电机车25t300V说明书正文1.docx
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电机车25t300V说明书正文1
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（标题用五号黑体，其余用五号宋体，格式按GB/T1.1-2000）
表1产品的技术参数
序号
名称
单位
XJK25-7/300
1
粘着质量
t
25
2
额定电压
V
300（DC）
3
小时牵引力
kN
51.3
4
最大牵引力
kN
61.25
5
小时速度
km/h
10
6
最大速度
km/h
21
7
电制动允许最高速度
km/h
15
8
轨距
mm
762
9
轴距
mm
2330
10
电机车外形（长×宽×高）
mm
6250×1400×2300
11
通过最小曲线半径
m
30
12
电动机小时功率
kW
75×2
13
蓄电池容量（单体）
Ah
620
14
车轮滚动圆直径
mm
φ680
15
齿轮传动比
12.93
16
挂钩高度
mm
320、430
17
控制方式
变频调速
18
制动方式
空气制动、电制动、机械制动
3.2电机车外形图
电机车外形图见图1。
3.3电机车特性曲线图
电机车牵引特性曲线见图2。
电机车制动特性曲线见图3。
3.4对环境及能源的影响
为贯彻《中华人民共和国环境保护法》，控制对环境造成污染，特对本产品在使用维修及产品报废时，提出以下几条环保处理措施。
3.4.1固体废弃物的处理
3.4.1.1可回收固体废弃物的处理
可回收固体废弃物指产品木材包装物、纸质包装物、已损坏的金属零部件、废线圈、维修余废料，装油的废油桶等，应分类回收。
统一向回收公司销售。
3.4.1.2不可回收废弃物的处理
易损件、配件塑料包装物、脱落油漆渣、老化损坏橡胶件、胶木件、云母、玻璃及其它绝缘材料，应集中回收贮存，并按相关法规规定的方法处置。
3.4.2油污染物的处理
本产品使用的机械用油存放应注意安全，存放点周围禁止使用明火，加油点应设置隔油装置，防止造成地面污染，加油时应特别注意，出现漏油现象后应及时维修以减少跑冒滴漏，地面有油污时应及时清除，用后废油应及时处理、回收，防止对土壤和水体造成污染，不得撒在地面或倒入下水道。
图1XJK25-7/300电机车外形图
图2电机车牵引特性曲线图
图3电机车制动特性曲线图（单台电机）
3.4.3噪声污染的处理
本产品符合噪声标准，如有异常噪声，属产品出现故障，应及时处理，排除故障即可。
3.4.4化学危险品的处理
对本产品而言化学危险品主要指蓄电池充电用工业硫酸，在电池充电调制电解液时应注意小心操作，一是防止硫酸溅出伤人，二是防止硫酸倒入地面，污染地面或水流。
3.4.5废蓄电池的处理
报废或损坏的铅酸蓄电池，应存放在防渗透、防扩散的专用场所并进行标识。
累积到一定数量后按法规允许的方法处置，或交由有资格的专门机构处置。
3.4.6电磁辐射的处理
在产品维修时所更换的电子元器件应分类集中管理、回收。
特别提示：
请各用户遵守国家、行业、地方有关法律、法规，加强环境保护，避免对环境造成污染。
4总体机械部分结构特征概述
产品为单头司机室的电机车，电机车主要由机械和电气两大部分组成。
电机车的机械部分主要由车架、走行装置、制动（基础制动和空气制动）、撒砂系统、缓冲器、顶棚、减震系统等部分组成。
4.1车架
车架由钢板（侧板50mm厚叠焊、前端板为50mm厚、后端板50mm厚）焊成箱形结构，是电机车的主体骨架构件，起传递牵引力、安装各类机车配件的作用。
整个车架又由隔板分隔成两个室，后半部为机械室，安装有走行装置、制动、撒砂、空压机组及牵引电动机等。
前半部与顶棚一起构成司机室。
司机室内安装有司机控制器、制动阀及按钮阀等控制操作的设施及其它电器设备。
4.2走行装置
走行装置主要由牵引电动机、齿轮箱、轮对和轴箱等组成。
电机的扭矩经齿轮二级减速后传递到轮对。
减速箱与车架连接采用扭力臂连接，扭力臂能承受三维力及变形，其结构为金属球型橡胶支座。
牵引电机直接固定在车架上，与减速箱连接采用万向连轴节联接，万向节采用花键连接，并有50mm伸缩余量，便于调节。
走行装置传动系统图见图4。
走行传动系统规格见表2。
4.3机械制动
机械制动分基础制动和空气制动。
基础制动装置主要由制动手轮、差速器、丝杆、横臂、杠杆、制动块等组成。
机械制动是指通过司机操作制动手轮来实现电机车的制动和缓解（顺时针旋动手轮为制动，逆时针旋动手轮为缓解）。
当转动手轮时，手轮通过差速器带动两端制动丝杆螺母副的丝杆旋转（使用差速器可使两端制动丝杆同步，而且更省力）,丝杆旋转使螺母产生直线运动，带动制动拉杆及制动杠杆动作，使制动闸瓦对车轮产生压力，使车轮与闸瓦之间产生摩擦制动力，从而使电机车减速或停车。
基础制动的八块闸瓦通过制动杠杆之间的联接器来平衡闸瓦之间的压力，使电机车的八块闸瓦压力基本一致，同时，联接器用于调节制动闸瓦与车轮的间隙，从而保证基础制动的可靠工作。
空气制动是利用空气压缩机所产生的压缩空气来推动与基础制动装置的制动杆系相连的制动缸，实现制动和缓解。
当推动制动手动阀到制动位时,系统中储气罐与制动缸的气室接通,储气罐中储存的压缩空气通过制动阀,向制动缸充压缩空气,压缩空气推动制动缸的活塞运动,带动基础制动
图4减速箱传动系统图
表2走行传动系统规格表
序号
名称
规格
每台数量
1
内圈单挡边圆柱滚子轴承
NJ308
2
2
圆锥滚子轴承
32228
8
3
大圆柱齿轮
Z=73m=6
2
4
圆锥滚动轴承
32213
8
5
圆锥滚动轴承
32034
4
6
大圆锥齿轮
Z=51m=10β=35°
2
7
小圆锥齿轮
Z=16m=10β=35°
2
8
小圆柱齿轮
Z=18m=6
2
9
ZX25万向节
外购
2
10
牵引电机
75kW225V（AC）
2
11
车轮
φ680
4
杆系,使电机车的制动闸瓦压紧车轮,使电机车产生制动力,同时为气控阀提供压力气源，使气控阀工作，列车制动缸排气（列车采用排气制动），以达到电机车、列车同时减速及制停的目的。
当需要电机车缓解时,将制动阀推到缓解位,此时,制动阀将储气罐与制动缸截断,而将制动缸气室与空气接通,制动缸中的复位弹簧推动活塞返回,将制动缸中的空气排出,同时为气控阀停止工作提供压力气源，气控阀停止工作，列车制动缸充气（列车采用排气制动），以达到电机车、列车同时缓解。
制动缸如出现轻微泄露，储气罐的压缩空气可以及时进行补充，使电机车制动力保持不变，因此，空气制动非常可靠。
本产品机械手轮制动为驻车制动；电制动为机车减速制动；气制动为常用制动及紧急制动。
空气制动系统原理图见图5。
基础制动系统原理图见图6。
图5空气制动系统原理图
1手轮2输入齿轮3差速器4梯形螺纹制动轴5梯形制动螺母
6调节器7制动杠杆8均衡杆9车轮10闸瓦
图6基础制动系统原理图
4.4撒砂系统
撒砂系统由砂箱、砂子、气管、按钮和出砂管组成。
撒砂装置直接焊在车架上面，采用气撒砂形式。
当需要撒砂时，按下按钮阀、压缩空气将砂箱内的细砂粒通过出砂管吹到机车运行前方的钢轨面上。
达到提高轮轨间的粘着系数的目的。
不需撒砂时，则松开按钮阀（恢复），砂粒则不再从喷砂口喷出。
4.5缓冲器
缓冲器结构由牵引销、内壳、外壳和弹簧组成。
该部分特点是：
缓冲器的正面迎接面积大，两边有弧形弯角，当出现正面和弯道碰撞时，均能较好起到缓冲作用。
4.6司机室
司机室由钢板焊接而成，与车架前端板、侧板一起组成司机室，作用是防止滴水和落石的损害，保护司乘人员和室内电气设备的安全，因电气设备太多，因此司机室只有单侧出入门，人员出入较方便，前端为玻璃窗，以扩大司机视野。
司机室的操纵元件基本上安装在司机操纵台上，仪表排列整齐、美观、便于操作。
4.7弹簧系统
弹簧系统是由四组V型橡胶弹簧经将车架支承在前、后轮对上，使电机、电器不直接承受来自轨道的冲击，保证电机车的稳定性能。
4.8电源装置
电源装置以销钉固定在车架上，可放在充电室的架上进行充电。
电机车备有两个电源装置，以供循环使用。
电源装置的维护详见电源装置附带的使用说明书。
5总体电气部分结构特征概述
5．1电机车电气原理概述
XJK25-7/300采用直交逆变器加2台交流电机的控制结构，直交逆变器主要将直流电压变为频率和电压都可调节的交流电压，内部控制电路使其同时控制两台交流电机运行。
电机车硬件框图见图7。
电机车主电路原理图见图8。
5．1．1电机车系统原理：
三相异步电动机的速度公式：
n=60f/p1）
式中：
P——三相异步电动机的极对数；
n——三相异步电动机的速度，单位r/min；
f——定子频率，单位Hz。
由
（1）式可知，如果我们要改变电机的速度，只要改变电机的频率就可以了。
由《电机学》定子绕组的反电动势是定子绕组切割旋转磁场磁力线的结果，本质上是定子绕组的自感电动势，其三相异步电动机速度公式与定子每项电动势的有效值：
E1=4.44kr1f1N1φM2）
式中：
E1——气隙磁通在定子每项中感应电动势的有效值，单位V；
f1——定子频率，单位Hz；
N1——定子每相绕组匝数；
φM：
——每极气隙磁通量；
kr1——与绕组结构有关的常数。
由
（2）式可以知如果定子电动势的有效值E1不变，改变定子频率时就会出现两种情况：
1）如果f1大于电机的额定频率fin，那么气隙磁通量φM就会小于额定磁通量φin，电机的铁心没有得到充分利用，但在机械条件允许的情况下长期使用不会损坏电机。
2）如果f1小于电机的额定频率fin，那么气隙磁通量φM就会大于额定磁通量φin，电机的铁心没过饱和，从而导致过大的励磁电流，严重的情况就会烧坏电机。
通过公式
（1）
（2）我们要实现变频调速，在不损坏电机的前提下，充分利用电机铁心，发挥电机的转矩能力，最好是保持电机每极磁通为额定值φin不变，因此我们只要控制在电机的额定频率φin以下，控制v/f=常数，实现恒转矩调速；在电机的额定频率φin以上我们要做到弱磁恒功率调速。
通过以上的分析，我们就可以实现变频调速为我们服务。
5．1．2电机车软件控制原理：
XJK25-7/300蓄电池机车采用美国TI公司的DSP控制芯片，实现了改进的矢量控制控制算法，通过检测需求的电机速度，以及电机运行状态，计算出电机效率最优的运行磁通，通过控制参考定子电流的磁通分量使电机效率优化。
矢量控制技术利用坐标变换将三相系统等效为两相系统，再经过按转子磁场定向的同步旋转变换实现对定子电流励磁分量与转矩分量之间的解耦，从而达到分别控制交流感应电动机的磁链和转矩电流的目的，这样就可以将三相感应电动机等效为直流电动机来控制，因而可获得与直流调速系统同样好的静态及动态性能。
并且最终采用空间电压矢量脉宽调制技术（SVPWM）实现。
空间电压矢量法是从电动机的角度出发，着眼于如何使电动机获得幅值恒定的圆形磁场，即正弦磁通。
它以三相对称正弦波电压供电时交流电动机的理想圆形磁通轨迹为基准，用逆变器不同的开关模式产生实际磁通逼近基准磁通圆，从而达到较高的控制性能。
在本系统中，二电平三相逆变器用8种开关模式分别对应8个空间矢量，控制这些基本空间矢量的组合，使输出电压空间矢量按设定的参数圆旋转。
它具有直流电源利用率高（较SPWM高出15%）、电流畸变率小和便于微处理器实现的优点。
本控制方案包括正反转功能和再生制动功能。
当转差率s在0当转差率s=0时，电磁转矩T=0。
当控制变频器输出电压频率小于电机转子角速度频率时，由于主磁通不变，转子电流相位变化，其电磁转矩变负，必须由另外的原动机拖动，才能维持运行，使电机工作于发电状态；当车辆减速或刹车时，电机即工作在再生制动（回能制动）状态，此时电机一方面小部分时间内通过功率模块从电源侧吸收无功功率用于励磁；同时在大部分时间内通过反并联二极管整流向逆变电源回馈有功功率，在本系统中直流侧并联了电容，可起到储能和为电机励磁所需容性电流提供通路的作用，直接给电池充电，结构较为简单。
图7硬件框图
图8主电路原理图
XJK25-7/300蓄电池机车电机：
采用变频调速专用电机，传统的交流电机都是基于额定频率为工频设计的，因而电机的参数并不能很好地适合变频调速的要求，导致系统效率低、变频器输出电压电流谐波大、动态性能差。
如果根据调速及变频器输出频率范围来设计电机，则能明显提高系统效率，减小变频器输出电压电流谐波含量，提高系统动态响应性能。
5.2辅助电气系统简介
机车的辅助电气系统包括电机车的控制电源、空气压缩机拖动系统、电机车的照明系统及变频器冷却系统。
它是电机车主电路可靠安全运行的基本保证。
辅助电路的工作概述：
a）照明系统采用DC/DC将DC300V电源转变为DC24V，分别为前后大灯、信号灯、顶灯以及监视系统提供工作电源，具体的操作机构是位于司机控制台上的SA2旋转开关，照明电源位于仪表台内部；
b）辅助控制电源系统（采用DC24V直变电源为变频器内部提供工作电源，该电源的功率为300W）；
c）空压机控制系统（采用变频器为为空压机提供工作电源，当机车司机控制台上的压力表的气压低于0.55MPa时，空压机开始工作，当压力高于0.65MPa时，空压机停止工作,为了保障机车安全运行，气压低于0.5Mpa，机车牵引指令封锁，机车不能进入运行状态）；
d）变频器风冷系统（由于变频器工作中将产生较高的热量，温度过高将影响变频器的正常工作，因此我们采用两种冷却方式来降低变频器工作时产生的热量，一种冷却方式是采用风冷的工作方式，冷却风机采用3个进口的DC24V轴流风机，另外一种冷却方式是采用散热器的冷却方式（这样将保证我们变频器的可靠工作）。
仪表台面板见图9。
辅助电气系统原理见图10。
图9仪表台面板图
图10辅助电气系统原理图
5.3蓄电池机车操作流程
5.3.1将蓄电池插销联结器（正负极）插接好，机车高压电源进入工作状态。
5.3.2将位于仪表台正前方的空气开关打到闭合位，此时电源通过电阻R1对电容充电，大约5s后充电过程完毕，仪表台上的电池电压显示为DC300V左右。
5.3.3将仪表台右下方的空气开关（辅助电源、QF2）打到闭合位，给变频器送24V电，散热风机启动。
仪表台上的辅助电源显示为DC24V左右，指示灯会亮一下然后熄灭，同时听见接触器吸合的响声。
机车进入运行准备状态。
5.3.4手轮制动缓解,松开闸瓦。
5.3.5空气系统准备，将仪表台上的照明电源开关打到闭合位，同时将空压机开关打到闭合位，空压机开始打气，当仪表台上的双指针压力表达到0.55MPa以上，就可以进行5．3．6的操作。
5.3.6打开钥匙开关，司机根据需要对机车进行相应的操作。
6使用与维护
6.1电机车产品使用的基本要求
6.1.2电机车的司机必须经过培训并经考核合格，方可驾驶机车。
严禁非电机车司机驾驶电机车。
6.1.2使用电机车时，严格按本产品各项配件的使用说明书中的规定认真执行。
6.1.3司乘、维修人员应了解电机车电气系统及各电器产品性能，掌握使用方法。
6.1.4根据电机车提供的各电器产品使用说明要求，对电器产品进行使用前的检查和使用后的保养。
6.1.5使用电机车时应严格按本产品的使用说明书以及有关规程使用、维修，严禁违章作业。
6.1.6电机车行车时，巷道内弯道限界处不得有任何人或障碍物。
6.2电机车的检查
6.2.1使用电机车前的检查
司机在操作机车前应进行下列检查。
a）检查机车上机械部分和电器部分各装置是否完好，正常。
检查一切可移动的盖子、护罩是否盖好。
走行装置中各紧固螺栓、托架、吊杆螺栓、轴承盖螺栓等是否均已拧紧；
b）检查制动系统各部件是否完好。
制动闸瓦当磨损到厚度小于10mm时应进行更换。
操纵制动手轮，检查机车的制动与缓解操作是否正常灵活；
c）检查砂箱内有无足够干燥细砂，操作检查撒砂装置在两个方向撒砂时工作是否良好；
d）检查电气系统各设备连接导线是否完好。
检查蓄电池箱盖连锁是否到位，使箱盖不得在蓄电池箱位于机车上时打开，检查蓄电池箱在车架上的固定是否可靠；
e）检查电源装置的插销联接器的极性是否正确、接插应牢靠；
f）主手柄置于零位，扳动照明开关，检查照明灯是否正常。
主手柄置于运行位,在有负载的情况下检查电压表，如蓄电池电压低于260V时，应及时充电；
g）敲击检查轮箍和轮心的紧密性（可观察轮箍与轮心的记号是否错开）；
h）检查制动机构是否灵活，闸瓦与车轮间的间隙为2mm～3mm；
i）检查活动零部件的润滑情况，电机车润滑点图见图11,润滑制度见表3。
齿轮箱的油量（全损耗系统用油L-AN46）保持在5kg左右，可以以测油杆油标高度（30mm）全浸为准。
ｊ）电机车的检查制度见表４。
表3润滑制度表
序号
润滑部位
润滑周期
润滑剂
添加量
1
制动杠杆支承销
一周一次
3号钙钠基润滑脂
5g
2
闸瓦支承销、连接器连接销
一周一次
3号钙钠基润滑脂
5g
3
轴承座
一月一次
3号钙钠基润滑脂
20g
4
减速箱轴承
一月一次
3号钙钠基润滑脂
20g
5
制动传动齿轮
一月一次
3号钙钠基润滑脂
20g
6
减速箱齿轮
一月一次
L-AN46全损耗系统用油
5kg
7
制动丝杆
一周一次
3号钙钠基润滑脂
20g
8
制动差速器
半年一次
L-AN46全损耗系统用油
2kg
空压机加油口
详见空压机的使用说明书所述
注：
允许用性能相近的油代用，但不允许混合使用。
图11润滑点图
表４ 检查制度表
序号
检查部位
检查周期
检查标准
检查结果
1
制动闸瓦
一天一次
磨损程度及闸瓦间隙2mm～3mm
2
撒砂装置
一天一次
有无足够干燥细砂
3
电气系统
一天一次
a）蓄电池箱盖连锁是否到位
b）检查照明灯是否正常
c）有负载时蓄电池电压不低于250V
d）设备连接导线是否完好
4
轮箍和轮心的紧密性
一天一次
轮箍与轮心的记号是否错开
5
空气制动系统
一天一次
a）机车与拖车制动是否一致
b）空压机压力控制是否可靠压力应经常保持在0.55MPa～0.65MPa范围内
c）储气罐放水
6
轴承座温度
一天一次
温度不大于95℃（负载运行后立即检查）
7
制动杠杆支承销
一周一次
加注3号钙钠基润滑脂
8
制动系统连接销
一周一次
加注3号钙钠基润滑脂
9
减速箱上盖螺栓
一班一次
螺栓不准有松动现象
在上述检查后无任何故障和问题，说明机车处于完好状态，方可进入运行。
6．3电机车使用注意事项
6.3.1如果开箱检查必须注意人员安全，检查直流母线电压是否安全，应当放电后进行检查和操作。
6.3.2电机运行出现异常运行故障首先应切断电源。
6.3.3日常运行中应检查接线安全，是否有插头脱落，接线捆扎是否牢固，是否有电缆与机车运行部分有接触的情况。
6.3.4接触器吸合前等待时司控应处于空挡零位状态。
6.3.5变频器输出最大电流400A，当瞬时功率过大出现过流保护，直流接触器可能断开，需要重新复位，恢复空挡状态等待继电器闭合，即可起动机车。
6.3.6变频器控制电机发电或再生回能时，当瞬时电压大于360V时再生制动解除，能耗制动投入。
6.3.7直流电压低于240V时，变频器停止工作，此时应采用外加电源给电池充电。
6.3.8打开钥匙开关，然后将司控打到前进挡位，此时状态指示灯会亮，一定要此灯亮才能开机。
否则则运行不正常。
6.3.9在运行中蓄电池箱如发热严重或有异常的气味等现象应回车库，吊起蓄电池箱检查。
6.3.10机车在运行中应注意是否有不正常的声响和气味，各轴承部位有无发热现象，发现问题，应停车检查，加以消除。
轴箱的轴承如在工作中发热，可依次检查处理如下。
a）轮芯和轴承箱是否相碰，间隙不应小于2mm；
b）卸下轴箱盖，润滑油是否脏污，一般每六个月要换一次润滑油，（钙纳基润滑脂ZGN02）；
c）轴承间隙是否过小，可通过调整垫片使间隙保持在0.15mm～0.20mm范围內；
d）检查轴承内外圈和滚子表面，如发现磨损或疲劳现象（微小或局部麻点），须更换新的轴承。
6.3.11定期检查轮箍的磨损情况，若轮箍厚度小于25mm时，必须更换新轮箍；如轮箍表面上形成缺陷的深度大于2mm，须取下轮对车光一次，车削后必须保证同一轮对上的车轮滚动圆直径相差不大于1.5mm，不同轮对上车轮滚动圆直径相差不大于4mm。
6.3.12减速箱在工作期间如有发热或异常响声、漏油等；检查处理如下。
a）如齿轮松动应拧紧螺栓；
b）如齿轮间隙或接触区发生变化，应加以调整，使圆锥齿轮的齿侧间隙达0.115mm～0.33mm；保证小圆锥齿轮的轴向间隙小于0.15mm、大圆锥齿轮的轴向间隙小于0.1mm；
c）仔细检查轴承，如发现磨损或疲劳现象要更换新轴承；
d）若联轴器和轮轴处漏油严重时，应检查该部位的油封，如严重磨损或烧坏时应及时更换。
6.3.13当手轮和气制动同时缓解时，应根据闸瓦磨损的程度经常调整联接器，使闸瓦与车轮的间隙保持在2mm～3mm范围内，以获得最大制动效果。
当闸瓦厚度小于15mm时，应更换新闸瓦。
更换新闸瓦后，相应调整同心和间隙。
闸瓦和车轮踏面尽量处于同心位置，若偏移太大，可调整弹簧。
6.3.14当手轮处于制动状态而气制动处于缓解状态、或手轮处于缓解而气制动处于制动状态，四块闸瓦均应与车轮紧密贴合，并具有足够的正压力。
6.3.15制动装置应经常检查、除去泥污，丝杆、销子、轴承等部位应常添加润滑油，发现磨损严重的部件需及时更换，严禁凑合工作。
6.3.16空气系统压力应经常保持在0.55MPa～0.65MPa范围内，如发现异常，则需及时排除故障或更换部件，故障未排除前，电机车不能投入工作。
6.4机车的停止
6.4.1欲使机车停止时，应先将主手柄退回电制动位，等速度到较低时扳动手制动阀，或顺时针旋转制动手轮，逐渐加大制动力使机车停止。
6.4.2当制动时用力过猛，会出现闸瓦抱死车轮以产生滑行现象，此时制动距离反而增加，为此应迅速缓解制动，使滑行停止，然后重新制动，同时应撒砂增加粘着，终止滑行。
6.4.3发现机械制动工作异常、不能可靠制动时，应停车检查制动系统各部分，及时消除故障。
制动系统存在故障的情况下，不允许机车勉强运行。
6.4.4司机在操纵机车运行时，应根据线路坡度，牵引重量和需要的停车距离很好的控制机车速度，以保证安全可靠地使机车停止。
当机车未停止时，不允许转动方向手柄。
6.5撒砂装置的运用
6.5.1在机车起动和加速时,可以撒砂来
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