ss4g lcu控制电路公析.docx

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ss4glcu控制电路公析

SS4G型电力机车LCU控制

　　SS4G型电力机车LCU控制

　　包西机务段包西运用车间

　　赵文俊、张祖鹏

　　2011年12月10日

　　SS4G型电力机车LCU控制电路

　　一、内容与要求:

　　1.课题概述:

　　本课题选自电力机车的实际线路，涉及范围较广。

电力机车的控制线路是一个复杂的系统。

本课题要求在实际运用的机车线路的基础上，整体分析SS4G型电力机车控制电路，了解LCU逻辑控制装置。

尝试根据实际情况对控制电路进行设计。

使车间教学人员更好的理解电力机车的工作控制原理，培养运用教师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，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。

　　2.设计内容与要求:

　　本课题要求在掌握SS4G型电力机车控制电路工作原理的基础上，对部分电路进行LCU逻辑控制梯形图的解析。

具体内容及要求如下。

　　1）SS4G型电力机车控制电路原理分析。

　　2）绘制SS4G型电力机车预备控制电路、辅机起动控制电路原理图。

　　3）根据有接点电路图设计预备控制电路、辅机起动控制电路LCU逻辑控制梯形图。

　　4）对LCU逻辑控制梯形图进行原理分析。

　　5）尝试根据实际情况对控制电路进行改进设计。

　　四、设计参考书

　　《韶山4型电力机车》中国铁道出版社

　　《电气制图及图形符号国家标准汇集》中国标准出版社

　　《电力机车控制》中国铁道出版社

　　《电工学》中国铁道出版社

　　《电力机车电器》中国铁道出版社

　　摘要

　　随着我国电力机车技术的迅速发展和国家对铁路运输的重视,电力机车的各种电路创造、改新有了很大程度上的提高。

　　本文重点介绍SS4G型电力机车控制电路工作原理,并对部分电路进行LUC逻辑控制梯形图的设计。

对SS4G型电力机车控制电路的原理分析的同时,还绘制SS4G型电力机车主电路、辅助电路及预备控制电路原理图，对LCU逻辑控制梯形图进行简要的原理分析与设计，尝试根据实际情况对控制电路进行改进设计,读者可以图文对照,更有助于对SS4G电路的掌握。

　　本设计主要用于提高自己对电气化铁道技术学习的能力,有助于更快更好的掌握SS4G机车的电路分布和原理。

　　关键词：

控制电路分析原理逻辑控制LCU

　　目录

　　第1章概述1

　　第2章控制电路分析3

　　2.1主断路器控制3

　　2.2劈相机的控制4

　　2.3压缩机的控制6

　　2.4通风机的控制7

　　2.5制动风机控制8

　　第3章SS4G电力机车LCU逻辑控制9

　　3.1LCU基本参数与使用说明9

　　3.2劈相机的LCU逻辑控制11

　　3.3压缩机的LCU逻辑控制13

　　3.4通风机的LCU逻辑控制14

　　3.5制动风机的LCU逻辑控制16

　　第4章小结18

　　参考文献19

　　附图20

　　第1章概述

　　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

　　韶山4G型电力机车外观图

　　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，电机悬挂为抱轴式半悬挂，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，轴式2（B0-B0），电流制为单相工频交流。

　　SS4G型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具有轴重转移的电气补偿控制环节和空转与滑行保护装置，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，机车通风系统采用传统的车体通风方式，进风口为车体侧墙大面积式百叶窗，过滤材料采用无纺棉毡取代原棕丝板，以便于清洗。

机车硅整流柜与牵引电机风路串联，从而减少风机数量也提高了可靠性。

　　第2章控制电路分析

　　2.1主断路器控制

　　一、主断路器的合闸控制

　　主断路器合闸控制与受电弓控制为同一条供电支路。

当按下“主断合”按键开关401SK后，导线531经401SK、586QS、568KA、539KT、567KA使导线541有电。

若此时主短路器的风缸风压足够大（大于450kPa），也就是4KF动作，则主断路器的合闸线圈4QFN得电动作，主断路器的动作机构在压缩空气推力的作用下，合上主、辅触头，从而完成主断路器的合闸操作。

（如图2-1所示）

　　图2-1主断路器控制电路图

　　其中586QS是主断路器的隔离开关。

568KA是零位中间继电器，当全车所有司机控制器处于零位时，568KA得电动作，其常开点才闭合。

539KT是主断路器控制延时继电器，它受恢复中间继电器562KA常闭点的控制。

合闸操作前，导线531经562的常闭点，使539KT得电作，其常开点闭合；当合闸操作时，562KA得电动作，使常闭点打开，539KT失电，延时1秒后，其常开点打开，切除合闸线圈4QFN及主接地继电器97KER、98KER恢复线圈长时间通电烧毁。

　　567KA是劈相机中间继电器，操作启动劈相机前567KT处于失电状态，其常闭点闭合，沟通主断路器的合闸回路，以避免过无电区后，由于不关闭“劈相机”按键，是劈相机处于单相闭合而堵转。

　　所以，要使主断路器能顺利闭合，必须具备如下条件：

①全车所有司空器处于零位，即568KA得电动作；

　　②主断路器本身处于正常开端状态；

　　③劈相机按键处于断开位，即567KA处于失电状态；

　　④主断路器风缸风压大于450kPa。

　　二、主断路器的分闸控制：

　　①人工分断

　　主断路器的分闸控制单独由603QA自动开关提供电源，当按下“主断路器分”按键开关400SK时，导线556经400SK、4QF常开接点（此时已闭合），使导线542有电，主断路器分闸线圈4QFF得电动作，促使主断路器分断。

　　②故障自动分断

　　主断路器除具有人工分断功能外，还具有当机车某些部件或系统发生故障后，自动使主断路器分断功能。

具体的控制过程将在保护一节做详细说明。

　　2.2劈相机的控制

　　劈相机的运转与停止是通过相应的接触器201KM控制，因为劈相机是单相电动机与三相发电机的组合，所以起动时必须在第二电动相绕组与发电相绕组之间接入起动电阻263R进行分相起动，起动电阻的接通与开断由接触器213KM来执行。

由劈相机起动继电器283AK监测起动过程并控制起动电阻回路的开断。

283AK的工作电源是从导线531经533KT常开联锁由导线281引入的（如图2-2所示）。

（1）手动控制

　　按下劈相机按键（404SK）导线560经404SK与591QS，使导线564有电，劈相机中间继电器567KA得电动作，其常开触点闭合。

导线560经567KA的常开触点，使导线561有电，然后分成几个支路。

导线561经劈相机起动中间继电器566KA的常闭接点，使分相接触器（213KM）和劈相机起动延时继电器533TK得电动作，起动电阻将投入工作。

劈相机的接触器（201KM）闭合，导线561经213KM的辅助触点，使导线572有电。

经劈相机故障隔离开关（242QS），使201KM得电动作。

劈相机的主回路沟通，开始起动。

若起动正常，则劈相机的起动继电器（283AK）动作，其常开点闭合。

导线561经283AK，使导线568有电，劈相机起动中间继电器566KA得电动作。

其常闭点打开，切断213KM和533KT的供电回路，甩掉劈相机起动电阻，劈相机进入正常工作状态。

同时，566KA的常开触点闭合，215QA和566KA常开触点，使566KA继续得电自锁：

导线561经533KT的常闭触点，使导线577有电，为其它辅助电机的正常工作做好准备。

致此，劈相机的控制顺利完成。

从这一过程可以看出，电路中的控制电器与劈相机能否正常工作是密不可分的。

（2）自动控制

　　所谓自动控制是指司机操作主断路器合闸后，劈相机自动起动，无需人为操作劈相机以及其他辅机的按键开关。

这一功能主要用于机车过分相区时，减少司机的操作步骤。

当主断路器闭合后，其辅助联锁的常闭点打开，导线565失电，劈相机自起延时续电器528KT失电，延时1S后其常闭点闭合，导线562KT经591QS和528KT的常闭点，使567KA得电动作，劈相机开始起动。

以后的过程与手动控制完全一样，不再复述。

　　（3）劈相机故障时的控制

　　若劈相机故障，则将242QS打到“2”位，也就是用通风机1代替劈相机，此时，通风机1通过分相电容起动后代替劈相机的功能，使其他辅机依旧能正常工作。

具体控制过程如下：

（如图2-2所示）

　　①.1242QS打到“2”位；

　　②.60QS打到电容位随后的操作过程与起动劈相机相似。

　　即首先按下404SK，567KA得电动作。

导线560经567KA，使导线561有电。

第一路，导线561经566KA，使213KM和533KT得电，起动电容接入；第二路，导线561经213KM，242QS，使导线695有电，经通风机1的接触器205KM得电动作并自锁，通风机1开始起动，当其发电机电压达到283AK的整定值时，283AK动作；第三路，导线561经283AK使566KA得电作，并通过其本身的常开点自锁；第四路，导线561经566KA的常闭点切除213KM和533KT的供电回路，甩掉通风机1的起动电容，使通风机1进入正常工作状态，第五路，导线561经533KT，使导线577有电，为其他辅机的正常工作做好准备。

　　以上介绍的是198号以前的SS4改型机车的劈相机控制电路，自199号机车开始，增加了一个时间续电器527KT。

其作用是，当劈相机起动时，283AK动作，566KA常闭打开，用527KT的常开电短接566KA的一组常闭接点561与571，让533KT和213KM继续得电，延时1S后，527AT的常闭点打开，533KT和213KM都失电。

分相起动电阻或分相起动电容退出辅助回路。

这样，分相起动电阻或分相起动电容比原有电路多了1S工作时间，进一步改善了劈相机的起动性能。

　　2.3压缩机的控制

　　压缩机的控制与韶山系列列车的机型大致相同，在此进行简要的介绍（如图2-3所示）

　　首先按下