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摘要

随着电力机车技术的发展，机车控制系统性能的好坏越来越受到广泛的关注。

因为，机车控制系统性能的好坏在很大程度上影响着机车性能的好坏，从而影响列车运行的安全性和可靠性。

SS型电力机车作为我国自主研制的新型电力机车，采用了许多国际客运机车先进技9

术，最高构造时速达170km/h，满足了在长距离区间、长大坡道上牵引大编组旅客列车运行的需要。

通过对SS型电力机车主电路、辅助电路结构的研究及其运行工况的探讨，使9

我们可以很好的了解该机车的性能，为以后更多快速运行列车工作状况的学习以及交流传动电力机车的研究作铺垫。

本论文首先针对SS型电力机车的基本特性做了一定的介绍，再结合相关的理论基础9

对该机车的主电路、辅助电路做了详细的研究。

最后分析了SS型电力机车的牵引、制动9

工况。

作为SS型电力机车上一个至关重要的部分,LCU逻辑控制单元，我们也对其基本9

结构和功能做了简单的介绍。

关键字:

电力机车;主电路;辅助电路;LCU逻辑控制单元;运行工况

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Abstract

Withtheelectriclocomotivetechnology,locomotivecontrolsystemperformanceisgoodorbadmoreandmoreattention.Becausethelocomotivecontrolsystemperformanceisgoodorbadtoalargeextentaffectlocomotiveperformanceisgoodorbad,thusaffectingthesafetyoftrainoperationandreliability.

SSelectriclocomotive,asChinahasindependentlydevelopedanewtypeofelectric9

locomotives,usingmanyadvancedtechnologiestheinternationalpassengerlocomotive,themaximumstructuralspeedof170km/h,metinthelonginterval,alargegroupingofgrowinguptheramponthetractionneededtorunpassengertrains.BySSelectriclocomotivecircuit,9

auxiliarycircuitstructureanditsoperatingconditionsof,sothatwecanwellunderstandtheperformanceofthelocomotive,runningtrainsforthefutureworkingconditionsformorerapidlearningandtheACdriveelectriclocomotivesresearchforbedding.

ThispaperfirstSSelectriclocomotiveforthebasiccharacteristicsofsomedescriptionto9

do,combinedwiththetheoreticalbasisoftherelevantmaincircuitofthelocomotive,theauxiliarycircuittodoadetailedstudy.FinallytheSSelectriclocomotivetractionandbraking9

conditions.SSelectriclocomotiveasavitalpart-LCUlogiccontrolunit,wehavetodoitsbasic9

structureandfunctionofasimpleintroduction.

Keywords:

electriclocomotive;themaincircuit;auxiliarycircuit;LCUlogiccontrolunit;operatingconditions

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摘要....................................................................................................................................I

Abstract.......................................................................................................................................I

第一章SS9型电力机车的简介..............................................................................................1第二章电力电子技术基础.....................................................................................................22.1电力电子技术发展...........................................................................................................22.2电力电子的整流电路.......................................................................................................22.2.1单相可控整流电路........................................................................................................2第三章SS9型电力机车主电路..............................................................................................63.1主电路的特点...................................................................................................................63.2主电路的构成...................................................................................................................63.3整流调压电路...................................................................................................................7

3.3.1主电路三段桥顺序控制运行如下:

..........................................................................8

2.3.2在整流器输出端并联了电阻的作用..........................................................................8

3.4.磁场削弱电路...................................................................................................................83.7.保护电路........................................................................................................................10

3.7.1短路保护..................................................................................................................10

3.7.2过载保护.................................................................................................................10

3.7.3过电压保护..............................................................................................................11

3.7.4接地保护.................................................................................................................11第四章电力机车牵引运行工况...........................................................................................134.1牵引运行工况的介绍.....................................................................................................134.2牵引运行工况的调压.....................................................................................................144.3运行工况控制.................................................................................................................15第五章电力机车制动运行工况...........................................................................................175.1纯电阻制动....................................................................................................................18

5.1.1电阻制动原理及优势...............................................................................................18

5.1.2制动力调节..............................................................................................................18

5.1.3电阻制动特性曲线...................................................................................................19

5.1.4电阻制动工作范围...................................................................................................19

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宁夏理工学院毕业设计（论文）

5.1.5电阻制动的控制.......................................................................................................215.2.加馈电阻制动.................................................................................................................22第六章整流装置..................................................................................................................236.1整流装置的主要功能.....................................................................................................236.2整流装置的均流与保护.................................................................................................24

6.2.1整流装置的均流......................................................................................................24

6.2.2整流装置的保护......................................................................................................256.3整流桥臂的选择.............................................................................................................26

6.3.1桥臂之路串联元件数确定.......................................................................................26

6.3.2桥臂晶闸管并联支路的确定...................................................................................266.4整流装置的试验.............................................................................................................28

6.4.1低电压大电流试验...................................................................................................28

6.4.2绝缘试验..................................................................................................................28第七章逻辑控制单元LCU..................................................................................................297.1概述...............................................................................................................................29

7.2SS型电力机车逻辑控制单元的基本硬件....................................................................299

7.2.1主机板.....................................................................................................................30

7.2.2输入板.....................................................................................................................30

7.2.3输出板.....................................................................................................................307.3逻辑控制单元的功能.....................................................................................................30参考文献.................................................................................................................................32

结束语.................................................................................................................................33

致谢.................................................................................................................................34

附录.................................................................................................................................35

II

第一章SS9型电力机车的简介

SS9型电力机车是通用化、标准化、系列化交—直传动电力机车。

电气线路主要由主电路、辅助电路、控制电路组成。

机车主电路主要有高电压功率电气部件及附属测量、保护元件组成，完成电能与机械能之间的转换，产生牵引力和制动力。

主电路按其功能及电压等级划分为:

网测电路、整流调压电路、磁场削弱电路、牵引电路、制动电路、保护电路、测量电路几部分。

机车辅助电路由辅助电源及各种辅助电气设备组成，用来保证主电路发挥功率和实现其性能，并为司乘人员和旅客改善生活和工作条件。

辅助电路由传统的单—三相供电系统和列车供电系统两大部分组成。

机车控制电路由控制电源、主令电器及控制电气设备组成，完成对主电路、辅助电路中各电气设备工作的控制，完成对机车的牵引、制动的操作和控制。

控制电路由整备控制电路、调速控制电路、信息显示电路、照明控制电路、控制电源电路几部分组成。

SS9型电力机车在控制电路上采用了逻辑控制单元（LUC），实现无触点控制以实现电力机车电气控制线路的可靠性。

LUC利用现代的电力电子技术和微计算机技术构成无触点控制电路取代机车上原有的时间继电器、中间继电器等低压电器和大量的迂回线路，具有控制方式灵活、编程方便、布线直观、检修条理清晰等特点，采用了无触点输出控制方式解决了原有系统在强震环境下的不可靠问题。

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第二章电力电子技术基础

2.1电力电子技术发展

在电力牵引系统中，为了完成从直流到交流或电能转换与控制，大量的应用各种电力电子器件。

现在的电力电子技术是利用电力电子器件对电能进行变换、控制、开关的技术。

现代电力电子技术始于20世纪70年代，在开关技术的基础上，经过近30年的飞速发展，现已以大容量、高电压、高频率、高效率、高性能、轻质量、小尺寸的面貌出现在各个工业领域，发挥着巨大的作用。

20世纪70年代，电力电子技术还是以晶闸管为主，而到80年代已发展成为自关断器件的时代，以GTR、GTO为代表的产品开关频率已达到1~10kHz，MOSET、TGBT等器件相继达到实用化，开关频率越到10kHz~100kHz

2.2电力电子的整流电路

2.2.1单相可控整流电路

1、单相半波可控整流电路

图2-1所示为单项半波可控整流电路的原理图，图2-2带电阻负载时工作波形。

图中变压器T起到变换电压和隔离作用，其一次侧和二次侧的瞬时电压值分别用和表示其uu12有效值分别用和表示、其中的大小根据需要的直流输出电压的平均值确定。

uUUUUdd122

u2α

TπVTωt2πuduVT

u2uθdωtuVT

ωt

图2-1单相半波可控整流电路原理图图2-2单相半波可控整流电路波形图

在晶闸管VT处于断态时，路中无电流，负载电阻两端电压为零，全部施加于VTu2两端。

如在正半周VT承受正向电压期间的时刻给VT门极加触发脉冲，如图2-2所u,t21

示，则VT开通。

忽略晶闸管通态压降，则直流输出电压瞬时值与相等。

至时，uu,t,,d2

即降为零时，电路中电流亦降至零，VT关断，之后，均为零。

图2-2分别给出了uiuuddd2

2

和晶闸管端电压波形，波形与和晶闸管端电