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韶山Ⅲ型电力机车重联控制研究


韶山Ⅲ型电力机车重联控制研究

研究生: 导 师:

北京交通大学机械与电子控制工程学院 年 月

北京交通大学工程硕士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――



要(中文)

SS3 型电力机车重联控制

系统中所说的机车重联牵引与一般意义上 的机车重联牵引不同。一般意义上的机车重联牵引,由于是个别控制, 难以达到牵引和制动的均匀和同步控制,重联控制系统可以在重联双 机的任一个机车上实现两机车牵引和制动的均匀和同步控制,以最大 限度地发挥牵引效率。 SS3 机车采用大功率硅整流管和晶闸管组成的桥式全波整流电路。 调压整流电路是晶闸管级间平滑调压系统及采用恒流限压控制,使机 车具有无级加速特性。SS3 机车重联控制系统的设计必须充分考虑到与 原机车电气线路及部件的兼容性,尽可能不改变单机原电气控制线路 的逻辑性,使设计后的电力机车既能重联运行,也能单机运行,单机 操作时的单机性能不发生任何变化。两台电力机车重联以后,在任何 一台机车的任意一个司机室均能方便的控制所有重联机车的运行,实 现两台电力机车协调一致地进行牵引和制动。另外,重联控制系统的 设计尽可能简单,以方便司乘人员掌握和操作。 重联控制系统的设计与研究与 SS3 电力机车控制的特点结合比较紧 密。首先是考虑到了重联两机车中的任何一台机车电器动作的快慢不 能影响另一台机车上电器的正常动作次序。其次是在控制电路中很好 的避免迂回电路的产生,因为它们可能引起机车上电路电器的误动作。 对于 SS3 电力机车在双机重联牵引时,调速电路中两位转换开关的 控制、整备电路中受电弓的升降以及制动电路中撒砂的控制都有一定 的特点,与电力机车不同端联挂有关。因此,重联控制系统设计方案 中必须考虑适应同车端和不同车端两种连挂方式。 电力机车重联控制过程中,为保证发挥最大牵引力,要求两台机车 必须是有相同的运行速度,也就是要求两台机车有相同的运行级位。 SS3 电力机车是采用调压开关分接成 8 级步进和级间通过电子电路恒流 调压调速的方式进行速度调节控制,这种调速方式的重联控制在国内 尚居首次,重联控制设计与研究过程中很好的解决了调压开关级位转 换时重联两机车的同步问题,实现了调压开关的无电弧转换。

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重联控制系统完成了五个部分控制的内容,一是机车整备控制,即 完成机车起动前的各项预备性操作,如升受电弓、合主断路器、起动 各辅机等。二是机车调速控制,完成机车工况选择、运行方向选择及 速度调节的重联控制。三是机车保护控制,即保护与机车主电路、辅 助电路有关的执行重联控制。四是信号显示的重联控制。五是电空制 动的控制,即 DK-1 制动机的控制。 重联控制方案在成都铁路局遵义机务段所辖的两台 SS3 电力机车上 进行工程施工、调试和试运行,获得初步成功,效果反馈很好。目前, 该方案正在试运行过程中逐步走向完善。 关键词: 电力机车 控制 电气线路 重联

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要(英文)

Coupling and traction of double-headed control system of SS3 electric locomotive is different from general meaning. Generally, it is hard that traction and brake act evenly and synchronously due to the individual control. All this can realize in any of the two double-headed locomotive so as to extract its maximum traction efficiency when using the double-headed control system. SS3 electric locomotive adopts high-power silicon rectifier and thyristor composing bridge rectification circuit. Adjusting voltage rectification circuit adopts smoothing adjust voltage system among the grades of thyristor and constant current limit control, so the locomotive possess steeples accelerate performance. The design of the SS3 double-headed control system must be considered enough about compatibility of former locomotive electrical circuit and component, and unchanged the former electrical control circuit logicality of single locomotive as far as possible, so the locomotive can run singly as well as in double-headed mode after redesigning. The performance of the single locomotive hasn’t any change when single locomotive is operated. Running of double-headed locomotive can be controlled conveniently in any of the driving cabs of each locomotive in double-headed mode. Besides, double-headed control system should design as simple as possible so that the drivers can grasp and operate conveniently. The design and research of SS3 double-headed control system combine with SS3 locomotive control performance very tightly. First, it considers that the movement speed of any locomotive of the two double-headed locomotive cannot influence the normal sequence of the electrical equipment in another. Second, it can avoid engendering roundabout in control circuit, which can cause mis-operating of the electrical equipment of locomotive. The control of the two place convert switching in speed governing circuit, ascend and descend of pantograph in pre-working circuit and

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control of casting sand in brake circuit, all these have their certain characteristics that was related to different end hanging of unit. So the design of double-headed control system must be thought about different mode of linking up: coupled at the same end or at the different end. During the process of locomotive running in the double-headed control mode, the two locomotives are required to run at the same speed so as to extract its Max. traction force, it requires two locomotives have identical running grade also. SS3 locomotive adopts adjusting pressure switch that is connected with eight stepping grades voltage and the way of constant current pressure adjusting and speed regulating in electron circuit to control the speed among grades. Such method in double-headed control is used as first time in home. The design and research of double-headed control solve the problem of synchronization of double-headed locomotive when adjusting pressure switch converts among grades, and realize non-arc converting of adjusting pressure switch. Double-headed control system fulfill the work about five part: first, the control of locomotive’s pre-working, that is operating of preparation before locomotives start moving, such as elevating pantograph, closing main circuit breaker, starting every auxiliary engine and so on. Second, the locomotive’s speed adjusting control, that finish double-headed control of the selection of locomotives working condition, running direction and adjusting speed. Third, the locomotives protective control, that is protective double-headed control towards main and assist circuit. Forth, the double-headed control of signal shows. Fifth, electrical air brake control, it is control of DK-1 brake. The design of double-headed control has finished engineering construction、 preliminary test and test run on two SS3 locomotives belong to Zunyi depot, Chengdu railway office, and has elementary success and good effect. At the moment, the project is being perfected step by step in process of test run. Key words: electric locomotive, control, electric circuit, double-headed

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第一章 绪论 ………………………………………………………..1 1.1 课题的来源和背景…………………………………. …………… 1 1.2 重联控制系统的设计原则 ………………………………………1 1.3 重联控制系统的特点………………………………. …………… 1 1.4 重联控制系统的基本原理…………………………. …………… 2 1.5 重联控制系统所完成的主要工作任务……………. …………… 3 1. 重联装置组成………. …………………………. …………………3 6 第二章 SS3 型机车电气线路……………. …………………. …….3 2. 电路分类……………. …………………………. …………………3 1 2. 主电路……………. …………………………. ……………………4 2 2.3 辅助电路…………. …………………………. …………………..14 2.4 控制电路(电子电路)………………………. …………………18 第三章 SS3 机车整备电路的重联控制………………………… …25 3.1 受电弓的重联控制……………………………………………… ..25 3.2 主断路器的重联控制……………………………….. ……………26 3.3 劈相机的重联控制…………………………………. ………. …...27 3.4 空压机的重联控制 ………………………………….……………28 3.5 通风机重联控制 …………………….……………….…………...29 3.6 制动风机重联控制………………………………….…………….30 第四章 调速控制电路的重联控制 ………………………………..30 4.1 位置转换开关的重联控制…………………………. …………….31 4.2 磁场削弱的重联控制………………………………. …………….33 4.3 二级电阻制动和制动保护的控制…………………. …………….34 4.4 线路接触器的重联控制……………………………. …………….35 4.5 调压开关升降控制 ……………………………………………….35 4.5.1 调压开关升位重联控制 ……………………….. ……………36 4.5.2 调压开关降位重联控制 ………………………. …………….38 第五章 保护电路重联控制 ………………………………….. …...39 5.1 机车过流保护重联控制 ………………………………………….40

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5.2 机车接地保护重联控制 ………………………………………...40 5.3 调压开关卡位保护 ……………………………………………...41 5. 机车零位保护 ……………………………………………………41 4 5. 制动保护 …………………………………………………………41 5 5. 牵引电动机超压保护 ……………………………………………42 6 5. 紧急制动支路的重联 ……………………………………………42 7 5. 主断路器断支路问题…………………………………………….42 8 第六章 信号控制电路的重联 ……………………………….. … 42 6. 主过流信号的重联控制 ………………………………………… 43 1 6.2 接地、零压信号的重联控制…………………………………… 43 6.3 辅机过流信号的重联控制……………………………………… 43 6.4 级位信号的重联控制…………………………………… ………44 6.5 主断路器的重联控制…………………………………………… 44 6.6 电子、油流信号的重联控制…………………………………… 44 6.7 调压开关级位显示 ………………………. …………………… 45 第七章 电空制动系统的重联控制………………………………..45 7.1 DK—1 型电空制动机的作用原理……………………………… 45 7.2 制动重联装置的组成…………………………………………… 45 7.3 制动重联控制的作用…………………………………………… 46 7.4 重联控制作用原理……………………………………………… 46 7.5 操作程序…………………………………………………………47 工程实现……………………………………………………………… 48 致谢……………………………………………………………………..48 参考文献………………………………………………………………..48 期间发表的论文………………………………………………………..48

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附表 SS3 机车重联控制系统主要符号表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 代 号 名 充气按钮 消除按钮 警惕按钮 紧急制动按钮 低速制动按钮 制动电空接触器 线路电空接触器 励磁电空接触器 磁场消弱电空接触器 劈相机接触器 压缩机接触器 牵引风机接触器 制动风机接触器 起动电阻接触器 变压器油泵接触器 变压器风机接触器 伺服电机正反转接触器 伺服电机接触器 主断路器 受电弓 接地信号灯 主断路器信号灯 电子控制信号灯 主电路过流信号灯 称 型 号 数量 2 2 2 2 2 6 6 1 12 2 2 4 2 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 1~2CQA 1~2XCA 1~2JTA 1~2JZA 1~2DZA 1~6ZC 1~6XC LC 11~61CC 11~62CC 1~2PXC 1~2YDC 1~2FDC 1~2ZFDC QRC BDC BFDC 1SDC 2SDC QD 1~2SD 1~2JDXD 1~2QDXD 1~2KXD 1~2ZGXD LA19-11(绿) LA19-11(绿) LA19-11(红) LA19-11(红) LA19-11(红) TCK7B 1500V 600A TCK7 1500V 600A TCK7C 1500V 600A TCK7B 1500V 600A CJ8Z-150Z 110V CJ8Z-150Z 110V CJ8Z-150Z 110V CJ8Z-150Z 110V CJ8Z-150Z 110V CJ8Z-150Z 110V CJ8Z-150Z 110V CZ5-11-00/33 CZ5-22-10/22 TDZ1-200/25 TSG1-600/25 QS30-1 QS30-1 QS30-1 QS30-1 数字管 数字管 数字管 数字管

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