电力机车辅助电机资料
HXD3型电力机车辅助电路—HXD3型辅助电路概述
110V电源模块为UA11（1751-1752）和UA12（2751-2752）供电而引入 110V直流电源装置。
辅助变流器UA11和UA12 实现交-直-交的变换。
辅助滤波装置LC：对变流器输出的波形进行整形滤波。 电磁接触器KM11 控制负载输出，有KM11、KM12和KM20三个接触器。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
辅助负载系统包括各类辅助电机；机车上各类电暖设备、空调、热水器等。
库用插座XSA1通过库用插座XSA1及转换开关QS11将库内直流600V的电源 引入辅助变流器UA12进行辅助系统库内600V的动作试验。
目录
01 任务目标： 掌握HXD3型电力机车辅助电路的组成及作用。
02 任务内容： • 辅助电路概述 • 辅助电路的组成
1.辅助电路的概述
HXD3型电力机车的辅助系统由辅助变流器、各辅助机组、110V充电电源模块电 路、辅助加热装置电路四部分组成。
2.辅助电路的组成
辅助供电电路由辅助绕组3U1-3V1或3U2-3V2（电压为399V）、辅助变流 器、辅助滤波装置、电磁接触器、辅助负载系统等组成。
电力机车控制-SS4改电力机车辅助电路
谢 谢！
由劈相机启动继电器283AK 监测劈相机发电相电压（由 导线279、280引入）以间接 反映劈相机的转速，控制启 动电阻回路的开断。283AK 的工作电源（DC110V）从 导线531经533KT常开联锁 由导线281引入。
图1劈相机启动电路
劈相机1MG启动过程：按下主司机台上的劈相机按键，启动接 触器213KM闭合，启动电阻263R投入；劈相机电源接触器201KM 闭合，劈相机1MG开始分相启动。这时劈相机启动继电器283AK 检测劈相机发电相电压来间接反映劈相机转速，当劈相机转速达 到约0.9nN，其发电相电压接近于比较电压（额定网压该值为 220V下，网压由导线202、206引入），启动继电器283AK动作， 使启动接触器213KM打开，断开启动电阻（263R）回路，劈相机 启动完成。同时533KT常开联锁开断了导线531与281通路，使 283AK失去工作电源处于闭置状态。
1.电力机车主要辅助设备 辅助电路中的辅助设备是为了保证机车主电路正常工作和实现
各种辅助功能而设置的，主要有：分相设备—为三相异步电机提供 三相电；空气压缩机—产生压缩空气，用以进行制动和驱动部分电 空电器；通风机组—用以冷却牵引电机、硅整流机组、主变压器、 平波电抗器、制动电阻等电器设备。
2.辅助电路组成 辅助电路通常分为单－相供电系统、三相负载电路、单相负载 电路和保护线路。
线路转换：将劈相机故障转换开关242QS打向“2”位，把283AK 监测劈相机发电相电压的引线转接到3MA的第三相上。同时必须将闸 刀开关296QS倒向启动电容位253C（因启动电阻不能启动通风机）。
启动过程：仍由启动继电器283AK控制，启动完成后213KM打开， 切除起动电容253C。在网压不低于22kV时，其它辅机可投入运行。
电力机车辅助电机维护与检修 兰宝
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。
韶山4型电力机车
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。
电力机车主电路和辅助电路
特点：能充分利用机车的制动功率，但机械 稳定性差低速区会采用这种控制方式。
SS9电制动电路简化原理图
再生制动
定义：制动时将牵引电动机作发电机运行， 发出的电回馈给电网。
优点：具有巨大的节能效益。
缺点：功率因素低；谐波增加，对电网干 扰大；控制系统比较复杂；再生制动必须 采用全控桥，对触发系统的可靠性要求高； 电气制动时制动力集中作用于动轮，车辆 上将会产生横向作用力，对线路和机车提 出了更高的要求。
A’B’,则轮轴牵引力A大于粘着牵引力A’，轮对滑行， 转速增加，同时粘着牵引力和轮轴牵引力均减少。 到达M点时，空转停止，对应速度变为n1+Δn。如果 此时破坏粘着的因素消失，粘着牵引力回到A’’B’’所 示，则电机转速下降（因为此时牵引力小于负载） 可以回到n1稳定运行。滑行并未发展为空转。
③ 特性越硬，防空转能力越强，反之越弱， 因此是否容易空转可以用特性来比较．
电机串联特性较并联软，更容易空转； 串激电机较并激特性软，更容易空转。
（三）、整流线路
主电路设计考虑的内容
50Hz单相交流整流，SS1采用二极 管不控整流；其它机车多用半控桥整 流且是二段桥、三段桥甚至四段桥。
交流传动机车会采用四象限整流装置以 得到到良好的功率因数。
① 电器控制
功能：完成电路和气路的开关及逻辑互锁；
特点：电动或气动的逻辑开关．
包括：继电器、电控阀、气动开关等。
近年来生产机车上的逻辑联锁已由逻辑控制 单元（LCU)完成。
② 电子控制
功能：配合主辅助电路完成机车的控制；
特点：弱电控制、控制复杂；
包括：给定积分器、特性控制、防空转／防 滑、移相控制、功率放大、脉冲变压器等 控制单元。
电力机车控制-SS4改电力机车辅机控制
图3 辅助压缩机控制电路
2 牵引通风机控制电路
SS4改机车的通风机有手 动启动和自动启动两种方式， 为了减小启动电流，通风机采 用延时启动，如图4所示。
1.手动控制 按下“通风机”按键开关 406SK，导线577经406SK使 导线578有电，经566KA、 242QS，通风机1隔离开关 575QS使通风机1电源接触器 205KM得电动作，通风机1开 始启动。
如果压缩机故障， 把579QS置故障位。
图2 强泵风控制
1
压缩机控制
4.辅助压缩机控制 机车升弓前若总风缸或控制风缸中己无压缩空气储存，则利用 升弓压缩机（辅助压缩机）向辅助风缸和控制风缸压气，供机车受 电弓升弓和主断路器合闸使用。
辅助压缩机电源由自动 开关610QA提供，按下自复 按钮596SB1或596SB2，辅 助压缩机接触器442KM得电 动作，其主触头闭合，升弓 压缩机447MD得电工作，开 始打风，如图3所示。
导线561经519KF(制动风 速继电器1)和520KF(制 动风速继电器2)分别使制 动风速1中间继电器 541KA和制动风速2中间 继电器542KA得电动作。
图7 风速中间继电器控制电路
谢 谢！
SS4改机车辅机控制
1
压缩机控制
2
牵引通风机控制
3
制动通风机控制
4
风速中间继电器控制
1
压缩机控制
1.辅助电机分类 SS4改型电力机车，使用着各种用途的辅助电动机。可将其分 为以下几类： （1）压缩机组是用来产生供机车与列车制动装置及气动器件所使 用的压缩空气； （2）牵引通风机组（即离心式风机及其驱动电机）用于冷却牵引 电动机、主变流装置及平波电抗器； （3）制动电阻通风机组（即轴流式风机及其驱动电机）用来冷却 制动电阻； （4）变压器通风机（即轴流式风机及其驱动电机）用来冷却主变 压器油冷却器； （5）变压器潜油泵（即潜油泵及其驱动电机的组合体）是为变压 器油循环提供动力，提高变压器的散热能力。
第二十三章 电力机车辅助电路
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。
5.3第五章第三节机车交流辅助传动系统电机设计
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。
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第九章 辅助电机
第二节 起动及电压对称性调整
一、异步劈相机的起动 异步劈相机的起动方法有辅助电动机起动法和分相起动 法两种。 辅助电动机起动法是在劈相机的转轴上安装一台辅助电 动机，起动时先由辅助电动机带动劈相机转子转动，待 劈相机转速达到一定值时，将劈相机投入单相电网，并 切除辅助电动机的电源。 分相起动法分为电阻分相起动和电容分相起动两种。电 阻分相起动具有线路简单、设备成本低等优点，因而得 到广泛的应用
第九章 辅助电机
第二节 起动及电压对称性调整
当劈相机的电动相绕组UV接通单相电源起动时，可以把 定子绕组看作是由两相组成：一相是VOU，它直接由单 相电源供电；另一相是VOW，它与起动电阻 RQ串联后 由单相电源供电。这时流经VOU相电流 I 滞后电压 U 90°电角 而流经VOW相电流 I 滞后U 角（
第九章 辅助电机
通过前面的分析已知，劈相机负载时其电动相绕组中流过的既有 电动机电流，又有发电机电流；而发电相绕组中只流过发电机电 流，这说明劈相机的定子三相电流是不对称的，不对称电流引起 不对称的阻抗压降。在感性负载招况下，发电机电流引起的阻抗 压降将使绕组的端电压小于感应电势，而电动机电流引起的阻抗 压降使绕组的端电压大于感应电势。因此，如果三相绕组对称， 则三相感应电势是对称的，在劈相机负载后由于三相不对称的阻 抗压降，仍会造成劈相机三相端电压的不对称。 此外，没有被完全抵消的气隙剩余负序磁场，也将在定子三相 绕组中感应出负序电势，这就进一步加剧了三相电压的不对称。
第九章 辅助电机
当劈相机转动起来以后，若劈相机不与外界电负载相接，称为劈 相机空载工况。这时劈相机气隙中的正序磁场和磁通有两个作 用：一是，正序磁通和转子导体内感应的正序电流相互作用产 生电磁转矩，用以克服转子的机械阻转矩及转子负序电流产生 的电磁阻转矩，驱使转子沿着正序磁场的方向继续维持转动， 这时劈相机实际上是作为一台单相异步电动机运行；二是，正 序磁场切割定子三相绕组，感应出三相电势，从劈相机三相负 载端来看，它又是三相发电机。因此，从这两方面作用来看， 劈相机是一台单相异步电动机和三相异步发电机的组合体，既 可以在它的轴上接上机械负载，又可以在它的U、V、W三相输 出端接上电负载。
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第九章 辅助电机
第一节 异步劈相机的工作原理
在单相工频交流电力机车的辅助系统中，异步劈相机（简称“劈相 机”）用来将主变压器辅助绕组供给的单相电源“劈成”三相，向 辅助系统所有三相异步电动机供电。
当定子绕组 UOV接至单相电源时，单相电流 I p 由U相流人， 从V相流出，该电流产生的磁场可以分解为两个幅值相等、转速 相同、转向相反的旋转磁场，分别称为正序旋转磁场和负序旋转 磁场。当劈相机转子静止不动时这两个旋转磁场在转子导体中感 应出两个大小相等、方向相反的电势和电流，而产生两个大小相 等、方向相反的电磁转矩，其合成起动转矩为零，故劈相机不能 自行起动
第九章 辅助电机
第二节 起动及电压对称性调整
为了保证劈相机的可靠起动，应该解决以下两个问题。 （1）起动电阻值应选择合适，以获得最大的起动转矩 （2）控制好切除起动电阻的时刻 在劈相机的实际使用时，还应注意以下几点： （1）劈相机只允许空载起动，待劈相机起动完成后， 才能逐个接通电动机负载。 （2）劈相机停止工作前应先断开电动机负载。 （3）劈相机起动时间不能过长
一、劈相机的空载工况
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第九章 辅助电机
如果用某种方法使劈相机的转子转动起来，并达到额定转速。那 么和转子转向一致的定子正序磁场与转子的相对速度很小，而和 转子转向相反的定子负序磁场与转子的相对速度约为两倍同步转 速，定子负序磁场切割转子导体，在转子导体中感应出数值较大， 且频率为接近两倍电网频率的转子负序电势和电流。由于转子漏 抗的显著增大，使转子负序电流在相位上滞后于转子负序电势 90°电角度，从而使转子负序电流建立的磁场几乎抵消了定子负 序磁场，气隙中的剩余负序磁场很微弱，这种现象称为转子的阻 尼作用。异步电机的这种阻尼作用正是异步电机具有劈相机功能 的基础。因此，当劈相机转子以额定转速转动时，可以认为气隙 中只有正序磁场和正序磁通。
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第九章 辅助电机
第一节 异步劈相机的工作原理
劈相机实质上是一种本身只输出一相电流的异步电机。 劈相机工况实际上是三相异步电机在不对称条件下运行 的一个特例。 异步电机进入劈相机工况一般应具备以下两个条件： （1）电机轴上的机械负载不变； （2）三相电网中W相缺相，使W相电流反相输出。 只要具备上述条件，一般的三相异步电动机同样具有劈 相机功能。
二、异步劈相机三相电压对称性的调整 1．劈相机负载后三相电压不对称的原因
Q1
VU
Q2
VU
这两个时间上有不同相位的起动电流通人在空间彼此相差一定电 角度的两相绕组中，所产生的气隙合成磁场是一个旋转磁场，在 该磁场的作用下能产生较大的起动转矩，使劈相机的转子转动起 来。当转速达到同步转速的80％一90％时，借助接触器切除起 动电阻，起动即告完成，劈相机投人空载运行。
＜90°）。
第九章 辅助电机
第九章 辅助电机
第九章 辅助电机
劈相机 ：在单相工频交流电力机车上，为各辅助
机组提供三相交流电源。
一种将单相电变换成三相电的特殊电机，其实质是 由单相电动机和三相发电机组合而成的旋转电机。 本章分析异步劈相机的工作原理，讨论异步劈 相机起动、三相电压对称性问题，介绍异步劈相 机的结构特点、额定参数等。
第九章 辅助电机
第一节 异步劈相机的工作原理
当劈相机与三相电负载接通后，因U、V两相负载直接 与单相电源相连，不需要经过劈相机即可直接从单相电 源获得负载电流 I CM 和I UM 。W相负载电流 I WM 则由劈相机 的W相提供。因为当电网W相缺相时，劈相机的W相电 势高于W相端电压，从而使W相电流反相，源源不断地 向三相负载输出第三相电流，这时电机才真正进人劈相 机工况运行。 I I I