畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）SS4G型電力機(jī)車劈相機(jī)啟動(dòng)控制電路故障分析與處理

1、黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 1 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目 ss4g 型電力機(jī)車劈相機(jī)啟動(dòng)控制 電路故障分析與處理 專業(yè)班級(jí) 鐵道機(jī)車車輛（電力機(jī)車方向）0919 姓 名 2012 年 3 月 20 日 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 題目：ss4g 型電力機(jī)車劈相機(jī)啟動(dòng)控制電路故障分析與處 理 1 本課題的來(lái)源、選題依據(jù)： 常見資料、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、經(jīng)驗(yàn)問(wèn)題 2 本課題的設(shè)計(jì)（研究）意義（相關(guān)技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)）： 將理論知識(shí)和技能方法應(yīng)用于電力機(jī)車的運(yùn)用和檢修中，提高劈相機(jī)的 保養(yǎng)水平，延長(zhǎng)其壽命； 3 本課題的基本

2、內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)，擬采用的實(shí)現(xiàn)手段（途徑）： （可以另附頁(yè)） 通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)了解國(guó)內(nèi)及國(guó)外的知識(shí)，以及一些案例； 4 文獻(xiàn)綜述（列出主要參考文獻(xiàn)的作者、名稱、出版社、出版時(shí)間以及與 本課題相關(guān)的主要參考要點(diǎn)）： 1. 張有梧 朱龍駒韶山4型電力機(jī)車m北京：中國(guó)鐵道出版社1998 2. 祁冠峰，電力機(jī)車電器，北京：中國(guó)鐵道出版社，2008 3. 張龍， 電力機(jī)車電器，北京：中國(guó)鐵道出版社，2005 指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 專業(yè)部意見： 簽字 年 月 日 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 3 中期進(jìn)展情況檢查表中期進(jìn)展情況檢查表 年 月 日 課題名 稱 ss4g 型電力機(jī)車劈相機(jī)啟動(dòng)控制

3、電路故障分析與處理 學(xué)生姓 名 王立民學(xué) 號(hào) 200923 028 專 業(yè)鐵道機(jī)車車輛 指導(dǎo)教 師 職 稱 主要研 究?jī)?nèi)容 及進(jìn)展 掌握劈相機(jī)的構(gòu)造和作用原理基礎(chǔ)上，能夠比較熟練分析、判斷 劈相機(jī)系統(tǒng)在機(jī)車運(yùn)用中發(fā)生地故障 尚須完 成的任 務(wù) 對(duì)劈相機(jī)檢修的方法缺少經(jīng)驗(yàn)以及沒(méi)能實(shí)際操作，處理問(wèn)題時(shí)候 還是不能準(zhǔn)確的斷診 存在的 主要問(wèn) 題及解 決措施 劈相機(jī)如何不啟動(dòng)及啟動(dòng)控制的過(guò)程 通過(guò)所學(xué)知識(shí)對(duì)為什么劈相機(jī)不啟動(dòng)來(lái)進(jìn)行解決 指導(dǎo)教 師審查 意見 專業(yè)部 審查意 見 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 4 目目 錄錄 摘要 英文摘要 前前 言言.1 1 1 1、劈相機(jī)的介紹、劈相機(jī)的介紹.2 2

4、 2 2、電力機(jī)車劈相機(jī)概述、電力機(jī)車劈相機(jī)概述.2 2 2.1 電力機(jī)車劈相機(jī)結(jié)構(gòu) .3 2.2 電力機(jī)車劈相機(jī)工作原理 .4 2.2.1 韶山 4 改進(jìn)型電力機(jī)車的劈相機(jī)工作原理 .4 3 3、電力機(jī)車劈相機(jī)不啟動(dòng)原因分析及處理、電力機(jī)車劈相機(jī)不啟動(dòng)原因分析及處理.1010 4 4、ss4gss4g 型電力機(jī)車劈相機(jī)起動(dòng)電阻燒損的原因分析及改進(jìn)型電力機(jī)車劈相機(jī)起動(dòng)電阻燒損的原因分析及改進(jìn) .1111 5 5、機(jī)車劈相機(jī)日常維護(hù)檢、機(jī)車劈相機(jī)日常維護(hù)檢.1111 結(jié)論結(jié)論.1212 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).1313 致謝致謝.1414 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 5 摘摘 要要 眾所周知，電力

5、機(jī)車通過(guò)劈相機(jī)與通風(fēng)機(jī)配合，而且一條電氣化鐵路會(huì)分 段供電，且不說(shuō)因?yàn)橐恍┰蜻\(yùn)行中的劈相機(jī)啟動(dòng)故障，就說(shuō)在遇到電阻燒損 時(shí)，牽引通風(fēng)機(jī)帶劈相機(jī)工作。有機(jī)車絕緣損壞時(shí)的問(wèn)題.從劈相機(jī)的故障問(wèn)題 入手，對(duì)應(yīng)的方法措施來(lái)尋找問(wèn)題的來(lái)源以及劈相機(jī)本身帶來(lái)的許多問(wèn)題著手 處理，詳細(xì)的論述劈相機(jī)幾方面問(wèn)題。機(jī)車劈相機(jī)啟動(dòng)過(guò)程遇到的問(wèn)題等等的 一些問(wèn)題，都有一些詳細(xì)的論述。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：劈相機(jī)不啟動(dòng)；劈相機(jī)燈不滅；故障分析與處理； 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 6 abstractabstract as is known to all, electric locomotives through th

6、e camera and fan, split and a segmented electrified railway will supply, not to mention because of some reasons of splitting camera start-up failure, he said, when meeting resistance loss in the fan belt chopped camera traction. the damage is locomotive insulated from the problem. the problem of spl

7、itting camera, corresponding measures for the origin of the problem and splitting brought many problems camera itself to handle, detailed description of the split problems. the camera, locomotive split camera start-up process problems, some questions, there are some detailed discussion. keywords: sp

8、lit the camera doesnt start, split camera lights out, failure analysis and processing, 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 7 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 1 前前 言言 劈相機(jī)是電力機(jī)車獲得三相電源的重要集電元件，劈相機(jī)質(zhì)量是影響通風(fēng) 機(jī)工作的一個(gè)重要因素因素，而通風(fēng)的良好又直接關(guān)系到電力機(jī)車主要電器的 工作狀態(tài)。劈相機(jī)滑板安裝在機(jī)械室內(nèi)，間接受控制電路控制。劈相機(jī)在工作 時(shí)將單相交流電劈成三相交流電，為機(jī)車供應(yīng)220v電源，維持其正常運(yùn)行。 隨著列車速度的不斷提高(目前國(guó)際上最高商業(yè)運(yùn)行速度已接近400k

9、mh， 弓網(wǎng)相對(duì)滑動(dòng)速度約111 ms)，要求劈相機(jī)的綜合性能也越來(lái)越高，世界各國(guó) 對(duì)電力機(jī)車劈相機(jī)尤其是相關(guān)部件的研究也在不斷深入。 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 2 1、劈相機(jī)的介紹、劈相機(jī)的介紹 單相異步電動(dòng)機(jī)是利用單相交流電源供電的一種小容量交流電機(jī)。它具有 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、運(yùn)行可靠、維修方便等優(yōu)點(diǎn)及可以直接在單相 220 v 交 流電源上使用的特點(diǎn)，因此在家用電器(電扇、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)器等)及 輕工業(yè)裝置上得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)然，與同容量的三相異步電動(dòng)機(jī)比較，單 相異步電動(dòng)機(jī)的體積大，運(yùn)行性能較差，效率較低。因此，單相異步電動(dòng)機(jī)只 能做成小容量的，從幾瓦到幾百瓦。 單相異

10、步電動(dòng)機(jī)的類型很多，但除罩極電動(dòng)機(jī)的定子具有凸出的磁極外， 其余各類的定子鐵芯和普通三相異步電動(dòng)機(jī)的相似。一般情況，定子鐵芯上有 兩個(gè)繞組：一個(gè)稱為工作繞組或主繞組，用以產(chǎn)生主磁場(chǎng)和從電源吸收電功率 輸入給電機(jī)；另外一個(gè)稱為啟動(dòng)繞組或輔助繞組，用來(lái)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。單相異步 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子是普通的鼠籠式轉(zhuǎn)子。 2、電力機(jī)車劈相機(jī)概述、電力機(jī)車劈相機(jī)概述 異步劈相機(jī)是一種結(jié)構(gòu)特殊、用途特殊的三相異步電機(jī)。它是一種能實(shí)現(xiàn) 單一三相變換的異步電機(jī)，用于一切由單相電源供電，而又以三相異步電動(dòng)機(jī) 為負(fù)載的場(chǎng)合。在單相工頻交流電力機(jī)車的輔助系統(tǒng)中，異步劈相機(jī)（簡(jiǎn)稱 “劈相機(jī)” ）用來(lái)將主變壓器輔助繞組供給的單相電

11、源“劈成”三相，向輔助系 統(tǒng)所有三相異步電動(dòng)機(jī)供電。圖 48 所示為異步劈相機(jī)工作原理線路圖。 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 3 2.1 2.1 電力機(jī)車劈相機(jī)結(jié)構(gòu)電力機(jī)車劈相機(jī)結(jié)構(gòu) 國(guó)產(chǎn) ss 系列電力機(jī)車上先后采用過(guò) ypxz280m4 型、jp402a 型、 ypx280m4 型等型號(hào)的劈相機(jī)，它們都是由相近容量的三相異步電動(dòng)機(jī)改型 設(shè)計(jì)而成。各型劈相機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)見表 41 上述各型劈相機(jī)的結(jié)構(gòu)和一般 的鼠籠式三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)相似，下面以 jp402a 型劈相機(jī)為例簡(jiǎn)要介紹其結(jié) 構(gòu)特點(diǎn)。 jp402a 型劈相機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成，作為專用劈相機(jī)軸上是不帶任 何機(jī)械負(fù)載的，故該

12、電機(jī)無(wú)軸伸端，其結(jié)構(gòu)如圖 10-5 所示。 1.1 1-313z1 軸承；2-軸承外蓋；3-油杯；4-軸承內(nèi)蓋；5-端蓋；6-擋風(fēng)板；7-定子；8-轉(zhuǎn)子；9-接線罩。 1.2 國(guó)產(chǎn)劈相機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)表 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 4 數(shù)據(jù) 型號(hào) 參數(shù) ypx2-280m-4jp402aypx-280m-4 輸入單相 3864.864.8 額定功 率 (kw) 輸入三相 31.55757 輸入單相 380380380 額定電 壓 (v) 輸入三相 380380380 輸入單相 147200200 額定電 流 (a) 輸入三相 579090 輸入單相 0.6450.80.8 功率因 數(shù)輸入三

13、相 0.840.960.84 額定轉(zhuǎn)速(r/min) 149914991499 極數(shù) 444 頻率(hz) 505050 絕緣等級(jí) bff 定額種類連續(xù)連續(xù)連續(xù) 重量(kg) 550586568 配屬機(jī)車 ss4 ss4改 ss8 2.2 電力機(jī)車劈相機(jī)工作原理電力機(jī)車劈相機(jī)工作原理 韶山 4 改進(jìn)型電力機(jī)車的劈相機(jī)工作原理 2.2.12.2.1 韶山韶山 4 4 改進(jìn)型電力機(jī)車的劈相機(jī)工作原理改進(jìn)型電力機(jī)車的劈相機(jī)工作原理 劈相機(jī)是 ss4 改進(jìn)型電力機(jī)車輔助系統(tǒng)的主要電機(jī)之一。它的性能的好壞直 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 5 接影響到其它輔助電機(jī)的正常工作。異步電動(dòng)機(jī)的許多故障現(xiàn)象都會(huì)

14、在劈相機(jī) 上發(fā)生，但劈相機(jī)又有其自己的特性。要想快速準(zhǔn)確地找到劈相機(jī)的故障并及 時(shí)排除故障就必須對(duì)劈相機(jī)有一個(gè)全面的了解。 首先就要了解劈相機(jī)在電力機(jī)車上的作用及工作原理。ss4 改進(jìn)型電力機(jī)車的 劈相機(jī)實(shí)際上是單相電動(dòng)機(jī)與三相發(fā)電機(jī)的組合。ss4 改進(jìn)型電力機(jī)車上所有 的輔助電動(dòng)機(jī)均由主變壓器的輔助繞組 a6-x6 供給單相電源，經(jīng)異步劈相機(jī)將 單相電源劈成三相電源，再供給輔助電路的所有三相異步電動(dòng)機(jī)使用。異步劈 相機(jī)的結(jié)構(gòu)與三相異步電動(dòng)機(jī)不同，轉(zhuǎn)子為鼠籠式，定子繞組按三相不對(duì)稱規(guī) 律嵌入在定子槽內(nèi)，劈相機(jī)實(shí)際上是單相電動(dòng)機(jī)與三相發(fā)電機(jī)的組合。劈相機(jī) 的電負(fù)荷不是固定的，是隨機(jī)車運(yùn)行工況的改

15、變而變動(dòng)。 電動(dòng)機(jī)單相交流電通過(guò)電機(jī)定子的單相繞組時(shí)，產(chǎn)生交變的脈振磁場(chǎng)，一個(gè)脈 振磁場(chǎng)可以分解為兩個(gè)幅值一樣，轉(zhuǎn)速相等轉(zhuǎn)向相交的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，與電機(jī)轉(zhuǎn)子 的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同為正序放置磁場(chǎng)，與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的磁場(chǎng)為負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 劈相機(jī)的電動(dòng)相繞組接到單相交流電源上，在劈相機(jī)的空氣隙中產(chǎn)生兩個(gè)大小 相同的磁場(chǎng)，當(dāng)劈相機(jī)的轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)時(shí)，這兩個(gè)磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中感應(yīng)的電 動(dòng)勢(shì)和電流的大小相等，方向相反。由此而產(chǎn)生的兩個(gè)轉(zhuǎn)矩也大小相等，方向 相反而互相抵消。起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為零，劈相機(jī)不能自行起動(dòng)。如果轉(zhuǎn)子與正序旋轉(zhuǎn) 磁場(chǎng)的相對(duì)速度比較小，而轉(zhuǎn)子與負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相對(duì)速度比較大，轉(zhuǎn)子以幾 乎兩倍于同步轉(zhuǎn)速的速度切割

16、該負(fù)序磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)子導(dǎo)體內(nèi)感應(yīng)出近兩倍于電網(wǎng) 頻率的電勢(shì)和電流，該電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)幾乎抵消了定子繞組產(chǎn)生的負(fù)序磁場(chǎng)。 也就是說(shuō)，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在劈相機(jī)的氣隙中主要剩下了一個(gè)正序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)， 它與轉(zhuǎn)子相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，克服了轉(zhuǎn)子的機(jī)械阻力矩及轉(zhuǎn)子負(fù)序電流產(chǎn) 生的電磁阻力矩，驅(qū)使轉(zhuǎn)子沿著正序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)該正序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 切割定子三相繞組，并使它感應(yīng)出三相電勢(shì)，于是單相電源被劈成三相電源。 在劈相機(jī)定子的三相輸出端接上電負(fù)載，因其中兩相負(fù)載直接與單相電源相聯(lián)， 不需要經(jīng)過(guò)劈相機(jī)而直接從單相電源得到供電，而另一相負(fù)載則由劈相機(jī)的發(fā) 電相得到供電，所以劈相機(jī)是將單相交流電源劈成三相，而本身只輸出一

17、相的 異步電機(jī)。 2.2.22.2.2 改進(jìn)型電力機(jī)車劈相機(jī)與控制電器的關(guān)系改進(jìn)型電力機(jī)車劈相機(jī)與控制電器的關(guān)系 我們了解了 ss4 改進(jìn)型電力機(jī)車劈相機(jī)的工作原理，而它在電力機(jī)車上是如 何起動(dòng)和運(yùn)行的，這對(duì)我們排除劈相機(jī)故障也是十分重要的。起動(dòng)劈相機(jī)是電 力機(jī)車動(dòng)車前的預(yù)備性操作，其電路屬于控制電路。在其受電弓升弓以及閉合 主斷路器后進(jìn)行，ss4 改進(jìn)型電力機(jī)車的劈相機(jī)控制有手動(dòng)和自動(dòng)兩種，它是 通過(guò)對(duì)選擇開關(guān) 591qs 進(jìn)行選擇，我們主要以手動(dòng)為例，這樣更好地認(rèn)清各個(gè) 電器件在劈相機(jī)起動(dòng)過(guò)程中的作用。由于劈相機(jī)直接單相電源起動(dòng)時(shí)只能在氣 隙中產(chǎn)生一個(gè)脈振磁場(chǎng)，而不能產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，起動(dòng)

18、轉(zhuǎn)矩為零，劈相機(jī)必 須帶電阻或電容進(jìn)行分相起動(dòng)，起動(dòng)電阻或電容必須接在劈相機(jī)電動(dòng)第一相 u1 相與發(fā)電相 w1 之間，即輔助回路 202 母線與 203 母線之間，起動(dòng)電阻值為 0.79 起動(dòng)電容為 10 個(gè) 12kvar、138f 電容并聯(lián)。所有輔機(jī)控制電源由 605qa 自動(dòng)開關(guān)控制，劈相機(jī)的控制是完成其他輔機(jī)控制的先決條件。 劈相機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)與停止是通過(guò)相應(yīng)的接觸器 201km 控制，因?yàn)榕鄼C(jī)是單相電動(dòng) 機(jī)與三相發(fā)電機(jī)的組合，所以起動(dòng)時(shí)必須在第二電動(dòng)相繞組與發(fā)電相繞組之間 接入起動(dòng)電阻 263r 進(jìn)行分相起動(dòng)，起動(dòng)電阻的接通與開斷由接觸器 213km 來(lái)執(zhí) 行。由劈相機(jī)起動(dòng)繼電器 283a

19、k 監(jiān)測(cè)起動(dòng)過(guò)程并控制起動(dòng)電阻回路的開斷。 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 6 283ak 的工作電源是從導(dǎo)線 531 經(jīng) 533kt 常開聯(lián)鎖由導(dǎo)線 281 引入的。 首先我們按下劈相機(jī)按鍵（404sk）導(dǎo)線 560 經(jīng) 404sk 與 591qs，使導(dǎo)線 564 有 電，劈相機(jī)中間繼電器 567ka 得電動(dòng)作，其常開觸點(diǎn)閉合。導(dǎo)線 560 經(jīng) 567ka 的常開觸點(diǎn)，使導(dǎo)線 561 有電，然后分成幾個(gè)支路。導(dǎo)線 561 經(jīng)劈相機(jī)起動(dòng)中 間繼電器 566ka 的常閉接點(diǎn)，使分相接觸器（213km）和劈相機(jī)起動(dòng)延時(shí)繼電器 533tk 得電動(dòng)作，起動(dòng)電阻將投入工作。劈相機(jī)的接觸器（201km）閉

20、合，導(dǎo)線 561 經(jīng) 213km 的輔助觸點(diǎn)，使導(dǎo)線 572 有電。經(jīng)劈相機(jī)故障隔離開關(guān)（242qs） ， 使 201km 得電動(dòng)作。劈相機(jī)的主回路溝通，開始起動(dòng)。若起動(dòng)正常，則劈相機(jī) 的起動(dòng)繼電器（283ak）動(dòng)作，其常開點(diǎn)閉合。導(dǎo)線 561 經(jīng) 283ak，使導(dǎo)線 568 有電，劈相機(jī)起動(dòng)中間繼電器 566ka 得電動(dòng)作。其常閉點(diǎn)打開，切斷 213km 和 533kt 的供電回路，甩掉劈相機(jī)起動(dòng)電阻，劈相機(jī)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。同時(shí)， 566ka 的常開觸點(diǎn)閉合，215qa 和 566ka 常開觸點(diǎn)，使 566ka 繼續(xù)得電自鎖：導(dǎo) 線 561 經(jīng) 533kt 的常閉觸點(diǎn)，使導(dǎo)線 577 有電

21、，為其它輔助電機(jī)的正常工作做 好準(zhǔn)備。致此，劈相機(jī)的控制順利完成。 2.2.32.2.3 單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 異步劈相機(jī)是一種結(jié)構(gòu)特殊、用途特殊的三相異步電機(jī)。它是一種能實(shí)現(xiàn) 單一三相變換的異步電機(jī)，用于一切由單相電源供電，而又以三相異步電動(dòng)機(jī) 為負(fù)載的場(chǎng)合。在單相工頻交流電力機(jī)車的輔助系統(tǒng)中，異步劈相機(jī)（簡(jiǎn)稱 “劈相機(jī)” ）用來(lái)將主變壓器輔助繞組供給的單相電源“劈成”三相，向輔助系 統(tǒng)所有三相異步電動(dòng)機(jī)供電。圖 48 所示為異步劈相機(jī)工作原理線路圖。 2.1.1 2.2.42.2.4 劈相機(jī)的空載工況劈相機(jī)的空載工況 當(dāng)定子繞組 uov 接至單相電源時(shí)，單相電流

22、由 u 相流人，從 v 相流 pi 出，該電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)可以分解為兩個(gè)幅值相等、轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn) 磁場(chǎng)，分別稱為正序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。當(dāng)劈相機(jī)轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)時(shí)這兩 個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中感應(yīng)出兩個(gè)大小相等、方向相反的電勢(shì)和電流，而產(chǎn) 生兩個(gè)大小相等、方向相反的電磁轉(zhuǎn)矩，其合成起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為零，故劈相機(jī)不能 自行起動(dòng)，這是劈相機(jī)的一個(gè)特點(diǎn)，也是一個(gè)缺點(diǎn)。因此，如何經(jīng)濟(jì)、可靠地 實(shí)現(xiàn)劈相機(jī)的起動(dòng)，是劈相機(jī)運(yùn)行中必須首先解決的問(wèn)題。 如果用某種方法使劈相機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，并達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。那么和 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 7 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向一致的定子正序磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子的相對(duì)速度很小，而和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相

23、反的定 子負(fù)序磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子的相對(duì)速度約為兩倍同步轉(zhuǎn)速，定子負(fù)序磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體， 在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中感應(yīng)出數(shù)值較大，且頻率為接近兩倍電網(wǎng)頻率的轉(zhuǎn)子負(fù)序電勢(shì)和 電流。由于轉(zhuǎn)子漏抗的顯著增大，使轉(zhuǎn)子負(fù)序電流在相位上滯后于轉(zhuǎn)子負(fù)序電 勢(shì) 90電角度，從而使轉(zhuǎn)子負(fù)序電流建立的磁場(chǎng)幾乎抵消了定子負(fù)序磁場(chǎng)，氣 隙中的剩余負(fù)序磁場(chǎng)很微弱，這種現(xiàn)象稱為轉(zhuǎn)子的阻尼作用。異步電機(jī)的這種 阻尼作用正是異步電機(jī)具有劈相機(jī)功能的基礎(chǔ)。因此，當(dāng)劈相機(jī)轉(zhuǎn)子以額定轉(zhuǎn) 速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以認(rèn)為氣隙中只有正序磁場(chǎng)和正序磁通。 當(dāng)劈相機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)以后，若劈相機(jī)不與外界電負(fù)載相接，稱為劈相機(jī) 空載工況。這時(shí)劈相機(jī)氣隙中的正序磁場(chǎng)和磁通有兩個(gè)作用：一

24、是，正序磁通 和轉(zhuǎn)子導(dǎo)體內(nèi)感應(yīng)的正序電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，用以克服轉(zhuǎn)子的機(jī)械阻 轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)子負(fù)序電流產(chǎn)生的電磁阻轉(zhuǎn)矩，驅(qū)使轉(zhuǎn)子沿著正序磁場(chǎng)的方向繼續(xù)維 持轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)劈相機(jī)實(shí)際上是作為一臺(tái)單相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行；二是，正序磁場(chǎng) 切割定子三相繞組，感應(yīng)出三相電勢(shì)，從劈相機(jī)三相負(fù)載端來(lái)看，它又是三相 發(fā)電機(jī)。因此，從這兩方面作用來(lái)看，劈相機(jī)是一臺(tái)單相異步電動(dòng)機(jī)和三相異 步發(fā)電機(jī)的組合體，既可以在它的軸上接上機(jī)械負(fù)載，又可以在它的 u、v、w 三相輸出端接上電負(fù)載。 2.2.52.2.5 劈相機(jī)的負(fù)載工況劈相機(jī)的負(fù)載工況 當(dāng)劈相機(jī)與三相電負(fù)載接通后，因 u、v 兩相負(fù)載直接與單相電源相連，不 需要經(jīng)過(guò)劈

25、相機(jī)即可直接從單相電源獲得負(fù)載電流/和。w 相負(fù)載電流vmiumi 則由劈相機(jī)的 w 相提供。因?yàn)楫?dāng)電網(wǎng) w 相缺相時(shí)，劈相機(jī)的 w 相電勢(shì)高于wmi w 相端電壓，從而使 w 相電流反相，源源不斷地向三相負(fù)載輸出第三相電流件， 這時(shí)電機(jī)才真正進(jìn)人劈相機(jī)工況運(yùn)行。由于專用劈相機(jī)的軸上均不帶機(jī)械負(fù)載， 故劈相機(jī)負(fù)載前后的軸輸出機(jī)械功率是不變的，所以它的氣隙正序磁場(chǎng)也應(yīng)保 持不變。但 w 相輸出電流產(chǎn)生的單相磁勢(shì)將使氣隙磁場(chǎng)發(fā)生變化，這就需要wi 從 u 相和 v 相輸人相應(yīng)的附加電流面 和 ，以保持氣隙正序磁場(chǎng)不變，uivi 而定子的負(fù)序磁場(chǎng)將隨著 w 相電流的增加而增加，這些新增加的負(fù)序磁場(chǎng)同

26、wi 樣由轉(zhuǎn)子產(chǎn)生新的負(fù)序電流去抵消，仍然保持氣隙負(fù)序磁場(chǎng)幾乎為零的特點(diǎn)。 用數(shù)學(xué)關(guān)系式來(lái)表示上述兩個(gè)物理現(xiàn)象，可把劈相機(jī)負(fù)載時(shí)的定子三相電流分 解成兩組：一組是劈相機(jī)空載時(shí)，僅在 u、v 相繞組中流過(guò)的單相電流，此電流 與轉(zhuǎn)子作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，以維持轉(zhuǎn)子的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，故稱此電流為電動(dòng)機(jī)電流， 習(xí)慣上將 u、v 相繞組稱為劈相機(jī)的電動(dòng)相繞組；另一組是劈相機(jī)負(fù)載后，在三 相繞組中重新加人的三相電流和 ，該電流與轉(zhuǎn)子作用產(chǎn)生電磁阻轉(zhuǎn)矩，相wi 應(yīng)地將這一組電流稱為發(fā)電機(jī)電流，習(xí)慣上將 w 相統(tǒng)組稱為劈相機(jī)的發(fā)電相繞 組。由此可知，當(dāng)劈相機(jī)負(fù)載時(shí)，在劈相機(jī)的發(fā)電相繞組中僅有發(fā)電相電流 流過(guò)，而在 u、

27、v 電動(dòng)相繞組中同時(shí)存在著電動(dòng)機(jī)電流和發(fā)電機(jī)電1w p qvui i i upi 流 、，所以劈相機(jī)負(fù)載后的定子三相電流的關(guān)系可寫成：uivi 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 8 ii iii iii ww vpv upu 因此，劈相機(jī)無(wú)論是空載工況還是負(fù)載工況，其定子三相電流都是不對(duì)稱 的，這種三相電流的不對(duì)稱是劈相機(jī)負(fù)載后三相電壓不對(duì)稱的重要原因之一， 這將直接影響輔助電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。如何在劈相機(jī)負(fù)載后或負(fù)載變化時(shí)保持 其輸出三相電壓的對(duì)稱性，也是劈相機(jī)運(yùn)用中必須解決的核心問(wèn)題之一。 上述分析表明：劈相機(jī)實(shí)質(zhì)上是一種本身只輸出一相電流的異步電機(jī)。劈 相機(jī)工況實(shí)際上是三相異步電機(jī)在不對(duì)稱條

28、件下運(yùn)行的一個(gè)特例。 異步電機(jī)進(jìn)入劈相機(jī)工況一般應(yīng)具備以下兩個(gè)條件： （1）電機(jī)軸上的機(jī)械負(fù)載不變； （2）三相電網(wǎng)中 w 相缺相，使 w 相電流反相輸出。 只要具備上述條件，一般的三相異步電動(dòng)機(jī)同樣具有劈相機(jī)功能。對(duì)于多 臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的場(chǎng)合，如果電網(wǎng)突然缺相造成三相異步電動(dòng)機(jī)單相運(yùn) 行，那么先運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)便會(huì)自動(dòng)投人劈相機(jī)工況來(lái)起動(dòng)后面的電動(dòng)機(jī)，當(dāng)后 面的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)完成后，該電機(jī)的劈相工況自動(dòng)結(jié)束。根據(jù)這個(gè)原理 ss4 改型 電力機(jī)車的每節(jié)內(nèi)僅設(shè)置一臺(tái)劈相機(jī)，另將一臺(tái)牽引通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)作為先導(dǎo)機(jī)， 即它不僅是一臺(tái)通風(fēng)機(jī)。也是一臺(tái)“劈相機(jī)” 。在劈相機(jī)燒損或控制失靈的故障 情況下，作為應(yīng)

29、急手段，實(shí)踐證明這種設(shè)計(jì)是有益的。 2.2.62.2.6 單相異步電動(dòng)機(jī)的分類和啟動(dòng)方法單相異步電動(dòng)機(jī)的分類和啟動(dòng)方法 由于單相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子不能自行啟動(dòng)，為了解決啟動(dòng)問(wèn)題，應(yīng)設(shè)法加大 正向磁場(chǎng)，抑制反向磁場(chǎng)，使在啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)氣隙中能夠形成一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 例如在定子上另裝一個(gè)空間和時(shí)間上與工作繞組都不同相的啟動(dòng)繞組。 根據(jù)啟動(dòng)方法或運(yùn)行方法的不同，單相異步電動(dòng)機(jī)可分為單相電容啟動(dòng)電 動(dòng)機(jī)、單相電容運(yùn)行電動(dòng)機(jī)、單相電阻啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)、單相罩極啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)等幾 類，下面介紹單相電容啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)、單相電容運(yùn)行電動(dòng)機(jī)和單相電阻啟動(dòng)電動(dòng) 機(jī)的啟動(dòng)方法。 2.4.1 2.2.6.12.2.6.1 單相電容啟動(dòng)電動(dòng)

30、機(jī)單相電容啟動(dòng)電動(dòng)機(jī) 單相電容啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的接線原理圖如圖 45 所示。 裝在定子鐵芯上的啟動(dòng)繞組(又稱副繞組)與工作繞組(又稱主繞組)在12z z 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 9 空間互差 90。電角度。啟動(dòng)繞組與電容器 c 串聯(lián)后：通過(guò)離心開關(guān)或繼電12z z 器觸點(diǎn) s 與工作繞組一起并接到同一電源上。12u u 采用分析三相旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)的方法，可以得到如下結(jié)論：向空間位置互差 90 電角的兩相定子繞組內(nèi)通人在時(shí)間上互差 90的兩相電流，產(chǎn)生的磁勢(shì)也是沿 定子內(nèi)圓旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)。 適當(dāng)?shù)剡x擇電容器值，使啟動(dòng)繞組中的電流超前工作繞組中的電流約 90。 相角，則在定子內(nèi)圓氣隙中就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)

31、磁勢(shì)，相應(yīng)地產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在 該磁場(chǎng)的作用下，能產(chǎn)生較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。 啟動(dòng)繞組是按照短時(shí)運(yùn)行方式設(shè)計(jì)的，如果長(zhǎng)期通過(guò)電流，會(huì)因過(guò)熱而損 壞。因此，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到同步轉(zhuǎn)速的 7580時(shí)，由離心開關(guān) s 把啟 動(dòng)繞組從電源斷開，電動(dòng)機(jī)便作為單相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。 單相電容啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)有較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，但啟動(dòng)電流也較大，適用于各種 滿載啟動(dòng)的機(jī)械，如小型空氣壓縮機(jī)，在部分電冰箱壓縮機(jī)中也有采用。 2.6.2.22.6.2.2 單相電容運(yùn)行電動(dòng)機(jī)單相電容運(yùn)行電動(dòng)機(jī) 如果啟動(dòng)繞組不僅供啟動(dòng)用，而且允許長(zhǎng)期接在電源上工作，這種電機(jī)就 稱為單相電容運(yùn)行電動(dòng)機(jī)，如圖 46 所示。 圖 4-6

32、 單相電容運(yùn)行電機(jī) 電容運(yùn)行電動(dòng)機(jī)實(shí)質(zhì)上是一臺(tái)兩相異步電動(dòng)機(jī)，其兩個(gè)繞組在空間相隔 90。電角度，繞組中的電流也相差約 90相角。單相電容運(yùn)行電動(dòng)機(jī)的性能有 較大的改善，其功率因數(shù)、效率及最大轉(zhuǎn)矩都比普通單相異步電動(dòng)機(jī)高。 單相電容運(yùn)行電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維護(hù)方便，只要任意改變工作繞組(或啟動(dòng) 繞組)的首端、末端與電源的接線，即可改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向，使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)這 類電動(dòng)機(jī)常用于吊扇、臺(tái)扇、洗衣機(jī)、吸塵器等。 2.4.2 2.6.2.32.6.2.3 單相電阻啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)單相電阻啟動(dòng)電動(dòng)機(jī) 將圖 47 中的電容器換成電阻就構(gòu)成單相電阻啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，如圖 47 所 示。這種電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是啟動(dòng)繞組的導(dǎo)

33、線直徑較細(xì)，匝數(shù)少，又與啟動(dòng)電 12z z 阻串聯(lián)，則該支路的總電阻遠(yuǎn)大于感抗，可近似看作流過(guò)繞組中的電流與電源 電壓同相位；工作繞組的導(dǎo)線直徑較粗，匝數(shù)較多，則感抗遠(yuǎn)大于繞組中 12u u 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 10 的直流電阻，可近似看作流過(guò)繞組中的電流滯后電源電壓約 90電角。 因此，可近似看作啟動(dòng)繞組中的電流與工作繞組中的電流相差 90電角，從而在定子 與轉(zhuǎn)子氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使轉(zhuǎn)子獲得轉(zhuǎn)矩而旋轉(zhuǎn)。這種電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大，宜于空 載啟動(dòng)。 3 3、電力機(jī)車劈相機(jī)不啟動(dòng)原因分析及處理、電力機(jī)車劈相機(jī)不啟動(dòng)原因分析及處理 故障 1：劈相機(jī)不起動(dòng) 原因分析：原因分析： （1）劈相

34、機(jī)控制電路斷路 （2）劈相機(jī)控制電路無(wú)電 故障處理：故障處理： （1）如兩節(jié)車“劈相機(jī)”燈不亮，則確認(rèn) 605qa 自動(dòng)開關(guān)接觸良好，重新 起動(dòng)，若仍不起動(dòng)，則換端啟動(dòng)劈相機(jī)，若起動(dòng)正常，處理操縱節(jié)劈相機(jī)扳鈕 404sk。 （2）如一節(jié)車“劈相機(jī)”燈不亮。則檢查該節(jié)車 567ka 接線是否良好，進(jìn) 行處理后若仍不起動(dòng)，則人為閉合 567ka，起動(dòng)劈相機(jī)。 注意：人為閉合 567ka 后，與“主斷”斷開后，必須使 567ka 釋放，合閘后再閉合 劈相機(jī)扳鈕，將 567ka 固定在吸合位。 故障 2：合劈相機(jī)扳鈕， “劈相機(jī)”燈亮，不起動(dòng) 原因分析：原因分析： （1）起動(dòng)電阻發(fā)紅或燒斷； （2）劈

35、相機(jī)燒損。 （3）213km 故障 （4）201km 故障 故障處理：故障處理： （1）斷電、低壓實(shí)驗(yàn)，若 213km 不吸合，則檢查處理 567ka 常開接點(diǎn)和 566ka 常閉接點(diǎn)及 213km 本身，無(wú)法處理時(shí)切除該節(jié)車。 （2）若 213km 吸合，201km 不吸合，檢查處理 213km 常開接點(diǎn)、242qs， 劈相機(jī)自動(dòng)開關(guān)及 201km 本身不良處所，無(wú)法處理時(shí)用通風(fēng)機(jī) 1 代替劈相機(jī)。 （3）啟動(dòng)電阻燒損時(shí)，排除接地處所，倒接線 232#線使用備用電阻或倒風(fēng) 機(jī)位運(yùn)行（風(fēng) 機(jī)代劈相機(jī)時(shí)，學(xué)習(xí)司機(jī)應(yīng)到非操縱端監(jiān)視風(fēng)機(jī)啟動(dòng)是否正常） 。 注：倒風(fēng)機(jī)位方法：（1）將 242qs 打“

36、1fd”位。 （2）將 296qs 拉至電容位。 故障 3：劈相機(jī)起動(dòng)后，電磁噪音大，起動(dòng)電阻甩不開 原因分析：原因分析： （1）213km 故障 （2）283ak 故障 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 11 故障處理：故障處理： （1）重新起動(dòng)劈相機(jī)，待起動(dòng)后（約 3s） ，人為閉合 283ak，無(wú)效時(shí)捅 566ka。 （2）若起動(dòng)電阻仍甩不開，則檢查處理 527kt 常開點(diǎn)。 （3）若 213km 焊接，則斷電、降弓、打磨觸頭，裝好滅弧罩繼續(xù)使用，若 焊接嚴(yán)重時(shí)，則切除該節(jié)車。 4 4、ss4gss4g 型電力機(jī)車劈相機(jī)起動(dòng)電阻燒損的原因分析及改進(jìn)型電力機(jī)車劈相機(jī)起動(dòng)電阻燒損的原因分析及改

37、進(jìn) 措施措施 在電力機(jī)車上,劈相機(jī)是一種能將單相電變換成三相電的特殊電機(jī),為各輔助機(jī) 組提供三相交流電源,實(shí)現(xiàn)機(jī)車正常工作.在單相電網(wǎng)中,劈相機(jī)不能自行起動(dòng), 需采用特殊的起動(dòng)方法.國(guó)產(chǎn)韶山系列電力機(jī)車上的劈相機(jī)都采用電阻分相起動(dòng) 的方法.與 ss4 改型機(jī)車一樣,ss4b 型電力機(jī)車劈相機(jī)的起動(dòng)方式與起動(dòng)控制電 路完全相同,所不同的是每節(jié)車增加了 1 臺(tái)劈相機(jī),改善了輔助系統(tǒng)的三相不對(duì) 稱性,同時(shí)提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性. class=highlight在電力機(jī)車上, 劈相機(jī)是一種能將單相電變換成三相電的特殊電機(jī),為各輔助機(jī)組提供三相交流 電源,實(shí)現(xiàn)機(jī)車正常工作.在單相電網(wǎng)中,劈相機(jī)不能自行起動(dòng),需采用特殊的起 動(dòng)方法.國(guó)產(chǎn)韶山系列電力機(jī)車上的劈相機(jī)都采用電阻分相起動(dòng)的方法.與 ss4 改型機(jī)車一樣,ss4b 型電力機(jī)車劈相機(jī)的起動(dòng)方式與起動(dòng)控制電路完全相同,所 不同的是每節(jié)車增加了 1 臺(tái)劈相機(jī),改善了輔助系統(tǒng)的三相不對(duì)稱性,同時(shí)提高 了系