SS4改电力机车控制电路分析
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。
《电力机车控制》教学课件—03 SS4改电气线路
图2 接地保护装置
电气线路常用的联锁
机车控制电路必须设置机械联锁和电气联锁，以满足主、辅线 路对控制电路的要求，如电器按一定的次序动作，司机按一定的顺 序操作等。
图1 大闸和小闸位置
图2 司机控制器位置
看：故障信号 “主断”、 “预备”、“零压”灯 亮，如图3所示。
2、闭合电钥匙开关570QS， 机车信号显示白灯。 看：零位
灯亮，听：保护阀287YV吸合 声。机车信号显示如图4所示。
图3 司机台信号显示
图4 闭合电钥匙，机车信号显示
3、闭合后受电弓扳键开关
8秒后网压表显示25 kV左
403SK，其操作如图5所示。 右，图6为网压表显示。
图5 闭合受电弓操作
图6 网压表显示
4、闭合主断路器琴键开关，如图5所示。主断路器信号灯 先亮后灭。听：主断路器闭合声，看：零压灯灭，图6为主 断路器闭合时的信号显示。
图5 闭合主断路器操作
图6主断路器闭合信号显示
看：控制电压表上升至110V，见图7。图8为司机操纵台
电力机车电阻制动
1
电阻制动的基本要求
2
电阻制动的控制方式
3
电阻制动时的电枢电路
4
电阻制动时的励磁电路
1
电阻制动的基本要求
1.将串励电机改为它励电机
在直流传动电力机车中，一般采用串励牵引电机。由于串励电 机的特性很软，若作为发电机运行，输出电压稳定性很差，因此在 进行电气制动时需将串励电机改为它励电机。
SS4改型电力机车主电路分析运用
呼和浩特职业学院毕业论文题目:SS4改型电力机车主电路分析运用专业: 电气化铁道技术****:***学号：**********完成时间：2011.10.20指导教师：***目录摘要 .................................................................................................................... 错误!未定义书签。
引言 . (3)1主电路的特点 (4)1.1传动行式 (4)1.2牵引电动机供电方式 (5)1.3电制动方式 (5)1.4保护系统 (4)2主电路的构成 (4)2.1网测高压电路 (4)2.2牵引供电电路 (4)2.3加馈电阻制动电路 (6)2.4保护电路 (8)结论 (9)参考文献摘要随着我国电气化铁路及电力机车技术的迅速发展，电力机车在产品的结构、形式、质量方面都有了很大的的改进和提高，专业的对口，作为司乘人员，在铁路机务部门工作，必须熟悉和掌握电力机车控制电路的基本作用原理，和通过系统的分析与设计来提高自己的专业素质。
韶山4G型电力机车电气线路的设计与分析是选自机车运用的实际课题，涉及范围较广。
电力机车的控制线路是一个复杂的系统。
本课题要求学生在已学的机车线路基础上，整体分析SS4G型电力机车主电路，辅助电路和控制电路，并能了解电力机车的故障判断处理流程和方法。
尝试根据实际情况对控制电路进行设计。
使学生更好的理解电力机车的工作控制原理，培养学生运用所学的基础知识、专业知识，并利用其中的基本理论和技能来分析解决本专业内的相应问题，使学生建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法，完成电气工程技术人员必须具备的基本能力的培养和训练通过对此课题的学习和设计，使学生能更好的理解电力机车电气原理及故障处理方法，掌握电力机车实际运用中的基本专业技能。
培养学生运用所学的基础知识和专业知识的能力，提高学生利用所学基本理论和自身具备的技能来综合分析解决本专业相应问题的能力，使学生树立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法，完成电气工程技术人员必须具备的基本能力的培养和训练。
SS4改型电力机车控制电路
第四章控制电路第一节概述控制电路的组成及作用1、控制电源电路：直流110V稳压电源及其配电电路；2、整备控制电路：完成机车动车前的所有操作过程，升弓、合闸、起劈相机、通风机等；3、调速控制电路：完成机车的动车控制，即起动、加速、减速；4、保护控制电路：是指保护与主电路、辅助电路有关的执行控制；5、信号控制电路：完成机车整车或某些部件工作状态的显示；6、照明控制电路：完成机车的内外照明及标志显示。
第二节控制电源一、概述机车上的110控制电源由110V电源柜及蓄电池组构成。
正常运行时，两者并联为机车提供稳定110V控制电源，降弓情况下，蓄电池供机车作低压实验和照明用，若运行中电源柜故障，由蓄电池作维持机车故障运行的控制电源。
110V电源柜具有恒压、限流特点。
主要技术参数如下：输入电源…………………………………25%396V+-单相交流50HZ30%输出额定电压……………………………直流110V±5%（与蓄电池组并联）输出额定电流……………………………直流50A限流保护整定值…………………………55A±5%静态电压脉动有效值……………………＜5V(与蓄电池组并联)基本原理框图：取自变压器辅助绕组的电源经变压器降压后，经半控桥式整流电流整流，再滤波环节滤波后与蓄电池并联（同时也兼起滤波作用）。
给机车提供稳定的110V 直流控制电源。
二、主要部件的作用电气原理图见附图（九）600QA—控制电路的交流开关和总过流保护开关670TC—控制电源变压器，变比为396V/220V，将取自201和202线上的单相交流电降压后送至半控桥669VC—控制电源的整流硅机组，由V1～V4组成半控桥，将输入的220V交流电整流成直流电输出，通过674AC控制相控角度改变输出电压。
674AC—电控插件箱（包括“稳压触发”插件和“电源”插件），其中“稳压触发”插件自动控制晶闸管V1、V2的导通，并根据反馈信号适时调节相控角度，使控制电源输出电压保持在110V±5%（与蓄电池并联）；“电源”插件将110V变48V、24V、15V .1MB、2MB—给674AC同步信号，并给GK1、GK2提供触发电压GK1、GK2—给V1、V2提供门极触发电压671L、673C—滤波电抗与滤波电容，对669VC输出的脉流电进行滤波666QS—整流输出闸刀（机车上叫蓄电池闸刀），将整流滤波后的输出电源与蓄电池并联。
SS4改型电力机车整备控制电路
在主断路器合闸线圈得电的同时，主接地复位线圈97KER、98KER和故障复位中间继电器562KA线圈得电，为主回路接地、辅助系统过流、原边过流、励磁过流、牵引电机过流和零压故障进行复位控制，其电路：464线→602QA→531线→401SK→586QS→568KA→（539KT正→97KER、98KER线圈）、562KA线圈→400线（403/E，图4）562KA得电后，反联锁断开539KT线圈电路，延时1秒钟其正联锁断开4QFN、（97、98）KER电路，以保护线圈。（电路及作用前面已叙述）。
当533KT失电后，反联锁闭合，577线有电，为空压机、通风机、油泵等工作准备电源。
另外，561线有电，接通535、536、523、526KT电路，523KT延时3秒后还接通卸荷阀247YV电路：
A、535KT电路：464线→605QA→560→567KA正→561线→205KM反→535KT→400线（图4）
分相接触器213KM、劈相机分相延时继电器533KT（延时3秒）、劈相机起动延时继电器527KT（延时1秒）、劈相机接触器201KM、劈相机起动继电器283AK得电电路以及523、535、536、526KT延时继电器电路：
A、213KM电路：464→605QA→560→567KA正→561线→566KA反→213KM→400线（图408/E）
整流输出（蓄电池充电）经666QS与蓄电池并联，110V电源通过667QS接通负载。当整流桥故障时，拉开666QS使整流桥与蓄电池脱开；当负载故障时，拉开667QS切断负载与电源联系。二、整备控制电路
运行整备时各电气闸刀及隔离开关应置于正确位置：
电力机车控制-SS4改电力机车牵引电路分析
4.牵引电机故障隔离开关
牵引电机故障隔离开关19QS～49QS均为单刀双投开关，有上、 中、下三个位置。
“上”:运行位， “中”:牵引工况故障位， “下”:制动工况故障位。
机车牵引工况，若1M电机或相应的牵引通风机故障时，将19QS 置中间位，其相应常开联锁触点打开线路接触器12KM，使1M电机支 路与供电电路完全隔离，不投入工作。
3
牵引电机接线
为了均衡轴重，减小轴重转移，同一转向架上的两台牵引电机背 向布置，故其相对旋转方向应相反。以第一转向架前进方向为例，从 1M电机非整流子侧看去，电枢旋转方向应为顺时针方向；从2M电机 非整流子侧看去应为逆时针旋向。同样，第二转向架3M电机为顺时 针方向，4M电机为逆时针方向。由此，各牵引电机电枢与主极绕组 的相对接线方式是：
图1 SS4改机车牵引电路
3
牵引电路构成
SS4改机车每一节车有四台牵引电机，每一牵引电机支路的电 流路径基本相同，以1M电机为例分析电流路径：
正极母线71→平波电抗器11L→线路接触器12KM→电流传感器 111SC→电机电枢A11-A12→位置转换开关的“牵-制”鼓107QPR1 （牵引位）→位置转换开关的“前-后”鼓107QPV1（前位）→主极 磁场绕组D11-D12→位置转换开关的“前-后”鼓107QPV1（前位） →1M牵引电机隔离开关19QS→位置转换开关的“牵-制”鼓107QPR1 （牵引位）→负极母线72。
2
牵引电路构成
SS4改机车由完全相同的两节车重联后组成一台车，其功率为 6400kW，是干线主型货运机车。
SS4G电力机车主电路按其功能及电压等级分为：网侧高压电路、 整流调压电路、牵引电路、制动电路、功率因数补偿电路和保护电 路六部分。本讲主要分析牵引电路。
电力机车控制-SS4改电力机车主断路器控制
4
主断保护分闸
3．牵引电机过流 由电流传感器111SC～ 142SC检测牵引电机的电流信 号，然后送入电子柜，由电子 柜来判断出牵引电机是否过流 及哪一台过流。若一旦判断某 台电机过流，则电子柜送出＋ 110V的电压信号，这一信号直 接作用于牵引电机过流中间继 电器557KA，使其得电动作， 主断路器分断。
主断路器控制
1
主断路器作用和分类
2
主断合闸控制
3
主断分闸控制
4
主断保护控制
1
主断路器作用和分类
一、主断路器作用 主断路器是电力机车的一个重要电气部件，它是整车与接触网 之间电气连通、分断的总开关，是机车上最重要的保护设备，当 机车发生各种严重故障时都通过它来自动切断机车电源，从而保 护机车。
二、主断路器分类
图3主断路器控制
3 主断分闸控制
图1 主断路器控制
①人工分断 主断路器的分闸控制由自动开
关630QA提供电源，当按下“主 断路器分”按键开关400SK时， 导线556经400SK、4QF常开联锁 （此时已闭合），使导线542有电， 主断路器分闸线圈4QFF得电动作， 主断路器分闸。
②故障自动分断 主断路器除具有人工分断功能
图2 主断路器保护控制
4
主断保护分闸
2．次边过流 由电流互感器176TA、 177TA、186TA、187TA检测 次边过流信号，然后送到电子 柜，当电子柜判断出次边过流 时，送出110V的电压信号，这 一信号直接作用于565KA，使 565KA得电动作并自持，最后 使主断路器分断。
图2 主断路器保护控制
图2 主断路器保护控制
谢 谢！
3 主断合闸控制
图1主断路器控制
2.合闸操作 按下“主断合”自复按键 开关401SK后，导线531经 401SK、586QS、568KA、 539KT、 使导线541有电，若 此时主断路器的风缸风压足够 （大于450kPa）4KF动作，则 主断路器的合闸线圈4QFN得 电，主断路器的动作机构在压 缩空气推力的作用下，合上主、 辅触头，从而完成主断路器的 合闸操作。
SS4改型电力机车主电路
查阅资料，画出ss4机车主电路原理图，简述其基本特点，如：调压方式、整流方式、供电方式、制动方式等一、SS4改型电力机车主电路的特点：1. 传动方式为交—直传动，串励脉流牵引电动机牵引；2. 转向架供电为独立供电方式；3. 不等分三段半控整流调压电路，有级磁场削弱；4. 加馈电阻制动，最大制动力延伸至11.5 km/h；5. 直流电流、电压测量传感器化；6. 双接地继电保护；7. 增设PFC功补装置。
二、主电路构成（一）网侧高压电路（25KV电路）主要设备：1.高压部分有受电弓1AP、高压连接器2AP、空气断路器4QF、避雷器5F、高压电压互感器6TV、高压电流互感器7TA、主变压器8TM原边绕组。
2.低压部分有自动开关102QA、网压表103PV、PFC用电压互感器100TV、PFC用电流互感器109TA、电度表105PJ，以及接地回流电刷110E、120E、130E、140E。
：3.电流回路：高压连接器2AP→另一节车的车顶母线主断路器4QF→高压电流互感器7TA→主变压器原边绕组A—X →PFC用电流互感器109TA→低压电流互感器9TA→车体→转向架构架→接地回流电刷（二）整流调压电路（Ⅰ架）采用转向架独立供电：a1-b1-x1，a2-x2供电给整流器70V ，70V 给并联的第1、2位牵引电机供电；a3-b3-x3，a4-x4供电给整流器80V ，80V 给并联的第3、4位牵引电机供电。
额定网压时：2211111133332222695.4a x a x a b b x a b b x U U U U U U V ======不等分三段半控桥式整流电路工作顺序（Ⅰ架为例）：首先投入4臂桥，触发T5和T6，投入a2-x2段绕组,T5和T6顺序移相。
整流输出电压0～12d U 变化，D1和D2续流。
正半周：a2（正）→D3→71号母线→平波电抗器→牵引电机线路接触器→牵引电机→牵引电机故障隔离开关→72号母线→D2→D1→73号母线→T6→x2（负）。
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蓄电池组是由 74 个单节串联组成，每个单节电压为 1.25V ，蓄电池组的标称 电压为 92.5V，容量为 100Ah。
二、DC110V电源柜：
671L
a6 204
600QA 670TC
201
210 1 3
（二）、在升弓的情况下，由DC110V电源柜与蓄电池并联向 机车控制电路提供DC110V控制电源，此时蓄电池相当于一个 数千微法的电容，在电路上起滤波的作用。
此时导线 464 有 DC110V的电压，若闭合所有的自动开关，蓄电池可向控 制电路提供DC110V控制电源。
四、DC110V电源输出回路中整流管V5的作用：
在线号前面冠以 “ W ”（外）字头的线号，为两台机车或多台
机车之间的重联线，称为外重联线。
外重联线的表示方式及联结原则：
（1）、在同一线号下带a的导线与带b的导线相连接
（2）、不经过重联中间继电器（545KA、546KA、547KA、548KA）
控制的导线，同名线号相连接。
例如：1号车导线400 —— W400
控制电源
SS4 改型电力机车上的控制电源是由 DC110V 电源柜及蓄电池 组构成。
1、在通常运行情况下，两者并联给机车提供稳定的 DC110V电源； 2、在降弓的情况下，蓄电池供机车作低压实验和照明用电； 3、在运行中电源柜故障的情况下，蓄电池作维持机车故障运行的控制电源。
一、蓄电池：在图册用符号 GB 表示
B节车N533b相连接
（2）、同一线号不带a、b的导线，相同线号相连接。
例如：A节车N536
B节车N536相连接。
（3）、通过重联电缆后的特殊连接
例如： A节车 重联电缆交叉后
N532 《 N535 《
B节车
N532 N535
前后弓
N403 《 N404 《
N403 N404
前后方 向转换
二、外 重 联 线
V2
V3
235QS
x 205 6
202
24
V1
V4
a x 由主变压器辅助绕组 6、 6来的399.6V
单相交流电 ，经库用转换开关235QS后， 至控制电源变压器 670TC 的原边。 变压后在670TC 的次边输出220V的单相 交流电。
663C
671L
666QS
648PA A
673RS
V5
1 3
控制电路
Kong Zhi Dian Lu
SS4 改型电力机车的控制电路可分为：有接点控制电路和无接 点控制电路。
SS4 改型电力机车的有接点控制电路由起不同作用的各种控制 环节所组成，可分为以下几大部分：
1、控制电源：DC110V稳压控制电源及其配电电路。 2、整备（预备）控制电路：完成机车动车前的所有操作过程。 3、调速控制：完成机车动车的控制，即起动、加速、减速。 4、机车内部状态信号控制电路：完成机车整车或某些部件的工作状态显示。 5、照明控制电路：完成机车的内外照明及标志显示。 6、机车车载设备控制电路
受电弓控制
一、风 源 ：
受电弓的升起主要是靠压缩空气进入升弓气缸，推动气缸内的 活塞运动而产生的。所以，要升起受电弓必须储备足够压力的压 缩空气。
（一）、机车在正常运用时由总风缸供风：
机车在正常运用时，机车的主压缩机（风泵）处于正常的工作状态，为全 车提供总风源，并将总风储存在总风缸内。此时总风缸内只要储存了一定压缩 空气（不能低于450 Kpa ） ，降弓后即可利用总风缸内的压缩空气进行升弓以 及合闸操作。
V2
V3
676SB 650PV
GB
663C
V
24
670497EL
601QA
640PA
667QS
666QS
648PA A
673RS
V5
650PV V
GB
672RS 601QA
A 640PA
675SB
668QS
617QA
667QS 464
V 658PV
4 6 4
N464
602QA 受电弓 603QA 主断 604QA 控制器 605QA
2号车W400 —— 400
（3）、经过重联中间继电器控制的导线，在原线号前面“ 2 ”
例如：1号车导线537 —— 经重联中间继电器546KA的正联锁后
——2537 —— W2537
2号车—— W2537—— 2537
——重联中间继电器546KA的正联锁—— 导线537
（4）、通过重联电缆后的特殊连接
（二）、机车停放后的控制风缸供风：
机车停放后，如果总风缸内的风压低于 450 Kpa时，可利用控制风缸内储 存的压缩空气，但此时控制风缸内的风压不能低于 700 Kpa（参考值），进行 升弓以及合闸操作。
（三）、机车停放后的辅助风缸供风：
机车停放后，如果总风缸内和控制风缸内无压缩空气储存或储存的压缩空气 风压不够升受电弓以及合主断路器使用，可启动升弓压缩机 447 MD（辅助压 缩机）打风进行升弓以及合闸操作。
一、内 重 联 线
在线号前面冠以 “ N ”（内）字头的线号，为两节车之间
重联线，也就是一台机车之间的重联线，称为内重联线。
1、内重联线有三种表示方式： （1）、N ××× （2）、N ×××a（3）、N ×××b
2、联结原则：
（1）、在同一线号下带a的导线与带b的导线相连接。
例如：A节车N533a
辅机控制 606QA
前照灯 607QA
辅前照灯 608QA 车内照明 609QA
电子控制 610QA
电扇辅压 611QA
自动信号 612QA
自动停车 613QA 无线电台 614QA
逆变电源
三、控制电源的供给：
（一）、在降弓的情况下，由蓄电池提供：
1、闭合蓄电池闸刀 666QS，即整流桥输出与相连接的闸刀。 2、闭合负载闸刀 667QS 。 此时导线 464 有 90V — 92.5V的电压，若闭合所有的自动开关，蓄电池可向控 制电路提供电源。
当某一端的DC110V电源故障须重联工作时，V5可阻断工作中的DC110V电 源柜对故障端的蓄电池组的充电电流，防止工作中的DC110V电源柜负载过重， 甚至达到限流值。同时也保护了蓄电池组不受外来高电位和反向电流的冲击。
整 备（预备）控 制
所谓整备控制是指机车动车前的各项预备 性操作：
如升受电弓、合主断路器、起动劈相机、空气压缩机 控制、通风机控制、完成机车向前或向后、牵引或制动 的操作。