關于電力機車系統(tǒng)論文
關于電力機車系統(tǒng)論文
作為電力機車的核心大部件的電力機車主變壓器,擔負著保證機車正常持續(xù)運行的重要職責,電力機車主變壓器的故障與否成為決定機車順利高效運送旅客及貨物的重要因素之一。下面是學習啦小編為大家整理的關于電力機車系統(tǒng)論文，供大家參考。
關于電力機車系統(tǒng)論文篇一
《 淺談電力機車通風系統(tǒng) 》
【摘要】電力機車是指由電動機驅動車輪的機車，它是從外界擷取電力作為能源驅動的鐵路機車，電源包括架空電纜、第三軌、電池等，其所需電能由電氣化鐵路供電系統(tǒng)的接觸網或第三軌供運行中的電力機車給，是一種非自帶能源的機車。電力機車具有功率大、過載能力強、牽引力大、速度快、整備作業(yè)時間短、維修量少、運營費用低、便于實現多機牽引、能采用再生制動以及節(jié)約能量等優(yōu)點。電力機車自1914年來到中國到今天，電力機車向大功率、高速、耐用方面不斷發(fā)展，為保證電力機車沒有空氣污染，通風問題備受關注。
中圖分類號：U264
引言
第一輛標準計電力機車于1842年由蘇格蘭R.戴維森發(fā)明，發(fā)展中國的電力機車始于1958年，同年12月28日中國歷史上第一個電動機車臺灣鐵道路線制備成功。電力機車的發(fā)展有賴于發(fā)展電氣化鐵路，使用電力機車，能減少污染，如蒸汽機車、柴油機車運行時產生的廢氣，且可使用低污染的風力或水力發(fā)電，在行走時比柴油機車安靜的多，進一步縮減了行車的時間。使用電力牽引車列，可以提高列車運行速度和承載重量，從而大幅度地提高鐵路的運輸能力和通過能力。
一、電力機車的簡介和工作原理
我國電力機車遵循大力發(fā)展電力牽引和內燃牽引，以電力牽引為主的方針，自第一條電氣化鐵路問世至今，實現了速度高、效率高、過載能力強、運輸能力強、經濟效果顯著等優(yōu)越性，按用途可分為客運電力機車、貨運電力機車、客貨兩用電力機車、調車電力機車，按傳動形式不同可分為具有個別傳動的電力機車和具有組合傳動的電力機車，按電流制不同可分為直流電力機車和交流電力機車。
機車先通過電弓從接觸網(就是天上的電線)上受電，在經過機車上的牽引變壓器，整流柜，逆變，然后傳入牽引電機帶動機車，最后通過車輪傳入鋼軌。形成一個巧妙的電路。電力機車的通風系統(tǒng)有：主變壓器的油循環(huán)風冷系統(tǒng)、牽引電機和整流柜(有些車沒有了)的離心通風機冷卻系統(tǒng)和制動電阻帶有制動風機冷卻。
電力機車由機械部分、電氣部分和空氣管路系統(tǒng)三部分組成，空氣管理系統(tǒng)按用途可分為：供給機車和車輛制動所需壓縮空氣的空氣制動路系統(tǒng)、供給機車電氣設備所需壓縮空氣的控制氣路系統(tǒng)和供給機車撒砂裝置、風喇叭和刮雨器等輔助裝置所需壓縮空氣的輔助氣路系統(tǒng)?？諝夤苈肥秋L壓的通道，能夠為機車受電弓上升，機車制動，機車散熱提供風源。
二、通風機的類型和特點
按照工作原理，通風機可分為兩大類型。
1.離心式：離心式的通風機又被稱之為鼓風機，它是工業(yè)上采用最為廣泛的一種類型的通風機，此類型通風機的結構包括蝸殼、葉輪、電動機?？偟膩碚f離心式的通風機具有以下幾個特點：風的壓力比較大，其風力還比較集中，因此適用于比較遠距離的通風.
2.軸流式：軸流式的通風機也經常被稱之為風扇。這種類型通風機的結構：電動機、風道、葉片。一般而言軸流式的通風機具有以下幾個特點：與離心式相反，軸流式風的壓力比較小，其風力是較分散的，所以不適用于遠距離的通風，但其體積小，轉速快，效率也比較較高。
而電力機車通風系統(tǒng)的支路主要有：主變壓器的油循環(huán)風冷系統(tǒng)，牽引電機和整流柜的離心通風機冷卻系統(tǒng)，制動電阻帶有制動風機冷卻。
三、通風機在電力機車上的應用
離心式和軸流式的通風機在電力機車通風系統(tǒng)中均有被采用。由各自類型的通風機的特點可以看出，在有一些距車體比較遠的設備，例如常見的牽引電機，一般都是用離心式的通風機來進行冷卻;而一些設備由于其位置的局限性，比如制動的電阻柜，經常都是用軸流式的通風機來冷卻。
四、SS4改型電力機車采用車體通風方式
分為三大通風系統(tǒng)：
1.牽引通風系統(tǒng)(兩臺離心式通風機)：車外冷空氣→側墻百葉窗→濾塵網
① 1號硅機組→1號PFC電容柜→1號牽引通風機→1、2位牽引電動機→車底大氣。
② 2號硅機組→2號PFC電容柜→2號牽引通風機→3、4位牽引電動機→車底大氣。
2.主變壓器通風系統(tǒng)(1臺軸流式風機)：主變壓器通風系統(tǒng)通常只有一個通風的支路，冷卻的對象是主變壓器和平波電抗器(二者共同使用同一個油箱)，采用的是軸流式通風機，切每節(jié)的機車配有1臺，其冷卻的通路可表示為：
車外冷空氣→側墻百葉窗→濾塵網→主變壓器油散熱器→變壓器通風機→車頂百葉窗→車頂大氣。
3.制動通風系統(tǒng)2臺(2臺軸流式風機)：制動通風系統(tǒng)每一節(jié)機車都擁有兩個完全相同但兩者相互獨立的通風支路，冷卻的對象主要為制動電阻柜，所用的是軸流式通風機，每一節(jié)機車總共有2臺。
其冷卻的通路為：車底冷空氣→進風口(不過濾)→I(Ⅱ)端制動通風機→風道→I(Ⅱ)端制動電阻柜→車頂百葉窗→大氣。
共設置2臺離心式風機、3臺軸流式風機。
電力機車通風系統(tǒng)發(fā)展趨勢：
①可進一步提高通風機的氣動、裝置及其使用的效率，用來減少電能消耗;
?、谖磥砜赡軐⒂脛尤~可調的軸流式通風機代替大型的離心式通風機;
?、劭蓽p輕通風機的噪音;
?、苣軌蛱岣哂糜谂艧煛⑴艍m通風機葉輪及其機殼的耐磨性;
?、莩浞謱崿F可變轉速的調節(jié)和自動化的調節(jié)。
而電力機車通風系統(tǒng)常見的問題 ：
最重要的是通風機耐磨的性能以及耐磨的處理：因為大量的通風機被工廠、礦井、隧道等的通風和排塵等所應用，所以通風機的葉輪和機殼兩者都有著不同程度的損壞，且有些地方會直接影響到生產是否能夠順利的進行，因此對通風機的耐磨性能的要求非常之高。
如今最經常使用的耐磨處理方式包括堆焊、噴涂、噴焊、涂覆高分子耐磨材料等，這些措施可相對的延長通風機使用的壽命。最近這幾年，我們國家從國外引入了一種較為有效的耐磨處理方式，就是在葉輪或者是蝸殼便面粘貼亦或是鑲嵌能夠耐磨的陶瓷，因為這種耐磨陶瓷有著非常良好的耐磨性能，所以可以大大增強分機的耐磨性能。且如若粘貼了耐磨陶瓷片，此通風機在維護方面也比較便利，于是這種方法在我們國家的相關行業(yè)中得到了較為廣泛的推廣應用。
五、結語
為了能夠滿足鐵路提速發(fā)展的迫切需求，電力機車從發(fā)明到如今都在不斷的發(fā)展。我們國家的電力機車特別是電力機車通風系統(tǒng)的研制歷程是模仿制造-獨立自主的研制-批判性的消化吸收引進國外技術，以致可以自主的設計制造出更高水平的電力機車。目前我國已經研制出了 SS8、SS6B、SS4B 等多種類型的產品。相信隨著科技的發(fā)展與社會的進步，電力機車通風系統(tǒng)會有更大的改善，且電力機車會有更加廣闊的發(fā)展前景。
參考文獻：
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關于電力機車系統(tǒng)論文篇二
《 電力機車空轉故障及解決措施 》
摘要：文章通過針對電力機車空轉故障成因、空轉故障判斷及檢測、處理辦法以及解決措施進行分析，為機務各級部門了解和防止電力機車空轉提供一定的理論依據。
關鍵詞：電力機車;空轉故障;解決措施
中圖分類號：U269 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374(2012)25-0099-03
在鐵路跨越式發(fā)展的今天，各大干線經過了六次大提速，牽引定數在不斷提高，鐵路專用機車在不斷更新換代，新技術新裝備的不斷運用，使得、機車的科技含量越來越高，從SS3型電力機車開始，機車電子柜或微機柜均設置了微機防空轉系統(tǒng)，當機車發(fā)生空轉時，系統(tǒng)以適當的速度及特性恢復電機電流及機車粘著系數，減少牽引力的損失。但機車發(fā)生空轉故障時，容易造成電流卸載、輪軌擦傷、坡停等，危害相當嚴重。下面針對電力機車空轉故障成因、空轉故障判斷及檢測、處理辦法以及解決措施進行分析，為機務各級部門了解和防止電力機車空轉提供一定的理論依據。
1 電力機車空轉故障的原因分析
1.1 司機操作不當
電力機車在運行中，司機操作不當，手柄指令過高，容易發(fā)生真空轉。因此，機車在雨天或坡道上起車或行使時，指令不應一次給得太高，當速度起來后再繼續(xù)追加電流。當發(fā)生真空轉或滑行時，司機應適當降低手柄級位，待速度起來后再追加電流，抑制真空轉發(fā)生。
1.2 電力機車輪緣噴油裝置噴油量太大、線路道岔油潤過多等
電力機車輪緣噴油裝置噴油量太大、線路道岔油潤過多等也會引起機車真空轉，伴隨空轉燈亮、撒砂、減載等。這種情況下，機車檢修部門應適當調節(jié)輪緣噴脂裝置的噴油量或改為干式輪緣潤滑裝置，防止真空轉。
1.3 電力機車發(fā)生假空轉的原因
1.3.1 光電傳感器故障引起假空轉。電力機車上目前使用的光電傳感器大部分是TQG15B型傳感器，當傳感器芯片燒損或絕緣破損、傳感器引出線絕緣破損，線路開路、短路或接觸不良等，瞬間無速度信號輸出或速度信號受干擾，都會引起假空轉。
1.3.2 光電傳感器接線盒進水，引起線路接地或短路將引起假空轉。
1.3.3 機車轉向架到司機室端子排的光電傳感器接線開路或絕緣破損，引起速度信號異常，導致假空轉。
1.3.4 司機室端子到電子柜接線不良或電子柜微機防空轉插件故障也會引起空轉。
2 電力機車發(fā)生空轉或電流電壓波動等現象的故障判斷和檢測方法
2.1 普通故障的排除
機車在運行中經常會發(fā)生空轉、滑行或電流電壓波動等現象。發(fā)生大空轉時，空轉燈亮、自動撒砂、電流電壓波動頻繁，而且電流電壓波動弧度大。發(fā)生小空轉時有時空轉燈不亮、不下砂，只是電流電壓在小范圍內波動。這種情況下，機車乘務員只需切除電子柜上方或微機防空轉上的“空轉保護”開關即可或將電子柜倒B組維持運行。
2.2 利用動態(tài)檢測儀進行庫內檢測
機車在運行中發(fā)生空轉故障回段報修時，由于庫內缺乏動車檢測機車速度信號的條件，因此，我們研制了光電傳感器動態(tài)檢測儀。光電傳感器動態(tài)檢測儀簡單來說是一個在機車靜止的狀態(tài)下，能給光電傳感器提供勻速的速度信號，并且能實時觀察速度及頻率大小、變化情況，速度信號輸出波形的檢測設備。利用該設備，可以在庫內對機車光電傳感器及相關線路進行檢測，可以較準確地判斷出造成空轉故障的故障點，并在庫內做相應的處理，大大提高了處理空轉故障的效率，同時減少了機車試運，減少了檢修或技術人員跟車處理的頻次，節(jié)約了人力資源，提高了機車的運用效率。在庫內進行檢測無結果的就要跟車用便攜式示波器進行動態(tài)檢測。
2.3 跟車進行動態(tài)檢測
對于極少數機車空轉故障，是由于機車在運行中產生劇烈振動時，空轉保護系統(tǒng)某些線路瞬間接觸不良，引起速度信號瞬間丟失，從而造成空轉。對于這類故障在庫內機車靜止的情況下很難檢測到故障點，因此，必須派人跟車使用攜式示波器進行動態(tài)檢測，另外也可用示波器檢測。當速度信號受干擾，信號發(fā)生畸變，同樣會造成機車電流電壓波動或小空轉。此時仍然能夠點亮微機防空轉插件上的“速度傳感器速度信號指示燈”。在這種情形下，只有通過檢測空轉插件上的2A、3A、4A、5A孔(對應Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ軸)速度信號來判斷故障點。一般情況下機車速度在0～100km/h運行時，速度信號頻率應在0～1400Hz之間變化，并且四個軸的速度信號頻率變化相差不應超過20Hz。檢測中若發(fā)現有某軸的速度信號頻率變化大于20Hz(經驗值)或輸入的電壓信號波形不是規(guī)則的方波、時有時無等，該軸位傳感器信號則判斷為故障，可通過進一步檢測傳感器及線路來查找具體的故障點。
3 空轉故障的處理方法
3.1 光電傳感器故障的檢測及處理
電力機車光電傳感器可以通過車下檢測設備進行檢測，確定傳感器故障后，則可更換光電傳感器。故障的光電傳感器檢修時，要對傳感器芯片進行更新，組裝傳感器部件時用環(huán)氧樹脂做防水處理。光電傳感器在安裝上車時，傳感器與軸箱之間要加防水膠墊，同時傳感器引出線應斜向下，防止進水，同時要避免引出線過度彎曲。光電傳感器接線插頭與接線盒插接應牢固，用絕緣粘膠帶包扎好，防止進水。
3.2 光電傳感器信號線故障的檢測及處理
若在司機室端子上檢測到某軸位傳感器信號不良，而光電傳感器下車檢測又正常的情況下，可以判定為該位傳感器的信號線故障。表現在線路開路、短路、接地?？梢酝ㄟ^數字萬用表進行檢測線路的通斷，用250V兆歐表檢測其線路絕緣狀態(tài)。確定線路不良時，必須進行換線才能徹底處理。換線時應注意不要損傷插頭及線，接線時應按照接線表對應接線，防止接錯線。
3.3 空轉插件故障判斷及處理
一般情況下，通過在空轉插件上檢測四軸速度信號均正常時，運行中發(fā)生空轉或電流電壓波動則可判定為空轉插件故障。運行中可切除該插件或倒B組維持運行，回段更換空轉插件。
4 電力機車空轉保護系統(tǒng)改進措施
目前，SS3型及以上電力機車都設計了機車微機防空轉系統(tǒng)。但經過近幾年的運用實踐，我們發(fā)現該系統(tǒng)仍然存在一定缺陷。一是當光電傳感器及線路故障引起空轉時不能自動切換;二是當光電傳感器及線路短路或接地時，將導致電子柜或微機柜開關電源產生欠壓或過流保護動作，使開關電源中斷，電子柜或微機柜A、B組都失去電源。這種情況下，表現在司機室顯示屏上為“電子柜預備燈”亮，機車無流無壓，導致機破。
為了達到機車光電傳感器及線路故障能自動切換的目的，我們研制了“光電傳感器故障切除及轉換系統(tǒng)”。光電傳感器自動切除及信號轉換裝置的作用是當光電傳感器及其線路故障時，能自動隔離故障傳感器及線路，同時還能將其他軸位的正常速度信號切換到該位引入電子柜，機車所有性能不變，保證行車安全。使用光電傳感器故障切換裝置，動作時間短，先于電子柜保護動作，保護性能可靠。但單單故障切除裝置，只能切除該傳感器，不能自動將該位信號轉換到其他正常的傳感器上，所以，該裝置還設計了自動信號轉換功能。即當某傳感器或線路故障隔離后，該位傳感器就無速度信號進入電子柜。牽引工況下，電子柜取的是四個速度信號的最小值作為速度反饋信號。在某傳感器無信號輸入時，電子柜將誤認為機車無實際速度，因此，自動控制環(huán)節(jié)將不斷開放可控硅移相觸發(fā)角，整流柜將不斷增加輸出電壓直到最大，機車實際速度也隨輸出電壓的增加而不斷上升，失去恒流恒速控制。因此，光電傳感器及線路故障危害相當嚴重。
本文通過根據電力機車空轉保護系統(tǒng)原理，對機車產生空轉故障的原因進行了分析，提出了故障處理方法和改進措施，減少了因假空轉引起的機車故障及行車事故發(fā)生率，提高了機車的運用效率。
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3.電力機車知識