电抗器等。

(5)仪表检测用变流和变压器：如电流互感器、电压互感器。

(6)受电器：如单臂受电弓、双臂受电弓。

(7)成套电器：如高压柜、辅助柜、控制屏、信号屏等。

2.电器按传动方式分为哪些种类?解：按电器的传动方式可分为：(1)手动电器：如闸刀开关、按钮开关、司机控制器等。

(2)自动电器：其中又可分为电磁传动、压缩空气传动、液压传动和电动机传动电器。

3.何为电器的机械寿命和电寿命?解：电器的寿命指标包括以下两方面：一是机械寿命：电器在不需要修理或更换机械零件所能承受的无载操作次数；二是电寿命：电器在规定的工作条件下，不需要修理或更换零件而能承受的承载操作次数。

4.电器的工作制有哪几种?解：在电器的使用中，就发热而言，电器的工作制可分为三种，即长期工作制、间断工作制和短时工作制。

5.简述触头的定义及工作特点?解：触头是有触点电器完成其职能的执行机构，是有触点电器极其重要的组成部分。

触头工作的好坏直接影响到电器的质量，但由于它经常受机械撞击、发热及电弧等的有害作用，极易损坏，所以它也是有触点电器的一个薄弱环节。

6.简述触头的分类解： (1)按触头的用途可分为上触头、联锁触头等。

(2)按开断点数目可分为单断点和双断点式触头。

(3)按触头的正常位置可分为常开触头和常闭触头。

(4)按触头的形状和结构可分为指形触头和桥式触头。

7.何为有载开闭和无载开闭?解：触头按工作情况可分为有载开闭和无载开闭两种。

在触头断开或闭合过程中，允许有电流通过的为有载开闭；在触头断开或闭合过程中，不允许有电流通过，闭合后才允许触头中通过电流的，为无载开闭。