HXD3D型交流传动快速客运电力机车微机控制系统分析和主变压器

主变流器控制电路
图1、变流器控制电路-1
主变流器控制电路
图2、变流器控制电路-2
—知识点2.68：了解HXD3型电力机车辅助变流器控制电路
工作原理
学校名称 ：
任务一
辅助变流器控制电路
机车两套辅助变流器装置UA11、UA12的控制电路基本一致。不同的是，正常情 况下，I端辅助变 流器装置UA11设定为VVVF工作方式，当主断路器闭合、换向手 柄离开零位后，UA11开始工作；II端 辅助变流器装置UA12设定为CVCF工作方式， 只要主断路器闭合，UA12就开始投入工作。下面以II端 辅助变流器装置UA12的控制进行说明。
7、 主变流器装置试验开关SA75，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ于在低压试验或机车出厂前时对主变流器的控制单元进行试 验检査，确认其是否工作正常。
8、 为满足主变流器工作需要，在主变流器的控制单元内引人高压电压互感器TV1同步信号。主 变流器控制单元与TCMS的接口信号除2套通讯线外，还设有主变流器隔离、工作、功率预备和故障等 信号。
主变流器控制电路
5、 主变流器的控制用信号还有牵引电动机速度传感器BV41、BV42, BV43的信 号。每个速度传 感器同时送出2个速度信号至主变流器控制装置，用以实现主变流器对 牵引电动机的矢量控制，有效 地实施机车的防空转、防滑行保护，并对机车的轴重转移进行补偿。
6、 库内动车信号通过库用开关QS3或QS4送到主变流器控制单元，用于在库内动车时主变流器按 照特定的控制程序工作。
1、 机车主断路器闭合后，由TCMS发出命令，闭合辅助变流器UA12输出电磁接触器KM12,并将 信息传递给辅助变流器控制单元，由辅助变流器控制单元发出指令， 控制辅助变流器UA12起动。
2、 当机车某一辅助变流器发生故障，故障的辅助变流器能及时发信息给TCMS， 通过TCMS的 控制，自动完成输出电磁接触器的动作转换。若辅助变流器UA11发生 故障，则电磁接触器KM11断开 ，电磁接触器KM20闭合；若辅助变流器UA12发生故障，则电磁接触器KM12断开，电磁接触器KM20 闭合。故障的辅助变流器将信息传递给另一组辅助变流器，使其工作在CVCF方式，同时，故障的辅助 变流器被隔离， 此时所有辅助电动机全部由另一套辅助变流器供电，不受其他指令的控制，牵引电动 机通风机和冷却塔通风机将正常满功率工作。

HXD3 型电力机车主变压器常见故障分析及处理摘要：主变压器是电力机车的心脏，承担着整车供电的重任，主变压器的正常运行关系到电力机车的行车安全。

本文对电力机车主变压器检修过程中常见故障进行分析并提出解决方案，保证电力机车主变压器检修及运用的安全性和可靠性。

关键词：电力机车、主变压器、故障分析0前言我国铁路发展迅速，大功率电力机车已然成为普速列车和货运机车的主流。

截止2020年底电力机车数量占比全国铁路机车62.7%。

主变压器作为电力机车的核心部件，在检修过程中对故障点分析及处理尤为重要。

1、HXD3机车主变压器结构及原理HXD3型电力机车主变压器，主要由箱体、器身、套管、油箱及附属件组成。

主变压器为全密封结构，采用真空注油方式，通过氮气箱与储油箱之间的管路连接，对变压器运行过程中的油位进行调节，同时起到隔绝空气运用，减缓主变压器油劣化过程。

并采用强迫油循环风冷方式进行主变油冷却。

主变压器器身由铁芯、绕组及绝缘件等组成。

通过原边绕组与次边绕组的变比将从接触网接收的25kV高压电转化为机车各设备运行要求的电压等级，从而为整车提供动力。

2、主变压器检修常见故障及处理2.1低压套管烧损、老化低压套管由树脂伞裙和接线端子组成，树脂伞裙可以增大爬电距离，防止接线端子与变压器箱盖发生放电现象；接线端子为铜镀银材质，通过机车主电路大线与主变流柜连接。

在对主变压器C6修检修过程中，发现低压套管存在烧损现象，故障原因分析及处理如下：1.机车运用晃动及检修过程中拆装导致大线连接处螺栓松动，致使变流柜大线与铜接线端子接触不良，接触电阻变大导致低压套管发热氧化发黑，严重时发生放电、烧损节瘤；同时机车运用中套管表面脏污受潮导致绝缘降低，漏电流增加也会使套管发热老化。

此时需对套管进行清洁，可采用打磨镀银处理，严重者需更换套管，在日常运用中保证安装螺栓紧固到位、力矩符合要求，定期检查可杜绝此类现象。

2）机车运行过程中线路故障，导致电流过大，低压套管发热氧化发黑、烧损节瘤。

主控插件的高速微机系统采用了多重处 理器架构：主处理器采用了美国 TI 公司的专 业数字信号处理芯片，它主要完成列车供电 系统特性控制、系统级故障保护以及 AMS 数 据总线的管理等功能；协处理器采用了具备 RISC 架构的 CPU 芯片，优化了人机接口功能，
与 SS9G 型电力机车列车供电控制系统相 比，HXD3D 型电力机车列车供电控制系统的 改进点如下：
1 解决思路
HXD3D 型电力机车列车供电控制系统充 分吸收了 SS9G 型电力机车列车供电控制系统 的运用经验，并在控制精度、可靠性和大数据 等方面做了强化设计。
HXD3D 型电力机车列车供电控制系统的
开发设计中，对系统的整体结构和功能定义进
行了优化和改进。HXD3D 型电力机车列车供
电控制系统由主控插件、脉冲触发插件、DIO 插件、电源变换插件、信号转换插件等 5 个基
并联系统的数学模型为（图 2）：
确至 0.1 毫秒，精确保障可控硅的触发和导通。
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132 • 电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering
• Automatic Control 自动化控制
煤矿机械设备电气自动化技术的应用
• 自动化控制 Automatic Control
HXD3D 型电力机车列车供电控制系统特点
文/周金虎
摘
本 文 通 过 HXD3D 型 电 力 机 车
供电控制系统与 SS9G 型电力机车 要 供电控制系统对比分析 , 阐述了
HXD3D 型电力机车供电控制系统设
计 开 发 的 技 术 特 点。HXD3D 型 电
文/赵飞强摘Fra bibliotek本文简要阐述了电气自动化

6. 转向架牵引电机采用二、三轴对置方式；驱动 系统采用轮对空心轴驱动、刚性架悬；承载式齿 轮箱；牵引装置采用低位推挽牵引杆牵引。
7 .采用下悬式安装方式的一体化多绕组（全去耦） 变压器，具有高阻抗、重量轻等特点，并采用强 迫导向油循环风冷技术。
8 .采用顶盖夹层进风，各系统独立通风冷却技术。另外还 考虑了司机室的换气和机械间的微正压。
2014年1月13日，中国北车大连机车车辆公司研制的和 谐3D型客运电力机车，在春运到来之际正式投入运营。 和谐3D型客运电力机车时目前功率最高的新型电力客 运机车之一，最高时速160公里，凭借7200千瓦的功率， 可轻松牵引20节的旅客列车，一次最多可输送3000名 旅客。
由于不限于在铁路客运专线上行驶，和谐3D型客运电
力机车可在全国所有的电气化线路上，快速牵引直达 和特快旅客列车。机车由0km/h加速至160km/h只需 307秒。
作为我国目前单机功率最大、时速最快的大功率交流 传动客运机车，它的各项性能显著。于现有普及的交
流客运机车相比，它的牵引性能有了大幅提高，速度 提高了30﹪；而与相同速度的传统直流客运机车相比， 它的加速时间和加速距离又缩短了至少一半，这极大 地提高了机车运用和车站运转的效率。时速160公里客 运电力机车将逐步替代传统的韶山型电力机车。
和谐3D型客运电力机车具有更加聪明的“大脑”，可 以对故障进行自我诊断，确保列车可靠运行。同时， 机车还配置了最先进的电子控制制动系统，在进行加、 减速缓冲很小，避免了传统旅客列车速度变化时，旅 客摇摇晃晃“站不住脚”的现象。
和谐3D型电力机车还可以充当发电机，在下闸制动时 能把多余的动能转化为电能 回馈电网，实现节能效果。
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