SS4改型电力机车控制电路解析.docx
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SS4改型电力机车控制电路解析
第四章控制电路
第一节概述
控制电路的组成及作用
1、控制电源电路:
直流110V稳压电源及其配电电路;
2、整备控制电路:
完成机车动车前的所有操作过程,升弓、合闸、起劈相机、通风机等;
3、调速控制电路:
完成机车的动车控制,即起动、加速、减速;
4、保护控制电路:
是指保护与主电路、辅助电路有关的执行控制;
5、信号控制电路:
完成机车整车或某些部件工作状态的显示;
6、照明控制电路:
完成机车的内外照明及标志显示。
第二节控制电源
一、概述
机车上的110控制电源由110V电源柜及蓄电池组构成。
正常运行时,两者并联为机车提供稳定110V控制电源,降弓情况下,蓄电池供机车作低压实验和照明用,若运行中电源柜故障,由蓄电池作维持机车故障运行的控制电源。
110V电源柜具有恒压、限流特点。
主要技术参数如下:
输入电源…………………………………
单相交流50HZ
输出额定电压……………………………直流110V±5%(与蓄电池组并联)
输出额定电流……………………………直流50A
限流保护整定值…………………………55A±5%
静态电压脉动有效值……………………<5V(与蓄电池组并联)
基本原理框图:
取自变压器辅助绕组的电源经变压器降压后,经半控桥式整流电流整流,再滤波环节滤波后与蓄电池并联(同时也兼起滤波作用)。
给机车提供稳定的110V直流控制电源。
二、主要部件的作用
电气原理图见附图(九)
600QA—控制电路的交流开关和总过流保护开关
670TC—控制电源变压器,变比为396V/220V,将取自201和202线上的单相交流电降压后送至半控桥
669VC—控制电源的整流硅机组,由V1~V4组成半控桥,将输入的220V交流电整流成直流电输出,通过674AC控制相控角度改变输出电压。
674AC—电控插件箱(包括“稳压触发”插件和“电源”插件),其中“稳压触发”插件自动控制晶闸管V1、V2的导通,并根据反馈信号适时调节相控角度,使控制电源输出电压保持在110V±5%(与蓄电池并联);“电源”插件将110V变48V、24V、15V.
1MB、2MB—给674AC同步信号,并给GK1、GK2提供触发电压
GK1、GK2—给V1、V2提供门极触发电压
671L、673C—滤波电抗与滤波电容,对669VC输出的脉流电进行滤波
666QS—整流输出闸刀(机车上叫蓄电池闸刀),将整流滤波后的输出电源与蓄电池并联。
GB—蓄电池组,正常运行时与110V控制电源并联,兼起滤波电容作用,降弓后,供低压实验和照明用,运行中若110V控制电源故障,断开666QS,作机车故障运行的控制电源
601QA—蓄电池组过流保护自动开关
667QS—负载输出闸刀
668QS—重联闸刀,当一节车控制电源故障时,将正常节的控制电源引入故障节机车。
(正常运行时该闸刀也打重联位,使两节车的控制电源重联)
554KA—控制电源接地继电器(中间继电器代替),执行接地保护
665KA—信号同步中继,给上司机钥匙后,48V电源才输出
669XB—短路片,当维修检查接地故障需要断开地电路时,只要打开短路片即可
三、控制原理
电源取自辅助绕组a6-x6,经235QS送至201、202线,再经600QA接至控制电源变压器670TC(396V/220V)降压后送至控制电源硅机组669VC,整流输出后再经滤波电抗器671L和滤波电容器663C滤波,电压变得平滑。
通过整流输出闸刀(机车上叫蓄电池闸刀)666QS与蓄电池组并联,向机车控制电路提供110V电源,经负载闸刀667QS输出。
同时两节车的控制电源经重联闸刀668QS重联。
晶闸管V1、V2的导通由674AC的“稳压触发”插件控制,当网压波动和负载变化时,由203、205线引入的电压值间接反应网压变化,电流反馈信号由反馈电阻635R上的压降通过206线提供,207线引入的正极性电压反馈负载端电压变化。
根据这些反馈参数的变化,再由674AC适时调整晶闸触发导通角,使控制电源输出电压始终保持在110V±5%。
控制电源的负端400线不直接接地,而是通过630R、554KA、616QA接地,通常616QA处于闭合位,一旦出现负载接地故障,自动开关616QA过流而断开,短路电流受630R限制,110V控制电源维持运行,同时554KA吸合,常开接点闭合,司机台上显示控制电路接地信号。
排除故障后,合上616QA,恢复正常运行。
四、负载电路
464为正端、400和600为负端
602QA至受电弓;603QA至主断路器;604QA至司机控制器;
605QA至辅机控制;606QA至前照灯;607QA至副前照灯;608QA至车内照明;
609QA至电子控制柜;610QA至电扇与辅助压缩机;611QA至自动信号;
612QA至自动停车;613QA至无线电台;614QA至逆变电源;
615QA至电空制动;
674AC的“电源”插件的作用:
1110V/48V经665KA至905线,供数字化通用机车信号机使用;
2110V/24V供司机台仪表灯照明使用;
3110V/15V供司机台上信号显示用。
第三节整备控制电路
整备控制电路的内容:
是指机车动车前的各项预备性操作:
升受电弓、合主断路器、起劈相机,起空气压缩机、起通风机,以及完成机车向前或向后,牵引或制动的操作,参见附图3、4。
一、受电弓控制
1、升弓气路:
气路够通的条件:
1主电路库用转换开关20QP、50QP在运行位,使其常闭接点接通531至
218线;
2车顶门关闭,行程开关297QP的常闭接点接通218至217线;
3各高压室门关闭,并拉下门挡;
当合上司机钥匙,287YV得电后气路开通,此时合上受电弓扳扭,升弓电空
阀1YV得电,压缩空气进入受电弓传动风缸(气囊),受电弓升起。
2、电路:
464→602QA→530→570QS→531有电;
531→N531→内重联插座→另一节车N531→另一节车531有电;
若两车重联:
531→547KA→W2531→外重联插座→另一台车W2531有电→使另一台车531有电。
(1)531→
→219→
→218→
→217→287YV→400,287YV得电,开通高压室门联锁气路,若此时门联锁己正常天闭,则门联锁动作,使高压室门不能被打开,并开通向升弓电空阀的气路,为升弓做准备。
(2)升前弓:
①单节车受电弓风压隔离开关588QS在“单机”位,即“1”位,接通533至549线。
531→403SK→532→587QS→533→588QS“单机”位→549→本节N549a→他节N549b→4QF(他节车主断处在分闸状态)→他节N534b→本节534a→534→1YV→400。
1YV得电,升起本节车受电弓。
②两节车588QS在“重联”位,即“0”位,断开533至549线。
531→403SK→532→587QS→533→本节N533a→他节N533b→他节515KF(确保他节车各室门关好后并拉下门联锁)→他节N534b→本节N534a→534→1YV→400。
1YV得电,升起本节车受电弓。
③两台车重联时,重联隔离开关592QS打“重联”位,即“1”位。
531→570QS→525→592QS“重联”位→526→重联中继545KA~548KA→400,重联中继得电,为机车重联准备电路。
经N526使他节车526有电,使他节545KA~548KA得电,经N525a使另一台车对应操纵端525有电(具体控制原理在重联控制再讲)。
532→546KA→W2532→外重联插座→另一台车对应操纵端532有电,使另一台车对应操纵端的受电弓升起。
(3)升后弓
531→402SK→535→本节N535→内重联的交叉重联→他节N532→他节532有电。
使他节车受电弓升起(对本节车来说是后弓)。
正常运行时,一般都升后弓。
注:
587QS—受电弓故障隔离开关,若受电弓故障,将其打“故”位进行隔离。
588QS—受电弓风压隔离开关,是当非升弓节机车无风时将其打“单机”位。
此时对515KF联锁进行短接,才能使升弓电空阀得电,同时切断合闸的内重联电路,使非升弓节机车不能进行合闸操作。
二、主断路器合闸控制
1、合闸条件:
①全车所有司机控制器处于“0”位,使零位中继568KA得电;
②主断路器本身处于正常开断状态(非中间位);
③劈相机中继567KA处于失电状态;
4主断路器风缸有足够风压即大于450KP,由4KF检测。
2、电路:
①531→401SK→537→586QS“0”位→538→568KA→539KT→
→541→
(主断分时闭合,合闸后断开)→4QFN→543→4KF→400,合闸线圈得电,主断合闸。
同时,537→510V→1810→AE,给电子柜合闸信号。
②537→588QS→N536→内重联插座→使他节车536有电→他节车588QS→他节车537有电,使他节车主断路器闭合。
若操纵节机车和非操纵节机车的588QS中的任一一个在“单机”位时,非操纵节机车主断路器都不能闭合。
③两台车重联时:
537→546KA→W2537→外重联插座→另一台车2537有电→另一台车的546KA→另一台车537有电,主断闭合。
注:
主断合到位后,4QF闭断开,把合闸支路断开,4QF分闭合,为分闸准备电路。
三、劈相机控制
所有辅机控制电源由605QA提供,464→605QA→560有电。
劈相机控制是完成其他辅机控制的先决条件,分手动控制和自动控制。
自起劈相机隔离开关591QS在“0”位,为手动位,591QS在“1”位,为自动位。
(一)手动控制
司机合上劈相机扳钮开关404SK。
①560→404SK→562→591QS“0”位→564→567KA→400。
567KA得电,常开闭合;②560→567KA→561有电。
561线得电后:
为牵引通风机电动机顺序启动准备电路
①
→607→535KT→400
→608→536KT→400
为压缩机空载
启动做准备
561
579QS“0”位→617→
→611→523KT→400
523KT→615→247YV→400
→613→526KT→400为制动风机电动机顺序启动准备电路
②561→
→614→527KT→400
③561→527KT//
→571533KT→400
213KM→400
533KT得电,常开闭合,接通531至281线,给283AK提供110V工作电源;
常闭断开,断开566至577线,保证劈相机的空载启动(577无电,后部辅机无
法启动)。
213KM得电,主触头闭合,串入启动电阻,联锁触头常开闭合,为
201KM得电准备电路。
④561→213KM//201KM→572→242QS“1”位→573→201KM→400,201KM得
电并自持。
劈相机串电阻分相启动,当转速达0.9
时,也即发电相电压接近比较电压时(额定网压时为220V),283AK动作,接通561至568线,即561→283AK→568→566KA→400,566KA得电。
其常开闭合,使566KA自持,自持电路为:
561→215QA(正常时为闭合状态)→570→566KA→568→566KA→400。
⑤566KA得电,常闭断开,使527KT失电,延时0.5S释放,断开561至571线。
213KM失电,主触头打开后,甩开起动电阻。
533KT失电延时3S动作,之前闭合的常开触头恢复断开,切断531至281线,使283AK失去工作电源;断开的常闭触头恢复闭合。
重新接通561至577线,使577线得电,为后部辅机的控制提供110V控制电源。
至此,劈相机启动完成。
两节车重联时:
564→N564→内重联插座→他节车N564→他节车564有电→
他节车567KA得电,劈相机启动;
两台车重联时:
564→547KA→W2564→外重联插座→另一台车W2564→另一
台车的547KA→另一台车的564有电,使另一台车的劈相机启动。
(二)自动控制
将自起劈相机隔离开关591QS打“1”位。
断开562至564线,接通562至
563线。
主断合闸后,4QF闭打开,断开531至565线,使528KT失电,其常
闭联锁处于闭合状态,当司机合上劈相机扳钮后,560→404SK→562→591QS“1”
位→563→
→567KA→400。
567KA得电,劈相机按正常程序启动。
机车过“分相绝缘器”时,断开主断路器后,531→
(主断断开时闭合)→565→528KT→400,528KT得电。
常闭打开,切断563至564线,使567KA失电。
而567KA失电动作后,常开触头断开560至561线,使劈相机和后部辅机停止工作。
当合上主断路器后,4QF闭打开,使528KT失电,延时1S释放,常闭恢复闭后,重新接通563至564线,560→404SK→562→591QS“1”位→563→
→564→567KA→400,567KA重新得电,劈相机自行启动。
(三)故障控制
1MG故障,用牵引通风机1电动机3MA串电容分相启动。
将242QS打“2”位,283AK监测3MA发电相电压;将劈相机的空气自动开关215QA断开,进一步保证劈相机不会被接入电路;同时还需将296QS倒“电容”位。
司机合上劈相机扳钮开关404SK。
①560→404SK→562→591QS“0”位→564→567KA→400。
567KA得电,常开闭合;②560→567KA→561有电。
561线得电后:
为牵引通风机电动机顺序启动准备电路
①
→607→535KT→400
→608→536KT→400
为压缩机空载
启动做准备
561
579QS“0”位→617→
→611→523KT→400
523KT→615→247YV→400
→613→526KT→400为制动风机电动机顺序启动准备电路
②561→
→614→527KT→400
③561→527KT//
→571533KT→400
213KM→400
533KT得电,常开闭合,接通531至281线,给283AK提供110V工作电源;
常闭断开,断开566至577线,保证3MA做劈相机的不带电负载启动(577无电,
后部辅机无法启动)。
213KM得电,主触头闭合,串入启动电容,联锁触头常开
闭合,为205KM得电准备电路。
④561→213KM//205KM→572→242QS“2”位→580→205KM→400,205KM得电并自持。
3MA串电容分相启动,当283AK监测到发电相电压接近比较电压时,283AK动作,接通561至568线,即561→283AK→568→566KA→400,566KA得电。
其常开闭合,使566KA自持,自持电路为:
561→242QS“2”位→570→566KA→568→566KA→400。
5566KA得电,常闭断开,使527KT失电,延时0.5S释放,断开561至
571线。
213KM失电,主触头打开后,甩开起动电容。
533KT失电延时3S动作,之前闭合的常开触头恢复断开,切断531至281线,使283AK失去工作电源;断开的常闭触头恢复闭合。
重新接通561至577线,使577线得电,为后部辅机的控制提供110V控制电源。
至此,3MA做劈相机启动完成。
(四)库内的操作
1、若引入的是单相380V电源,则需起劈相机。
2、若引入的是三相380V电源,则不需起劈相机,而后部辅机的启动要求577线必须有电,所以此时将242QS打“实验”位,即“0”位。
①561→242QS“0”位→568→566KA→400;
②566KA的得电使533KT和213KM失电;
③533KT失电,常闭闭合。
561→
→577有电。
给后部辅机的控制提供110V控制电源。
因242QS在“0”位,切断了572线至573和580线,所以劈相机不启动。
(五)甩操纵节机车时的操作
因为非操作节机车辅助电动机的控制电源需要由操纵节机车的577线通过辅机扳扭开关和内重联线供给,为保证577线有电,则必须将242QS置“0”位。
四、压缩机控制
(一)正常控制(750~900Kpa)
司机合上405SK。
577→405SK→596→517KF→597→566KA→579QS“0”位→599→203KM→400。
203KM得电,主触头闭合,接通压缩机电动机2MA三相电源,因此时压缩机空载电空阀247YV处于得电状态,开通压缩机通大气通路,使压缩机电动机轻载启动;同时203KM联锁触头常闭断开,切断617至611线,使523KT失电,延时3S释放,释放后其常开触头打开,切断561至615线,使压缩机空载启动电空阀247YV失电,关断排大气通路,压缩机进入正常工作状态。
(二)强泵风
司机合上408SK。
将压力继电器517KF短接,203KM的得、失电不再由517KF控制。
577→408SK→597→566KA→579QS“0”位→599→203KM→400。
此时司机应监听高压安全阀45动作的排气风,整定值为950±20Kpa,及时关断408SK(决不允许一直闭合),然后闭合405SK将其转入正常控制。
若压力继电器故障,也可由司机闭合408SK,进行人为控制压缩机的运转。
(三)辅助压缩机控制
当总风缸和控制风缸压力都低于450Kpa时,启动辅助压缩机447MD打风,升弓、合闸后,立即启动主压缩机。
辅助压缩机电动机为直流电动机,由蓄电池提供电源。
司机按下596SB1或596SB2。
①464→610QA→680→596SB1//596SB2→681→442KM→400。
辅助压缩机接触器442KM得电,主触头闭合。
②680→442KM→682→447MD→400。
辅助压缩机电动机得电启动。
③681→N681→他车节681→他节车442KM得电闭合,辅助压缩机电动机也启动。
(四)主压缩机的重联控制
内重联通过N597线,外重联通过W2597线。
五、牵引风机控制
分手动控制和自动控制。
(一)手动控制
司机按下406SK。
1577→406SK→578→566KA→579→242QS“0”位或“1”位→575→575QS
“0”位→580→205KM→400。
205KM得电动作,主触头闭合,牵引风机1电动机启动。
②205KM联锁触头常闭断开,切断561至607线,使535KT失电,延时3S释放,其常闭恢复闭合,接通579至581线。
579→
→581→576QS“0”位→582→206KM→400。
206KM得电动作,牵引风机2电动机启动。
2206KM得电动作后,同理,536KT失电,延时3S释放,常闭恢复闭合。
581→
→687599QS“0”位→592→211KM→400。
584QS“0”位→591→212KM→400。
211KM得电动作,变压器散热风机电动机启动;212KM闭合,变压器油泵电动机启动。
其中575QS、576QS分别为牵引风机1、2电动机的故障隔离开关,当牵引风机故障时,将相应隔离开关打“1”位切除,同时还需切除相对应的主电路设备。
如3MA故障,将575QS打“1”位后,断开了575至580线,使205KM不能得电,牵引风机1切除;同时连通了579至581线,短接535KT(因205KM处于失电状态,将使535KT一直得电,常闭打开),此时579→575QS“1”位→581→576QS“0”位→582→206KM→400。
使牵引风机2电动机在406SK闭合时就直接得电。
因为牵引风机1对Ⅰ端的主整流器和第1、2位牵引电动机通风散热,所以此时还需切除1、2位牵引电动机。
在电路设计上当575QS在“1”位时,切断了12KM、22KM的电空阀得电电路,从而实现1、2位牵引电机的切除。
同时:
531→575QS“1”位→504→AE,给电子柜Ⅰ架切除信号,封锁Ⅰ端主整流器触发脉冲。
同理4MA故障时,将576QS打“1”位,使32KM,42KM不能得电,切除3、4位电机,531→576QS“1”位→505→AE,给电子柜Ⅱ架切除信号,封锁Ⅱ端主整流器触发脉冲。
584QS、599QS分别为油泵和变压器风机电动机的隔离开关,当其故障时打“1”位切除,任一一个故障后将导致变压器不能进行散热,需切除本节车,维持单节机车的故障运行。
(二)自动控制
通风机扳扭在断开状态时,577→406SK→605→570QS“1”位→603有电。
当司机控制器调速手柄在1.5级位以上时(有些车为“2”级位),导线417线有电。
使549KA得电并自持。
自持电路:
577→406SK→605→570QS“1”位→603→549KA→417→549KA→400。
同时:
603→549KA→604→509V→578有电,通风机顺序起动。
当调速手柄回“0”位后,417线失电,但549KA由577送电自锁,通风机不关闭,若需要关闭通风机,则需操作一下406SK,使549KA失电解锁。
(三)重联控制
内重联通过578线,外重联通过W2578线。
六、制动风机控制
司机按下407SK。
①577→407SK→590→566KA→589→581QS“0”位→593→209KM→400。
209KM得电,主触头闭合,制动风机1电动机启动。
②209KM联锁触头常闭断开,切断561至613线,使526KT失电,延时3S释放,其常闭恢复闭合,重新接通589至595线。
589→
→595→582QS“0”位→594→210KM→400。
210KM得电动作,制动风机2电动机启动。
其中581QS、582QS分别为制动风机1、2电动机的故障隔离开关,当制动风机故障或制动电阻烧损时,将相应隔离开关打“1”位切除,同时还需切除相对应的主电路设备(在制动工况下才切除)。
内重联通过N590线,外重联通过W2590线。
七、零位控制
每个司机室内装有主、辅司机控制器各一只,主司机控制器627AC和辅助司机控制器628AC。
当其都在“0”位时,零位得电中继568KA得电。
当其离开“0”位后,零位失电中继678KA和零位延时中继532KT得电。
464→604QA→465→570QS“1”位→466→
→418→627AC“0”位→411→628AC“取”位→412线→568KA→400。
568KA得电,常开闭合,主断路器才能合上。
同时:
466→
→420→AE.封锁触发脉冲。
当司机控制器离开“0”位后,412失电,568KA失电。
同时415线有电,使532KT和678KA得电动作。
532KT常闭打开,切断466至418线,进一步确保568KA失电;678KA常闭打开,使420线失电,开通触发脉冲。
两节车重联时,通过N466去控制零位得电中继568KA。
通过N415线去控制他节车的532KT和678KA,达到两节车零位控制同步的目的。
两台车重联时,通过W2466和W2415实现所有重联机车的零位控制的同步。
八、线路接触器中继的控制
正常运行时,必须是四台