2.1.3辅助电路特点
机车2个辅助变流器APu1、APU2由牵引变压器的2个辅助绕组供电，通过单相整流--中间直流--三相逆变3个环节向辅助三相异步电动机供电。辅助变流器采用风冷技术。辅助电机由空气断路器进行过流保护，辅助变流器输出电路设有LC滤波装置。
辅助变流器APU1采用变压变频(2—380 v／0．2—50 Hz)的方式对6台牵引通风机电机和2台冷却塔风机电机供电。辅助变流器API『2采用恒压恒频(380 v，50 Hz)的方式对2台空压机电机、2台牵引变压器油泵电机、司机室空调、2台主变流器水泵电机和2台辅助变流器风机供电。辅助电源系统有冗余，当任何一组辅助变流器发生故障，另外一组可以通过闭合辅助电路转换接触器，向所有的辅助电机供电，此时辅助变流器工作在恒压恒频状态。
充电装置的工作环境恶劣，后边是APU滤波柜，左右两侧是牵引风机，以及电线路问的干扰等，这些都是很大的干扰源，影响控制电路和驱动电路的电源品质，造成PSU工作不稳定。
3.3.2.2 温度的影响
HXD3机车PSU引进日本原装RFE081一A0型电源技术，根据日本的使用环境设计、制造的产品，环境温度参数为一40℃～+40℃，各配件自然散热。郑州一武汉间线路有500 km多，实测HXD3机车内温度为一10℃～+70℃，区间及昼夜温差大，致使器件在高温和大温差下损坏的概率增加。
3.3原因分析
3.3.1蓄电池
蓄电池防爆安全阀的设计缺陷，当电池箱体内工作压力上升时不能正常释压，造成箱体鼓胀裂漏、变形，电池极柱漏液，极板老化加速，电池的容量下降。
蓄电池的状态正常时，PSU的充电电流控制在30 A以下。一旦蓄电池发生过放电，PSU的瞬时充电电流>50 A，充电器工作在限流区，加之机车负载的不稳定变化，IGBT被强制工作在高频调整区，大负荷运行使器件发热量大，致使器件在满载和高温下损坏的频率增加。
这款机车使用了Co-Co六轴，即前後各一三轴转向架、每轴装有一台1,200 kW交流牵引电动机，整车输出功率为7,200kw。首台原型车编号SSJ3-0001，于2003年年底完成，2004年4月26日由大连厂房驶出，前往北京铁道科学研究院环形线进行试验，试验于7月4日完成，及后这辆机车一直待在环铁至今。
输出电压控制是双闭环控制系统，电压控制环起主要作用，电流控制环起辅助作用。在恒压阶段，输出电压的反馈值与基准电压比较后，确定一个输出波形至PWM发生器，产生IGBT的门极控制信号；在恒流阶段，过程与恒压阶段类似，只是在电压比较器处多比较了一个“输出电压降低值”的参数，这个值根据限流曲线生成，此时电流控制环的地位比电压控制环高，起主导作用。
启用直流加热设备时，蓄电池放电电流大约为35A，即以0．2C的速度放电，电池在1 h内就会出现过放电的情况。
图3-2 DCll0V电源下降过程对机车牵引的影响
蓄电池过放电后又没有及时进行均衡充电，造成电池的容量下降。
3.3.2 PSU充电装置
3.3.2.1 电源干扰
虽然设计时已经考虑了电磁干扰问题，采取了相应的防护措施，但在现场实际测量发现，系统中还是存在线路干扰。
济南铁路局自配属以来，本人开始转型，学习HXD3电力机车，在工作中，对机车运行途中容易发生的一些问题，进行了分析，通过查阅大量专业资料、期刊等，对常见的几个故障进行了分析，并提出改进方法，希望对广大乘务员在工作中对于故障的处理能力能够有所提高。
第二章HxD3型大功率交流传动货运电力机车特点
2.1机车简介及特点
轨距 1435mm
机车前后轴中心距 20846mm
车体底架长度 19630mm
机车宽度 3100mm
机车高度 4100mm （新轮）
机车全轴距 14700mm
转向架固定轴距 2250+2000mm
车轮直径 1250mm（新轮）
1200mm（半磨耗）
1150mm（全磨耗）
受电弓滑板工作范围 5200mm~6500mm
弹簧停车装置代替了以往的手制动机，安装于机车第一、第六轮对，通过作用于所在轮对的基础制动装置，实现充风压缩弹簧缓解、排风制动的功能。基础
制动装置为轮盘制动。
微机控制制动系统CcB．II将26L型制动机和电子空气制动设备兼容，包括制动显示屏、电一空控制单元、集成处理器模块、电子制动阀和继电器接口模块。
TCMS、CI变流器、PSU等装置耗电量大，对工作电源的要求较高。当电源<100 V时，经常会造成这些设备低压保护；在使用蓄电池供电时，又会经常造成蓄电池亏电保护。
PSU设计缺陷，主要是电源、驱动、微机控制板、热稳定、检测、干扰等故障。
3.2.3蓄电池
蓄电池主要是安全阀的设计缺陷，造成部分蓄电池箱体爆裂；另外因机车乘务员使用不当，也经常发生蓄电池过放电的现象。
电制动功率 7200kW（65km/h或70km/h~120km/h) (23t/25t轴重）
最大电制动力 370kN（65km/h~120km/h）（23t轴重）
400kN（70km/h~120km/h）（25t轴重）
第三章HXD3型电力机车DCl10V电源装置原理及故障分析
3.1 系统构成及工作原理
MPu控制单元采用矢量控制方式，实现对牵引电动机转矩的控制，提高粘着利用率和实现空转滑行保护功能。矢量控制能有效地降低谐波和提高功率因数。
2.1.5 空气制动系统特点
机车装有2台螺杆式空气压缩机，当总风缸气压低于825 kPa时靠近操纵端的空压机工作，当总风缸气压低于750 kPa时2个空压机工作，当总风缸气压高于900 kPa时空压机停止工作。空气干燥器为双塔式，一塔干燥，一塔再生，双塔交替进行。干燥器不管季节和环境变化，均能稳定工作，且节约安装空间。
主变流器工作可划分为单相整流--中间直流--三相逆变3个环节，电路由工作接触器、充电接触器、充电电阻、四象限整流器、中间直流环节、逆变器和保护电路构成。四象限整流器和逆变器均由IGBT模块构成，中间直流环节中含有容量大的支撑电容。机车再生制动时，逆变器工作在整流状态，整流器工作在逆变状态，将电能回馈电网。
机车在机务段内整备后没有及时关闭蓄电池，或长时间使用蓄电池供电检修，蓄电池过放电；机车上线前没有认真检查蓄电池的放电情况，机车在亏电的状态下运行，造成PSU亏电保护；机车运行在区间停电期间长时间使用蓄电池供电，造成电池组过放电。
HXD3机车DCll0V低压保护值88 V。在无网压只使用车内照明的情况下，蓄电池的放电电流大约为17 A，相当于以0．1C的速率放电，大约能维持4 h，并使电压保持在90 V以上。如果加上车外照明(包括头灯、副灯、信号灯)、风扇、PSU、TCMS、2台牵引变流柜CI、CCBⅡ制动机等设备时，放电速率更大，大约2 h就能使电压降至90 V以下，控制系统就会因亏电而瘫痪。此时无论采取何种方法，均不能继续充电，见图2。
第一章论述
电力机车由牵电动机驱动车轮的机车。电力机车因为所需电能由电气化供电系统的接触网或第三轨供运行中的电力机车给，所以是一种非自带能源的机车。电力机车具有功率大、过载能力强、牵引力大、速度快、整备作业时间短、维修量少、运营费用低、便于实现多机牵引、能采用再生制动以及节约能量等优点。使用电力机车牵引车列，可以提高列车运行速度和承载重量，从而大幅度地提高铁路的运输能力和通过能力。
HXD3型电力机车DCll0V电源装置由蓄电池充电装置(简称PSU)和蓄电池组构成不间断的110V直流控制电源。PSU充电装置采用DC／DC变换技术，双组电源输入、双路冗余供电设计。输入电源来自辅助逆变器(简称APU)的中间直流750V电压，通过高频隔离变换，向机车提供稳定的DCll0V控制电压，同时与蓄电池并联，作为车载充电器，向蓄电池充电。
机车主控制系统(简称TCMS)控制两套PSU的工作顺序，监视PSU的工作状态，当其中一组故障时，会自动转换到另一组供电。
PSU根据脉宽调制技术控制IGBT元件，将750V直流电压调制为单相脉冲电压，然后经过高频变压器和整流器，最后滤波输出DCll0V电压。充电装置的工作过程为：APU开始工作后，其中间直流回路的电压逐渐上升至750 V，控制电路检测到此电压并维持10 S，先闭合CTT接触器，预充电回路投人工作，中间电容FC两端电压上升，延时3 S后预充电完成。触发晶闸管CHS，装置进入工作状态，输出IGBT门极信号，得到110 V直流电源。APU停止工作后，输入电压下降，当FC两端电压低于620 V时，装置也停止工作。
功率因数 （机车发挥10%以上功率时）≥98%
启动牵引力 520kN(23t轴重)
570kN(25t轴重)
最高速度 120km/h
持续功率 7200kW
持续速度 70km/h(23t轴重)
65km/h(25t轴重)
持续牵引力 （半磨耗轮） 370kN(23t轴重)
400kN(25t轴重)
电动方式-再生制动
2.1.2主电路特点
机车采用DSA200型受电弓和真空主断路器。前后受电弓分别设有一个气动隔离开关，当出现弓网故障后，可迅速隔离故障的车顶电路。机车主电路增设了一个检测精度较高的电流互感器，利用其向微机控制系统和电度表提供电流信号。机车采用l 250 kw大转矩三相异步牵引电动机。
牵引变压器绕组分为1个一次侧绕组、6个牵引绕组和2个辅助绕组。每个牵引绕组对应一个主变流器，主变流器按照转向架划分为2组，即MPUl、MPU2，MPU结构布置见图2。每个主变流器独立地向1台牵引电动机供电。主变流器由冷却液(水与乙二醇的混和物)循环冷却。
3.2故障调查
从2007—4—2008—12机车DCll0 V电源装置共发生170起故障，故障比例(图1)及调查如下。
3.2.1电气线路
电气线路主要是机车控制电气及线路的组装工艺问题，经过后期整修之后基本稳定。
图3-1故障比例
3.2.2 PSU装置
HXD3型电力机车对DCll0 V电源的品质要求非常高，机车控制电源欠压保护值为88 V，不符合国内77V的惯用标准，蓄电池稍有亏电，PSU就会因瞬时充电电流大而保护。