毕业论文题目: 电力机车电路功能分析和故障处理院系名称：专业班级：学生姓名：学号：指导教师：完成日期： 2012年3 月 18日毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）题目：电力机车电路功能分析和故障处理一、毕业设计论文内容本文主要介绍了我国铁路跨越式发展下，针对于目前我国高速电力机车的建设和发展，结合国外先进技术，围绕高速电力机车速度的提高，对牵引供电的运用、维护、高效率运行等方面进行了探讨。

二、基本要求在高速铁路飞速发展的今天，我国高速电力机车的技术标准，熟悉我国高速电力机车现行供电方式与类型。

总体掌握高速电力机车的负载电路分析动及负载电路的检修方式。

能从总体上把握论文的主题，不偏题，不跑题，论据充分。

三、重点研究问题（一）电力机车电气线路组成（二）负载电路分析和不同车型比较（三）制动电路问题分析（四）电力机车主线路结构分析四、主要技术指标（1）运用与整备、维修一体化思想（2）250km/h电力机车制动距离约2公里五、应收集的资料及参考文献[1]丁莉芬.动车组工程.北京：中国铁道出版社，2007[2]钱立新.世界高速铁路技术.北京:中国铁道出版社，2003[3]赵鹏张迦南铁路动车组的运用问题研讨[期刊]2009[4]杜鹤亭.安全综合监测车的研制.中国铁道科学，2003[5]铁路机车与车辆期刊2009[6]铁路动车组运用维修规程[S].(暂行)铁运[2007]3号六、进度计划七、附注摘要高速铁路技术在20世纪60年代进入了应用阶段，1964年，日本新干线实现了商业运营，为世界铁路发展树立了典范，世界铁路的客运发展进入了高速时代。

1981年，法国建成了最高时速270km的TGV东南新干线，它的修建开辟了一条以地造价建造高速铁路的新途径，把高速铁路的发展推向了一个新台阶。

日本、法国的这两条高速线路不但是高速铁路不断发展阶段的标志，还以其明显的社会经济效益、先进的技术装备和优良的客运服务享誉世界。

在日本、法国修建高速铁路取得成效的基础上，世界上掀起了建设高速铁路的高潮，德国、意大利、西班牙等国家相继发展了不同类型的高速铁路，且速度不断刷新。

随着我国铁路跨越式发展的不断深入,高速电力机车的建设高峰已经到来。

多条电力机车专线建成了,高压输电将成为主要的牵引供电系统的动力,电气化线路的正常运营需要有完善的运用检修设施作为保障。

众所周知,高速电力机车滑动取流的的艰难 , 只有最大限度地让电力机车正常运行时,保证良好的取流质量，供电的稳定性、连续性，才能提高电力机车的高速运行效率。

如何考电力机车电气线路的检修、维护、安全,使其最为合理、最为经济,并能最大限度地提高供电效率,都是是本文主要探讨的议题。

关键词：电力机车稳定性高效率目录第一章电力机车电气线路组成 (6)第一节主电路 (6)第二节辅助线路 (6)第三节电机车主线路的基本要求 (7)第四节电力机车主线路的结构分析 (7)第五节电力机车布线图基础 (10)第二章负载电路分析和不同车型比较 (13)第一节牵引电路问题分析 (13)第二节制动电路问题分析 (14)第三节电路主要设备及其维护保养 (16)第三章保护电路分析和不同车型比较 (17)第一节短路保护 (17)第二节牵引电机过载保护 (17)第三节小齿轮“驰缓”的保护 (17)第四节过电压保护 (18)第五节接地保护 (18)第四章主变压器的维护 (19)第一节解体前清扫与检查 (19)第二节检修与修理 (21)第三节组装 (22)结束语 ............................................. . (24)参考文献........................................ (25)第一章电力机车电气线路组成第一节主电路主电路是指将牵引电动机及其相关的电气设备连接而成的线路,该线路具有电压高,电流大的特点,因此亦称高压线路或牵引动力电路。

根据机车的运行情况,对机车提出了各种要求,以满足机车安全运行的需要。

主线路的结构将直接影响机车运行性能的好坏,投资的多少,维修费用的高低等重要经济指标。

本章通过对各型机车主电路单元电路的结构方式,如整流调压方式,供电方式,磁场削弱方式,电气制动方式的讨论过渡到具体机车的主电路。

电力机车的电气线路就是将各电气设备在电方面连接起来构成一个整体,用以实现一定的功能。

整流器电力机车的电气线路通常都由三部分组成,分别是主线路,辅助线路和控制线路。

各种保护设在各线路之中,在电方面不独立存在。

主线路是指将牵引电动机及与其相关的电气设备(如:牵引变压器,调压开关,整流元件,转换开关等)用导线(或铜排)连接而成的线路。

由于该线路的电压为接触网电压与牵引电动机电压,电流为变压器绕组电流与牵引电动机电枢电流,因此该线路中的电压较高,电流大,又称高压线路。

第二节辅助线路辅助线路是指将辅助电机(如:劈相机,压缩机电机,通风机,油泵等)和辅助设备(如:取暖设备,电热玻璃等)及与其相关的电气设备连接而成的线路。

其工作电压视辅助电机类型而定,一般为交流380伏,220伏或直流几百伏。

控制线路是指司机控制器,低压电器及主线路,辅助线路中各电器的电磁线圈等所组成的线路。

通过控制线路可以使主线路和辅助线路中的电器协调动作。

该线路中一般采用低压直流电源,电压值为50～110伏,所以又叫低压线路,我国生产的电力机车其控制线路的电压为110伏。

机车的三大线路在电方面基本上是相互独立的.它们之间通过电磁,机械或电空传动相联系。

第三节电机车主线路的基本要求根据机车的运行情况,对机车的电气线路提出一定要求,机车主线路本身应满足以下几方面的要求:(一).由于主线路是高压线路,因此在升弓带电情况下,要保证工作人员与高压带电部分隔离。

(二).能快速接通和断开电路。

(三).在网压波动的允许范围内能可靠地工作,具有一定的过载能力,对地有良好的绝缘。

(四).能改变机车的运行方向,能进行起动和调速。

(五).尽可能作到起动平稳,调速平滑,减少冲击。

(六).在故障情况下有维持运行的故障线路。

(七).有防空转保护装置。

(八).有充分的保护。

(九).有电气制动的机车应能可靠地进行牵引――制动转换,并保证电气制动的电气稳定性和机械稳定性。

(十).应有使机车入库的低压电源及入库线路。

电力机车主线路是非常重要的，机车主线路要进行功率传递,其结构决定了机车的类型,同时在很大程度上也决定了机车的基本性能,直接影响机车性能的优劣,投资的多少,维修费用的高低等技术经济指标。

第四节电力机车主线路的结构分析衡量电力机车主线路性能,一般从以下六个方面进行考察:(一)变流调压方式整流器电力机车的变流调压方式有高压侧调压低压侧不可控整流,低压侧调压不可控整流,晶闸管移相调压和晶闸管级间平滑调压等几种方式,其基本特点是可以使输出电压平滑调节,实现所谓的无级调压。

相控调压可以分为全控整流调压,半控整流调压两类,其中在无再生制动情况下以半控整流调压为好,主要表现在功率因数的改善方面。

低压侧调压与半控整流调压相结合就是晶闸管级间相控平滑调压,其主要解决的问题也在于提高机车的功率因数。

(二)供电方式供电方式可分为集中供电,半集中供电及独立供电等几种方式。

1.集中供电线路它是由一套调压整流装置给所有的牵引电机供电，集中供电线路在配线和总体布置上都比较简单,整流装置的容量较大,缺点是当各牵引电动机在特性上出现差异时在并联电机支路中有环流存在,当该机车由其它机车拖动与原运行方向相反时,牵引电动机将依靠剩磁发电,其中发电机电势较高的一个电机将通过其它电机形成自励回路,最后造成牵引电机并联自励发电短路,为此在机车线路中都加设了线路接触器。

此外,当一组整流器故障时,将使整台机车的功率降低一半。

2.半集中供电线路半集中供电线路,机车主线路有两组整流装置,每组整流器给一半牵引电动机供电,这种供电线路的特点是每组整流器的容量可以相对小一些,但当一组整流器故障时,也将使整台机车的功率降低一半。

对于C0-C0,B0-B0轴式的机车,半集中供电也叫做转向架独立供电。

(a)变压器二次侧共用绕组式 (b)变压器二次侧独立绕组式3.独立供电线路两种独立供电线路,其共同特点是可以避免上述两种电路存在的缺陷。

即当各电机特性有差异时不会形成环流,若一组整流器故障时,仅切除相应的一台牵引电动机而不影响其它支路,机车功率下降要少一些。

电路为变压器二次侧共用绕组式供电线路,当这种线路中的整流元件为可控元件时,若一组整流器换向时,其余各支路整流元件的阳极电压均下降为元件的正向压降。

这样,各整流支路就会发生逐个换向的现象,造成各支路输出平均电压不相等,电动机特性差异增加。

为克服上述缺点可采用图22-3(b)所示的变压器二次侧独立绕组式供电线路,这种线路还使变压器二次侧绕组中的电流减小,但却使变压器绕组增加了许多,绕组间还有绝缘方面的要求。

(三)磁场削弱方式磁场削弱的方式有改变励磁绕组匝数的励磁绕组分段法,励磁绕组串-并联转换法和改变励磁电流的电阻分路法及晶闸管分路法四种方式,其中常用的是后两种。

电阻分路法是在励磁绕组旁并联电阻使流过励磁绕组中的电流减小,达到磁场削弱的目的,通常用两个电阻实现三级磁场削弱.晶闸管分路法是在励磁绕组旁并联晶闸管,对牵引电动机的励磁电流根据要求的β值进行旁路,从而达到削弱磁场的目的。

晶闸管分路加上相控调压可以实现机车的全无级调速。

(四)电气制动方式电气制动方式有电阻制动和再生制动。

目前,大功率电力机车都配备有电气制动。

电阻制动线路,制动时一般将牵引电动机接为它励,各牵引电机的电枢分别与制动电阻接成独立回路,各牵引电机的励磁绕组串联后由一半控桥供电。

电动机转为发电机运行,电能消耗在制动电阻中。

为了使电阻制动在低速区也获得最大恒制动力特性,近年来在机车上又采用了加馈电阻制动方式。

制动力是靠整流桥相控输出整流电压Ud,对制动电路实施电流加馈,以维持制动电流不变(I=(Ud+E)/R),实现恒制动力特性。

采用再生制动时,牵引电机励磁电路与电阻制动时相同,所不同的是电枢回路,牵引电机作为发电机运行,变流器此时作为逆变器,将发电机的电能反馈到接触网中去。

变流器必须采用全控整流线路或中抽式可控整流线路才能实现逆变要求。

此外,在牵引电机电枢回路中还应串再生稳定电阻Rw。

(五)牵引电动机型式及联结方式牵引电动机型式主要有串励牵引电动机和复励牵引电动机。

为更好的利用机车的粘着力,一般采用全并联的联结方式。

(六)检测及保护方式为使机车乘务人员随时了解机车的运行状态,掌握牵引电动机的工作情况,机车通常设有各种检测电路。

机车主线路的交流侧通过电流,电压互感器对接触网电压,一次侧电流进行检测,牵引电机电流的检测方式是用直流电流传感器检测牵引电机的电枢电流和励磁电流(电气制动状态),检测的电流信号接到安装在司机台的电流表上,直接向司机指示牵引电动机电流。