劈相机的常见故障分析.docx
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劈相机的常见故障分析
高等教育自学考试
毕业设计（论文）
北京交通大学
北京交通大学
毕业设计（论文）
题 目：
劈相机常见故障分析
姓 名：
王磊 专 业：
铁道机车车辆
工作单位：
吉林铁道职业技术学院
职 务：
学 生
准考证号：
291712101123
联系电话：
159********
设计（论文）指导教师：
关洪亮
发题日期：
2013年4月15日
完成日期：
2013年6月30日
毕业设计（论文）评议意书
专业
铁道机车车辆
姓名
王磊
题目
劈相机常见故障分析
指导教师评阅意见
成绩评定：
指导教师：
年月日
答辩组意见
答辩组负责人：
年月日
备注
毕业设计（论文）任务书
毕业设计（论文）题目：
劈相机常见故障分析
1、毕业设计（论文）内容
劈相机是一种将单相电变换成三相电的特殊电机，其实质是由单相电动机和三相发电机组合而成的旋转电机。
它是电力机车的专用装置。
劈相机的工作原理：
在单相工频交流电力机车的辅助系统中，异步劈相机（简称劈相机）用来将主变压器辅助绕组供给的单相电源“劈成”三相，向辅助系统所有三相异步电动机供电。
二、基本要求
了解劈相机的运用和维修，以及基本工作原理和特性，日常维护和保养。
三、重点研究的问题
劈相机的基本原理、结构、维修。
四、主要技术指标
电力机车劈相机的工作原理，基本结构，特性及维修。
下达任务日期：
2013年4月15日
要求完成日期：
2013年6月30日
指导教师：
关洪亮
开题报告
一文献综述
本文介绍了劈相机的基本结构，工作原理以及维修方法，劈相机的基本理论知识，同时又注意反应我国当前劈相机运用与检修的现状，以劈相机的常见故障进行分析。
二选题目的和意义
劈相机的检修及常见故障是一门主干专业课程。
主要讲述电力机车上应用的劈相机的基本原理、结构特点、工作特性、技术参数等。
三研究方案
介绍劈相机的基本知识，同时又注意反映我国当前电力机车劈相机的现状，以及机车使用劈相机的
四进度计划
序号
论文内容
日期
完成情况（%）
1
确定论文设计题目
领取设计说明书
04.20
25
2
调研搜集材料
05.10
20
3
论文初稿
05.20
20
4
初稿审核修改
06.10
15
5
定稿、编排、打印
06.20
15
完成设计日期2013年6月30日
摘 要
随着社会的不断发展，经济的不断增长，人们的运输工具也在不断改进，然而铁路运输依旧是我国经济运行的大动脉，在我国交通体系中占有重要的地位。
近几年来我国铁路加快了以高速、重载、安全为主题的发展步伐。
我国铁路运输开始向电气化的飞速发展,铁路电力机车日益增多,而电力机车上的辅助电机,尤其是劈相机的可靠起动甚为重要.铁路机车劈相机是电力机车的心脏部分，它的好坏直接影响到机车的行车安全及人们的生命安全。
本文就简要介绍一下劈相机的结构、特点、电力机车控制电路的作用与工作原理，并结合电力机车劈相机控制电路的结构、起动原理分析一下铁路机车劈相机常见的故障问题。
本文简要叙述电力机车劈相机的结构相关知识、特点。
从起动方式及其工作原理分析其控制电路的结构；结合劈相机和控制电路分析其控制方法，以及对电力机车劈相机的基本故障以及分析其解决方法。
分析SS4G型电力机车劈相机的故障，再到劈相机的日常保养与维护都做了介绍。
关键词：
劈相机；故障；电力机车；启动电阻；
前 言
众所周知，电力机车通过劈相机与通风机配合，而且一条电气化铁路会分段供电，且不说因为一些原因运行中的劈相机启动故障，就说在遇到电阻烧损时，牵引通风机带劈相机工作。
有机车绝缘损坏时的问题.从劈相机的故障问题入手，对应的方法措施来寻找问题的来源以及劈相机本身带来的许多问题着手处理，详细的论述劈相机几方面问题。
对机车劈相机启动过程遇到的问题等等的一些问题，都有一些详细的论述。
本论文主要是简单的论述了劈相机的结构特点,以及劈相机工作原理，结合劈相机的综合应用来论述如何减少劈相机运行中故障的发生。
目 录
第一章劈相机概述 1
1.1. 劈相机的结构 2
1.2. 劈相机的特点 5
第二章劈相机的工作原理 6
2.1.电力机车劈相机 6
2.2.异步劈相机的工作原理 7
2.3.劈相机的起动方式 8
2.3.1. 劈相机的负载工况 10
2.3.3. 单相电容运行电动机 13
2.3.4. 单相电阻起动电动机 14
第三章劈相机常见故障及分析处理 15
3.1.劈相机电路故障分析及处理 15
3.1.1. 接触器故障分析及处理 15
3.1.2. 电器元件误动作 15
3.1.3. 劈相机接线错误 16
3.1.4. 起动电阻值变大 17
3.1.5. 供电电压过低和输入电压严重不对称 17
3.1.6. 劈相机故障，通风机兼作“劈相机”分相起动 18
3.1.7.劈相机不起动 18
3.2.劈相机机械故障分析及处理 19
3.2.1. 轴承有异音 19
3.2.2. 轴承过热 20
3.2.3. 劈相机有异常噪音或振动过大 21
3.2.4. 电机升温过高或冒烟 22
3.3.劈相机启动按钮故障现象 22
3.3.1 主断即跳的检查处理 23
3.3.2. 无任何声音的检查处理 23
3.3.3. 无劈相机启动声音的检查处理 24
3.3.4. 劈相机启动声音异常的检查处理 24
3.3.5. SS4G型电力机车劈相机起动电阻烧损的原因分析及改进措施 25
3.4劈相机常见故障及处理方法 26
第四章劈相机的保养与维护 27
4.1.运转前的检查 27
4.2.劈相机的启动 28
4.3.劈相机的运行与停止 29
第五章结束语 30
参考文献 31
第一章劈相机概述
劈相机是一种结构特殊、用途特殊的三相异步电机，是异步电动机的简称。
其实质是由单相电动机和三相发电机组合而成的旋转电机，它是一种能实现单～三相变换的异步电动机，用于一切由单相电源供电，而又以三相异步电动机为负载的场合。
它是电力机车的专用装置。
劈相机是由异步电机演变而来，因此它具备异步电机的一系列优点。
它的特性又正好和三相异步电动机进行最佳配
合，所以在单相工频交流电力机车的辅助系统中，异步劈相机（简称“劈相机”）用来将主变压器辅助绕组供给的单相电源“劈成”三相，向辅助系统所有三相异步电动机供电.
劈相机在国内外电力机车上有多年的运用历史，在当今晶闸管技术相当发达的变相领域中，劈相机仍能以它独有的经济、可靠、结构简单和节能等显著优点力克群芳，深深吸引从事单相电源变相技术的国、内外专家，在工频60Hz的新型电力机车上仍广泛采用。
劈相机除了在电力机车上的应用外，对一线一地的供电系统，使用劈相机也很有价值。
劈相机不应该是一台三相异步电动机不对称运行工况的延伸，应该是异步电动机群中和电动机相互作用。
每一台已经运行着的电动机均可作为劈相机或者辅助劈相机向其他电动机供电，每一台电动机的工况都是可逆和自然过渡的。
它具有结构简单、成本低廉、运行可靠、维修方便等优点及可以直接在单相220V交流电源上使用的特点，因此在家用电器（电扇、洗衣机、电冰箱、空调器等）及轻工业装置上得到了广泛的应用。
当然，目前也正逐渐应用于电力机车等行业。
1.1. 劈相机的结构
劈相机是鼠笼式异步电机中的一种，根据其运行特点需要一种趋肤效应差的单鼠笼转子，它可以用于一切单相供电有要求使用三相异步电动机的场合，作为单相电网三相负载直接进行相数变幻的装置。
鼠笼转子可以是铜条的，也可以是铸铝的。
从运行经验看铜条转子不如铸铝的好，铜条易疲劳损坏而使转子端环处断裂，所以寿命不及铸铝的高。
其次是转子铁芯两端需要压圈，增加了电机的重量和零部件的数量。
铸铝式转子不需要压圈，不可利用端环和和导条把铁芯压得很紧。
更主要的是，由于导条、铁芯和端环铸成一体后消除了端环和导条之间的相对运动、转子旋转式的疲劳应力，从根本上解决了端环处导条断裂的问题，因此铸铝结构比铜条式的可靠。
劈相机的结构和一般鼠笼式异步电动机的结构相似，主要是由转子和定子两部分组成,定转子之间有气隙，此外还有端盖、轴承和出线盒等部件。
作为专用劈相机轴上是不带任何机械负载的，故该电机无轴伸端。
现简单介绍如下：
1）.定子
劈相机的定子由机座，定子铁芯和定子绕组等组成。
定子采用F绝缘绕组嵌线完成后，整个定子应浸渍5152无溶剂漆或1032三聚氰胺醇酸树脂漆两次。
劈相机定子和异步电动机的相似，由定子绕组、定子铁芯和机座组成。
1定子绕组 是不对称的三相绕组，由它产生劈相机的旋转磁场。
更主要的是通过它直接把电源变换成三相电源，由它决定劈相机的主要性能。
各相绕组的匝数按性能要求实际决定。
2绕组线圈 按一定规律依次嵌入定子槽中，并按照一定的接法连接起来。
容量大的劈相机都采用双层绕组，每一槽内的导线分为上下两层，中间用绝缘隔开。
定子绕组有硬绕组和软绕组两种。
低电压的中小型电机都广泛采用软绕组。
总之，劈相机定子绕组成形、嵌制和结构与一般异步电动机相同。
3定子铁芯 是劈相机的磁路，它由定子冲片叠压而成，定子采用0.5mm的硅钢片，双面涂以硅钢片漆。
一般情况，定子铁芯上有两个绕组：
一个称为工作绕组或主绕组，用以产生主磁场和从电源吸收电功率输入给电机；另外一个称为启动绕组或辅助绕组，用来起动电动机
⑷压装方式 铁片叠压成铁芯后压入机座的称为外压装式；铁芯冲片在机座内叠压的称为内压装式。
中心高在280mm以下的电机多数采用外压装，外压装的工艺可保证定子内圆和机座止口，是一种较好的铁芯结构。
某些较大尺寸的劈相机采用内压装的形式，尺寸更大的电机可采用扇形冲片在电机内部结成整圆，这种方式主要可以节省材料，但是内圆需要旋圆。
主要作用是固定和支撑铁芯，装配端盖、轴承和转子，并起保证定、转子和气隙均匀的作用。
目前生产的几种劈相机一般都采用铸铁机座，为了加强散热能力采用开启式的结构，两侧和下部有通风孔。
2）.转子
转子是劈相机的旋转部分，也是劈相机变换相数的主要部件。
劈相机旋转起来以后，旋转着的转子对定子负序磁场有很强的阻尼作用，气隙中负序磁场的大小与转子负序阻抗成比列，转子绕组中的负序电流有双倍电源的频率，因此趋肤效应很强。
劈相机的鼠笼转子以单鼠笼为佳，转子槽形设计时要考虑到在转子导条中负序电流渗透的有效高度范围内，槽形面积尽可能要求要大。
劈相机的转子均采用轴肤效应较差的单鼠笼式结构，而转子槽型的设计应考虑到在转子导条中负序电流渗透的有效高度范围内的槽型面积能尽可能大些，通常采用上宽下窄的倒梨型槽或中字形组合槽，劈相机的定子铁芯与转子铁芯之间气隙约在1mm左右。
3）.气隙
定子铁芯与转子铁芯之间的气隙时很小的，气隙大小根据劈相机容量而定，目前生产的集中劈相机气隙在1mm左右。
气隙小不但装配困难、同心度要求高，而且谐波电流产生的寄生力矩也大。
气隙大磁阻就大，需要
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