铁路运输——毕业设计(论文)——S4G型电力机车电气线路分析及应急故障处理.doc
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1、2010届毕业设计任务书一、课题名称:SS4型电力机车电气线路分析及应急故障处理二、指导教师:三、设计内容与要求:1、课题概述:电力机车乘务员必须熟练掌握机车电气线路的分析和故障判断处理方法,本课题主要针对运用方向学生,要求学生能整体分析电力机车主电路,辅助电路,控制电路原理,掌握电力机车电器故障的分析判断方法,并能根据SS4G型电力机车实际运用中的故障进行分析,提出故障的应急处理方法。使学生更好的理解电力机车的工作原理,培养学生运用所学的专业知识来分析解决本专业范围内的实际问题,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。2、设计内容与要求:1) SS4G型电力机车主电路的作用、
2、组成、保护、电气原理分析,故障的分析判断方法及应急故障处理方法。2) SS4G型电力机车辅助电路的作用、组成、保护、电气原理分析,故障的分析判断方法及应急故障处理方法。3) SS4G型电力机车控制电路主断、受电弓环节电气原理分析,故障的分析判断方法及应急故障处理方法。4) SS4G型电力机车控制电路辅机启动环节原理分析,故障的分析判断方法及应急故障处理方法。5) SS4G型电力机车控制电路预备调速环节原理分析,故障的分析判断方法及应急故障处理方法。6) 编写SS4G型电力机车常见故障判断处理流程和方法。7) 绘制SS4G型电力机车相应电气线路原理图。四、设计参考书1. 韶山4G型电力机车 中国
3、铁道出版社2. 电气制图及图形符号国家标准汇集 中国标准出版社3. 电力机车控制 中国铁道出版社4. 电力机车电器 中国铁道出版社5. 电工学 中国铁道出版社五、设计说明书内容1. 封面2. 目录3. 内容摘要(200400字左右,中英文)4. 引言5. 正文(设计方案比较与选择,设计方案原理、计算、分析、论证,设计结果的说明及特点)6. 结束语7. 附录(参考文献、图纸、材料清单等)六、设计进程安排第1周: 资料准备与借阅,了解课题思路、设计要求说明。第2周:设计课题内容辅导。第3-5周:进行毕业设计,完成说明书初稿。第6周:毕业设计检查,了解完成情况。第7周:设计修改、优化,完成说明书,并
4、作好毕业答辩准备。第8周:毕业答辩与综合成绩评定。七、毕业设计答辩及论文要求1、毕业设计答辩要求答辩前三天,每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资料交指导教师审阅,由指导教师写出审阅意见。学生答辩时对自述部分应写出书面提纲,内容包括课题的任务、目的和意义,所采用的原始资料或参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果结论和评价。答辩小组质询课题的关键问题,质询与课题密切相关的基本理论、知识、设计与计算方法实验方法、测试方法,鉴别学生独立工作能力、创新能力。2、毕业设计论文要求:文字要求:说明书要求打印(除图纸外),不能手写。文字通顺,语言流畅,排版合理,无错别字,不允许抄袭。图
5、纸要求:按工程制图标准制图,图面整洁,布局合理,线条粗细均匀,圆弧连接光滑,尺寸标注规范,文字注释必须使用工程字书写。曲线图表要求:所有曲线、图表、线路图、程序框图、示意图等不准用徒手画,必须按国家规定的标准或工程要求绘制。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
6、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
7、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。关键词:控制电路 受电弓 主断路器 故障处理 AbstractAs Chinas electrified rail and electric locomotive technology, the rapid development of electric locomotives in the product structure, form, quality has greatly improved, and improving professional c
8、ounterparts, as the Secretary for passengers, the railway locomotive sector, must be familiar with and master control circuit for electric locomotive principle of the fundamental role, and through systematic analysis and design to improve their professional qualities. Shaoshan 4G electric locomotive
9、 electric circuit design and analysis is drawn from the actual locomotive subject, involving a wider scope. Electric locomotive control circuit is a complex system. This topic requires students to have learned of the locomotive in the line, based on the overall analysis SS4G electric locomotive circ
10、uit, auxiliary circuit and control circuit, and to understand the failure of electric locomotive to determine processes and methods. Try according to the actual situation on the control circuit design. Students a better understanding of the work of control theory electric locomotive and train studen
11、ts to use what they have learned the basic knowledge, expertise, and use them to analyze the basic theory and skills to solve the corresponding problem in this profession, so that students develop proper design ideas to grasp the general engineering design procedures and methods to complete the elec
12、trical engineering and technical personnel must possess the basic capacity development and training Through the study and design of this subject, so that students can better understand electrical theory and electric locomotive troubleshooting methods, practical application of electric locomotives to
13、 master the basic professional skills. Students use what they have learned the basic knowledge and expertise the ability to improve the students to use what they have learned the basic theory and its own comprehensive analysis of the skills to resolve the relevant issues of professional capacity, to
14、 enable students to establish the correct design idea, master of engineering design in general procedures and methods to complete the electrical engineering and technical personnel must possess the basic abilities and training.Keywords:Control circuit、 Pantograph、 The main circuit breaker、 Troublesh
15、ooting目 录前 言1第一章 SS4G型电力机车控制电路主断、受电弓电气原理分析,故障判断及应急故障处理31.1受电弓的控制分析31.2受电弓的故障分析判断及处理方案71.3主断路器控制分析91.4主断路器的故障分析判断及处理方案11第二章 SS4G型电力机车控制电路辅机启动环节原理分析,故障判断及应急故障处理方法132.1劈相机的控制分析132.2劈相机电路故障分析及处理152.3劈相机机械故障分析及处理18第三章 SS4G型电力机车控制电路预备调速环节原理分析,故障判断及应急故障处理方法223.1调速控制分析223.2预备调速环节的故障分析判断及处理方案33第四章 SS4G型电力机车常
16、见故障判断处理流程和方法36毕业设计心得47参考文献49附 图50前 言 韶山4改进型电力机车,代号SS4G。他在SS4、SS5和SS6型电力机车的基础上,又吸收了8K机车先进技术设计的。机车由各自独立的又互相联系的两节车组成,每一节车均为一完整的系统。它电路采用三段不等分半控调压整流电路。采用转向架独立供电方式,且每台转向架有相应独立的相控式主整流器,可提高粘着利用。电制动采用加馈制动,每台车四台牵引电机主极绕组串联,由一台励磁半桥式整流器供电。机车设有防空转防滑装置。每节车有两个B0- B0转向架,采用推挽式牵引方式,固定轴距较短,电机悬挂为抱轴式半悬挂,一系采用螺旋圆弹簧,二系为橡胶叠层
17、簧。牵引力由牵引梁下部的斜杆直接传递到车体。空气制动机采用DK-1型制动机。机车功率持续6400kW,最大速度100km/h,车长215200mm,轴式2(B0-B0),电流制为单相工频交流。 SS4G型电力机车的电气线路主要有如下五大部分组成,即主电路、辅助电路、有接点的控制电路、控制电路电源电路和电子控制电路。S4G型性能,缺点是耗能较大;SS4G型还采用了三次谐波滤波以改善机车功率因机车采用不等分三段顺控半控桥,但牵引特性为恒流,准恒速特性控制,电阻制动为加馈电阻制动,其特性为准恒速限流控制,具有与再生制动相当的优良低速制动数,缺点是增加了系统的复杂性。具有轴重转移的电气补偿控制环节和空
18、转与滑行保护装置,以改善机车的粘着利用。SS4G型电力机车辅助电路,都采用传统劈相机及电容分相起动通风机后备的双馈单三相变流系统。每节车只设一台劈相机,当该机因故障切除后,可用电容对第一台牵引见电动机直接分相起动。然后该电机兼作“劈相机”,在网压22KV以上时,可逐一起动其它辅助机组,避免机破事故。辅助电机的保护有两种方式,一部分采用三相自动开关,具有过载、短路复合脱扣保护功能,并可直接切除故障电路;另一部分机车采用了电子保护,具有单相、过载与短路保护功能,缺点是不能直接切除电路,而需借助于机车辅助机接触器切除或主断路器保护性断电。SS4G型电力机车布置继承了韶山系列电力机车的传统优点,如双边
19、走廊,分室斜对称布置,设备屏柜化、成套化等,结构紧凑,接近容易,维修方便。在器件上有新的应用,如司机室采用双针电表有利多参数测量,新型遮阳帘,新型发光二极管式故障显示屏,主电路、辅助电路与控制电路分束隔开布线,采用新型冷压线簧接插件等。电力机车是从接触网获取电能,用牵引电动机驱动机车,它可以利用风力、水力、煤炭、石油及原子能等光鲜种一次能源,因此,与其他牵引动力相比,不但能源利用率高,节约了能源,而且还能合理利用一次能源。由于电力机车在能源获取上不象其他机车那样受原动机的限制因此可以做到功率大,并且过载能力强,电力机车整备时间短,牵引列车启动平稳,加速快,及不受地理因素限制。司机室配备空调、壁
20、炉和脚炉,改善了乘务人员的工作环境。SS4改进型电力机车(从159#车起)是八轴重载货运机车,由两节完全相同的四轴机车用车钩与连挂风挡连接组成,其间设有电气系统高压连接器和重联控制电缆,以及空气系统重联控制风管,可在其中任一节车的司机室对全车进行统一控制。另外,在机车两端还设有重联装置,可与一台或数台SS4改进型机车连接,进行重联运行。机车采用国际标准电流制,即单相工频制,电压为25kV。采用传统的交直传动形式,使用传统的串励式脉流牵引电动机。机车具有四台两轴转向架,采用推挽式牵引方式,固定轴距较短,采用转向架独立供电方式,全车四个两轴转向架,具有相应的四台独立的相控式主整流装置。主整流装置采
21、用三段不等分半控调压整流电路。机车电气制动系统采用加馈电阻制动,使机车低速制动力得以提高。机车辅助系统采用传统的旋转式劈相机单三相交流系统。机车设备布置采用双边纵走廊、分室斜对称布置,设备屏柜化,成套化。机车通风采用车体通风方式,进风口为车体侧墙大面积立式百叶窗,各主要设备的通风支路采用串并联方式,来满足机车通风要求。SS4改型电力机车样图:第一章 SS4G型电力机车控制电路主断、受电弓电气原理分析,故障判断及应急故障处理1.1受电弓的控制分析 受电弓的升起是由压缩机空气进入升弓气缸,推动气缸内的活塞而产生的。所以,要升起受电弓,必须具备足够的压力的压缩空气。 压缩空气的开通与关闭是受电磁阀控
22、制,具体控制过程如下:图1-1 高压室门联锁控制环节 (1)电源由602QA自动开关提供,经主台按键开关的点连锁点570QS,使导线531有电。一经20QP、50QP、297WP、使保护阀287YV得电动作,开通了通向高压室门联锁阀的气路(如图1-1)。若此时,门联锁已正常关闭,则门联锁阀动做,使高压室门闭锁,并开通通向受电弓升弓电磁阀的气路,为升弓做好准备。(如图12)图1-2 受电弓气路图另一条路径“前受电弓”按键开关403SK及受电弓隔离开关587QS,使导线533有电,若此时风压隔离开关588QS在“单机”位,就是“1”位,导线533经588QS使导线534有电,受电弓电磁阀1YV得电
23、动作,压缩空气直通升弓风缸,促使受电弓升起。如果此时588在“重联”位即“0”位时,导线533经内重联插头后,使另一节车的N533b有电,再经过另一节车的受电弓风压继电器515KF和内重联插头,使本车的534导线有电,使受电弓升起从而实现了只有当重联的两节车的高压室门都关好后,受电弓才能升起的设想,到达了保证人身安全的目的(见图1-3)。以上介绍的是198号以前的SS4改型机车的受电弓控制原理。自199号 开始,增加了另一节机车主断路器的常闭联锁(见图1-4)。这样,当B节车的515KF失效或因其它原因,只需A节车工作时,可以通过操作558QS,使其工作在单机位,即558QS的接点短接A节车的
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