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牵引变电所将电力系统输电线路电压从110kV（或220kV）降到27.5kV，经馈电线将电能送至接触网；接触网沿铁路上空架设，电力机车升弓后便可从其取得电能，用以牵引列车。
牵引供电回路是由牵引变电所——馈电线——接触网——电力机车——钢轨——回流联接——（牵引变电所）接地网组成的闭合回路，其中流通的电流称牵引电流，闭合或断开牵引供电回路会产生强烈的电弧，处理不当会造成严重的后果。
1、牵引变电所的任务是将电力系统三相电压降低，同时以单相方式馈出。
2、接触网是沿铁路沿线架设的特殊电力线路，电力机车受电弓通过与之滑动摩擦接触而授流，取得电能。
一、牵引系统采用交—直—交流电传动HXD3B型电力机车是交—直—交流电传动的单相工频交流电力机车，机车主电路由主变压器、牵引变流器、牵引电动机三大部分构成。
交直交电力传动机车是指通过交流电网供电，由整流器整流为直流，再逆变为交流，从而驱动交流电动机的机车。
接触网导线上的25千伏工频单相交流电电流，经受电弓、主断路器进入机车后再输入主变压器，交流电经过主变压器的六个牵引绕组降压后向牵引变流单元供电；单相交流电经过六组四象限脉冲整流器整流为直流电，每二组四象限整流器向一个中间直流回路供电，一个中间直流回路向二组牵引逆变器供电六组逆变器将直流电转换成三相交流电输出，每组逆变器向一台异步牵引电动机供电，实现机车的轴控驱动，使牵引电动机产生转矩，将电能转变为机械能，经过齿轮的传递驱动轮对。
机车主变压器为一体化多绕组（全去耦）变压器，具有高阻抗、重量轻等特点，并包含了三台谐振电抗器，变压器采用下悬式安装、强迫导向油循环风冷却。
每台机车设有3个主变流器柜，每台主变流器柜由二个四象限脉冲整流器、一个中间直流环节、二个两点式电压型PWM逆变器和一个辅助变流器组成；功率控制模块采用水冷IGBT变流模块（4500V/600A），中间直流电压为2800伏特。
HXD3B型机车采用庞巴迪MITRAC TM-3800N 型牵引电动机，该型电动机为六极鼠笼式三相异步牵引电动机，电动机采用全叠片结构，额定功率为1632千瓦，额定电压为2183伏特，冷却方式为强迫通风，采用直接磁通控制方式（DFC），来实现电动机转矩的控制。
HX_D3B型交流传动电力机车概述
代兴军;王明杰;王永良
【期刊名称】《电力机车与城轨车辆》
【年(卷),期】2010()2
【摘要】HXD3B型机车是大连机车车辆有限公司自主开发的六轴大功率交流传动货运电力机车。
机车额定功率为9600kW,最高运行速度为120km/h,电传动系统采用IGBT水冷变流机组。
文章主要介绍了该型机车的主要特点、主要技术参数、设备布置、通风系统、电气系统、机械系统、制动及供风系统等。
【总页数】5页(P1-4)
【关键词】交流电力机车;电气系统;机械系统;牵引特性;制动特性
【作者】代兴军;王明杰;王永良
【作者单位】中国北车集团大连机车车辆有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U260
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摘要随着电力电子技术、异步电动机的控制技术、微机和网络技术的发展，三相交流传动技术有了质的飞跃，交流传动系统的研究和开发已引起世界各国的高度重视。
交流传动系统无论在性能指标，装置体积，设备维护还是节能乃至环保方面均体现出了巨大优势。
使用交流传动技术的机车性能得到了很大的提高，交流传动已成为机车、动车发展的主流。
HXD3B型电力机车的主传动系统和辅助传动系统均采用了交流传动技术和微机网络控制技术，整个电气系统的设计坚持起点高、技术领先的原则，并充分考虑大功率货运电力机车的实际需要，采用先进、成熟、可靠的技术，按照标准化、系列化、模块化、信息化的总体要求，进行全方位设计的。
本文首先对HXD3B型交流传动电力机车的特点和参数做了简要的阐述，然后然后对整车的电气系统电路部分按照主电路、辅助电路、控制电路分类做了系统的分析，尤其是对构成主电路的器件如牵引变压器、四象限脉冲整流器、牵引逆变器和牵引电机做了详细分析。
并对其中的关键电气部件四象限整流器的原理、结构，控制，电机逆变器的组成和原理以及异步电动机的原理、特性、调速方法做了说明。
本文的重点是结合HXD3B 电力机车，对交流传动技术以及微机网络控制技术在机车上的应用进行了分析研究，对HXD3B电力机车的交流主传动系统、交流辅助传动系统的构成、特点、功能以及微机网络控制系统的特点进行了研究和归纳总结。
关键词：电力机车交流传动系统电气线路ABSTRACTAs the development of power electronics, induction motor control technology, computer and network technology, three-phase AC drive technology has been a qualitative leap, the research and exploitation of AC drive system has attracted great attention all over the world. The AC drive system in terms of performance index, size devices, equipment maintain or energy-saving and environmental protection are reflected in a huge advantage. The performance of locomotive using AC drive technology has been greatly improved, AC drive has become mainstream of development of locomotive and EMU. The main drive system and auxiliary drive system of HXD3B electric locomotive are both using the AC drive technology and computer network control technology, the design of whole electrical system adhere to the principle of high starting point and leading technology, taking into account the actual needs of high-power freight electric locomotive, using advanced, mature and reliable technology, according to standardized, serialized, modular information based general requirements for the design of the all-round.Firstly, this article has done a brief introduction about characteristics and parameters of HXD3B electric locomotive. Then the vehicle's electrical system circuit is divided into main circuit, auxiliary circuit, control circuit and give them the overall analysis. The theory, framework control of four-quadrant rectifier, principles and constitute of motor inverter and principle、characteristics、speed method of asynchronous motor are illustrated. The emphasis of this article is combined with HXD3B electric locomotive for analyzed and researched the applied of the AC drive technology and computer network control technology in the locomotives. It is also made a classification study and summarized for structure, features, functions of HXD3B electric locomotive AC main drive system and AC auxiliary transmission system.Key words:Electric locomotive AC drive technology electric circuit目录第一章绪论 (1)1.1HXD3B交流传动电力机车的发展背景 (1)1.2HXD3B交流传动电力机车的电气系统 (1)1.2.1HXD3B的主电路 (2)1.2.2HXD3B的辅助电路 (2)1.2.3HXD3B的控制电路 (3)1.3本文要做的研究工作 (3)第二章HXD3B电力机车牵引变压器的研究 (5)2.1HXD3B变压器的概述 (5)2.2HXD3B变压器的铁心参数 (6)2.3HXD3B变压器的线圈 (6)2.4HXD3B变压器的引线 (8)2.5HXD3B变压器的的冷却系统 (8)2.6HXD3B变压器变压原理 (9)第三章HXD3B的牵引变流器研究 (10)3.1机车牵引变流器的功能 (10)3.2HXD3B的牵引变流器的主要技术参数 (10)3.3机车牵引变流器的组成及作用 (10)3.4HXD3B牵引变流器的组成 (10)3.5HXD3B电力传动机车网侧变流器（4QS）的研究 (11)3.5.1HXD3B网侧变流器选择四象限脉冲整流器的原因 (11)3.5.2四象限脉冲整流器的结构及原理 (11)3.5.3四象限脉冲整流器控制系统 (15)3.6HXD3B的直流中间环节 (16)3.6.1HXD3B的直流中间环节的组成结构 (16)3.6.2二次滤波电路 (17)3.6.3HXD3B的直流中间环节的作用 (17)3.7HXD3B电力传动机车电机变流器（逆变器）的研究 (18)3.7.1牵引逆变器的概述 (18)3.7.2HXD3B逆变器的组成及原理 (18)3.7.3HXD3B逆变器的操作 (20)3.8HXD3B的牵引变流器的控制 (23)第四章HXD3B电力传动机车电机牵引电机的研究 (25)4.1牵引电机概述 (25)4.2异步牵引电动机的基本原理 (25)4.3异步电动机的特性 (28)4.3.1电磁转矩特性 (28)4.3.2异步电动机的机械特性 (31)4.4三相异步电动机的三种调速方式介绍 (32)4.5HXD3B电力传动机车电机的参数及特点 (33)4.5.1HXD3B牵引电机概述 (33)4.5.2牵引电机的工作特点 (34)4.5.3牵引电机的技术参数 (34)第五章HXD3B的辅助电路的研究 (36)5.1HXD3B的辅助电路的组成 (36)5.2三相辅助电动机供电电路 (36)5.3辅助变流器 (37)5.4辅助电机供电电路 (37)5.5辅助电动机供电电路的特点 (38)5.6库用电源回路 (39)5.6.1机车库用电源要求 (39)第六章微机网络控制系统 (41)6.1机车微机网络控制系统特点 (41)6.2微机网络控制系统功能 (41)6.3机车定速控制模式 (41)6.4机车的牵引制动特性控制 (42)6.5机车DC110V电源回路 (43)6.5.1DC110V电源的分配形式 (43)6.5.2DC110V电源供电特点 (44)谢辞 (45)参考文献 (46)第一章绪论1.1HXD3B交流传动电力机车的发展背景在2006年“和谐型”系列交流电力机车投产以前，中国铁路普遍缺乏大功率电力机车，当时只有韶山4型电力机车能达到总功率6400千瓦（2×3200千瓦）。
HXD3B型电力机车牵引变压器冷却系统改进策略摘要:HXD3B型电力机车是在引进德国西门子公司的SS4型电力机车的基础上，结合我国铁路实际情况和需要，通过消化吸收国外先进技术，并经过国产化研制而成的新一代电力机车。
HXD3B型电力机车主要由机车车体、司机室、牵引变电器、辅助变电器和变压器等部件组成。
牵引变电器是主要部件之一，其性能的好坏直接关系到机车运行的可靠性。
关键词:HXD3B；电力机车；牵引变压器；冷却系统为满足HXD3B型电力机车的牵引要求，需要对牵引变压器冷却系统进行改进。
牵引变压器作为牵引变电器中的重要组成部分，其冷却系统主要由散热器和冷却风扇组成。
由于机车运行环境比较恶劣，因此冷却风扇在使用过程中出现故障是较多的，一旦冷却系统出现故障，将会严重影响机车正常运行。
本文以HXD3B型电力机车牵引变电器冷却系统为研究对象，对其存在的问题进行分析。
1.牵引变电器冷却系统结构HXD3B型电力机车的牵引变压器冷却系统采用了独立的冷却风扇系统，该冷却系统由风扇和散热器组成。
在风扇内部，设有一个由铜质轴流风扇电机驱动的主风管，该风管通过轴承、连接螺栓连接到冷却风扇的上侧，并通过一根连接到散热器上侧的通风管与主变压器上侧的冷却风管相连。
在冷却风扇与主风管之间还设有一根连接到散热器的支管，该支管是由无缝钢管焊接而成。
在冷却系统中，所有的风冷风扇都安装在独立的散热器内，通过一个独立的通风管路与主变压器上侧的通风管相连。
主风管是由铝质材料制成，具有一定的长度和直径，能够将牵引变电器产生的热量传导至主变压器上。
当机车正常运行时，冷却系统中的温度会随着牵引变电器使用时间的增加而逐渐升高，当温度达到一定值时，便会停止散热。
当机车停站或发生故障时，冷却系统中的温度会随着温度下降而降低。
此时主变压器上侧和下侧同时停止工作，变压器上侧和下侧冷却风扇也不能继续运行。
牵引变电器冷却系统中主要采用了空气轴承风扇电机和涡轮风机。
试分析 HX-D3型电力机车辅助变流器故障分析及措施摘要：虽然我国的电力机车起步较晚，但是经过最近几年电力机车技术不断的发展和经验的积累，已经逐渐达到了国际领先水平，从而促进了我国电力机车行业的发展，为拓展海外市场奠定了坚实的基础。
目前我国电力机车的主要车型是HX-D3型电力机车，由于机车的质量会直接影响到各地铁路交通的运行，因此相关部门必须要加强对电力机车的重视程度，针对机车辅助变流器的故障问题进行分析，制定出最有效的解决方案。
本文主要对HXD3型电力机车辅助变流器超温故障进行分析，将电力机车运行过程中的空气质量和车顶过滤装置相结合，找出引发高温的原因，幷提出一系列的改进措施。
关键词：HX-D3型电力机车；辅助变流器；故障原因；措施引言由于HXD3型电力机车有着功率大、操作简单、质量可靠、牵引力高等优点，因此HXD3型电力机车的应用越来越广泛。
在HXD3型电力机车的运行初期，由于机车的冷却系统性能良好，车辆通风系统通畅，因此在机车运行的过程中很少会发生高温故障。
但是随着HXD3型电力机车长时间的运行，各种灰尘和杂物会逐渐累积最终堵塞通风系统，这时如果遇到高温天气，就会导致辅助变流器发生故障，造成电力机车无法运行的情况。
只有针对性的分析引起辅助变流器超温故障的原因，才可以制定最有效的解决措施，降低HXD3型电力机车的故障率，进而促进电力机车行业的快速发展。
1 辅助变流器的工作原理1.HXD3型电力机车辅助变流器简称“APU”，由于辅助变流器可以通过四象限整流器将牵引变压器提供交流电转换成直流电，因此它既可以给蓄电池进行充电，又可以向PWM脉宽调制逆变器进行供电，最后通过逆变器将两相电转换成三相交流电提供给辅助电动机组。
在每台HX-D3型电力机车上都安装两台变流装置，由于每一台变流装置都是由一组辅助变流器和三组主变流器构成，因此每台HX-D3型电力机车上都安装了两组辅助变流器，辅助变流器的额定容量都是230千伏安，牵引力的两个辅助绕组分别给这两个辅助变流器进行供电。
HXD3B型大功率交流传动货运电力机车特点及故障处理摘要：简要介绍HXD3B型大功率交流传动货运电力机车总体设备布置情况及网侧电路、主电路、辅助电路、TCMS控制系统，空气制动系统的特点，针对牵引变流器、电机变流器、TCMS显示屏、受电弓风管压力开关的常见故障进行简要分析，制定相应的故障处理办法。
关键词：HXD3B型货运电力机车；故障处理；变流器；预充电电阻0 引言HXD3B型机车是根据大连机车车辆有限公司与铁道部签署的大功率交流传动电力机车采购项目研制的，以HXD3型交流传动电力机车为技术平台，以在国内主干线上进行重载货运牵引为目的，拥有自主知识产权。
机车采用大功率水冷 IGBT水冷变流器，单轴控制技术，框架式承载车体，设备布置采用中央走廊设备布置方式，高压电器布置在机械间内部的高压柜内，并充分考虑了使用中的自然环境条件，提高了机车的防寒性能。
2010年2月末在东北地区各个干线上投入运用，目前沈阳铁路局投入运用台数为92台。
对该型机车运用初期出现的常见故障进行处理后机车整体质量可靠，充分发挥了大功率交流传动机车的优势。
1 机车简介及特点1.1 总体及设备布置机车轮周功率9600kW，轴重25t，轴式为C0-C0，电传动系统为交直交传动，采用3组IGBT水冷变流柜，1632kW大转矩异步牵引电动机，具有起动（持续）牵引力大、恒功率速度范围宽、粘着性能好、功率因数高等特点。
采用下悬式一体化多绕组牵引主变压器，内部集成三台谐振电抗器，冷却方式为强迫导向油循环风冷。
每个转向架的3台牵引电机由一台通风机冷却；主变流器水冷和主变压器油冷采用水、油复合式冷却塔。
机车设备布置如图1所示1.2 机车网侧电路特点接触网电流通过受电弓PG1或PG2引入机车，经25kV高压电缆进入车内，并经高压柜内的高压隔离开关QS1或QS2和主断路器QF1相连，再依次穿过电流传感器TA1和TA2与主变压器TM的原边绕组A 端子连接，经主变压器原边绕组后，从X端子流出，穿过电流传感器TA3，最后通过6个并联的回流接地装置，从轮对回流至钢轨返回变电所。
