電傳動(dòng)控制基礎(chǔ)第三章有級調(diào)速與繼電器

1、第三章 有級調(diào)速與繼電器控制系統(tǒng) 韶山1型電力機(jī)車3.1 SS1型電力機(jī)車主電路調(diào)壓原理z 低壓側(cè)調(diào)壓：變壓器低壓側(cè)設(shè)有抽頭調(diào)壓開關(guān)z 單拍全波整流：中抽式全波不可控整流電路z 集中式供電：防空轉(zhuǎn)性能好z 采用電阻制動(dòng)：串勵(lì)變他勵(lì)一、一、SS1SS1型電力機(jī)車主要特點(diǎn)型電力機(jī)車主要特點(diǎn)SS1：六軸客貨兩用電力機(jī)車 額定功率4200kW 采用交直傳動(dòng) 軸式 C0C0SS1機(jī)車主電路12345625kV受電弓主斷路器牽引變壓器整流器平波電抗器牽引電機(jī)二、調(diào)壓整流電路分析中抽式:Ax：網(wǎng)側(cè)繞組箭頭：調(diào)壓開關(guān)D：串勵(lì)牽引電動(dòng)機(jī)正半周：D1導(dǎo)通 D2截止 ID1 = Id ID2 = 0負(fù)半周：D2導(dǎo)通

2、 D1截止 ID2 = Id ID1 = 0 牽引繞組利用不好DA+x-a1 a2+-D1D2ID1ID2Ido單拍式整流電路橋式： A+x-a x+-D11D21D22D12DIdN3N1正半周： D11 D12 導(dǎo)通負(fù)半周： D21 D22 導(dǎo)通雙拍式：正負(fù)半周繞組均通電 繞組利用較中抽式好SS1型調(diào)壓電路的組成z 次邊牽引繞組：固定繞組 a1x1 a2x2 1040V 可調(diào)繞組o1 - 1 o2 - 9 8 x 125Vz 調(diào)壓開關(guān)：18個(gè)分級轉(zhuǎn)換開關(guān) 3148 4個(gè)繞組轉(zhuǎn)換開關(guān) 26正、26反z 整流裝置：整流調(diào)壓臂5-1 5-2 和 6-1 6-2 整流臂5-3 5-4 和 6-3

3、6-4z 平波電抗器：55 56 濾波z 過電壓阻容吸收網(wǎng)絡(luò)：R1C1 R4C4調(diào)壓過程分析：固定繞組 1040V可調(diào)繞組 7個(gè)抽頭 8段 每段125V 共1000V反接：+-+-正接：固定可調(diào)+-+-ii+-固定可調(diào)+-+-ii+-+-+兩種限流方式：z 線性限流電抗器 8G在開斷過程中電抗器自感電勢作用產(chǎn)生強(qiáng)烈的電弧，經(jīng)常燒損調(diào)壓開關(guān)接觸元件的觸頭，工作不可靠。整流元件 SS1消除環(huán)流a1x1D1D31 2 3 4 5 6 7 8o131323334353637384726反26正a2x2D2D426反26正10 9484645444342414039111213141516o2DN3N1

4、（一）反接位（017） 26反閉合z 0 1級：TK31閉合 TK39閉合 固定繞組a1x1 a2x2通過26反與全部的可調(diào)繞組o1 1、o2 9接成反接 正半周： a1“+” a2“-” 左半部導(dǎo)通 右半部截止 a1 D1 N1 D N3 D3 TK31 1 o1 26反 x1 負(fù)半周： a1“-” a2“+” 左半部截止 右半部導(dǎo)通 a2 D2 N1 D N3 D4 TK39 9 o2 26反 x2 輸出：1040 - 1000 = 40v 整流后：Ud1 = 0.9 x 40 = 36v 特點(diǎn)：左右兩繞組分別在正負(fù)半周輪流通電，單拍全波整流電路 1 2級：TK32閉合 TK31斷開 固定

5、繞組a1x1 a2x2通過26反與可調(diào)繞組o1 2、o2 9接成反接 正半周： a1“+” a2“-” 左半部導(dǎo)通 右半部截止 a1 D1 N1 D N3 D3 TK32 2 o1 26反 x1 負(fù)半周： a1“-” a2“+” 左半部截止 右半部導(dǎo)通 a2 D2 N1 D N3 D4 TK39 9 o2 26反 x2 輸出：左半1040 -125 x7 = 165v 右半 40v 整流后：Ud2 = 0.9 x (40+165)/2 = 92.25v 特點(diǎn)：正負(fù)半周整流電壓是不對稱的 2 3級：TK40閉合 TK39斷開 輸出：1040 - 125 x7 = 165v 整流后：Ud3 = 0

6、.9 x 165 = 148.5v 特點(diǎn)：正負(fù)半波對稱 16級：TK47閉合 TK38斷開 17級：TK48閉合 TK46斷開 輸出：1040v 整流后：Ud17= 0.9 x 1040 = 936v（二）正接位（1733） 26正閉合到達(dá)17級時(shí)，繞組轉(zhuǎn)換開關(guān)26正與26反發(fā)生轉(zhuǎn)換26正閉合 26反斷開 固定繞組與可調(diào)繞組正接17 18級：調(diào)壓開關(guān)反向轉(zhuǎn)換 TK46閉合 TK48斷開 繞組a1x1與o2 16串聯(lián) 左：1040 + 125 = 1165v 右：1040v Ud18= 0.9 x (1040 + 1165)/2 = 992.25v18 19級：TK38閉合 TK47斷開 左：1

7、040 + 125 = 1165v 右：1040 + 125 = 1165v Ud19= 0.9 x 1165 = 1048.25v 依此類推，直到33級，電壓達(dá)到1836v級間轉(zhuǎn)換過程：z 升壓：反接位 5 6 級 TK33斷開 TK34閉合設(shè)正半周左半繞組通電D1 D3導(dǎo)通 電流流過D3在轉(zhuǎn)換過程中，TK34、TK33同時(shí)閉合3端為“+” 4端為“-” u3-4=125v加于D3和D3”之間可見： D3承受反壓 D3截止 D3”承受正壓 D3”導(dǎo)通 自然換流當(dāng)TK33斷開時(shí)，換相結(jié)束，則TK33無電流斷開，沒有電弧產(chǎn)生Da1x126反o14-3+1D1D3D3”D33334級間轉(zhuǎn)換過程：z

8、 降壓：6 5 級 TK33閉合 TK34斷開設(shè)正半周左半繞組通電 D1 D3導(dǎo)通 電流流過D 3”在轉(zhuǎn)換過程中，TK34、TK33同時(shí)閉合4端為“-” 3端為“+” u4-3=-125v加于D3和D3”之間可見： D3承受反壓 D3”承受正壓 不能自然換相（強(qiáng)迫換相）當(dāng)TK34斷開時(shí)，必然帶電流斷開，有電弧產(chǎn)生Da1x126反o14-3+1D1D3D3”D33334調(diào)壓過程特點(diǎn)：z 牽引變壓器兩固定繞組與兩大段具有七個(gè)抽頭八小段 可調(diào)繞組用26正和26反進(jìn)行正接和反接的轉(zhuǎn)換z 除第一級以外，形成等差的33級電壓，平均交流電壓的有效值的級差為62.5v，平均整流電壓級差為56.25v Un =

9、 40 + 62.5 (n 1) (V) Udn = 0.9Un = 36 + 56.25 (n 1) (V)z 各相鄰級間轉(zhuǎn)換用硅整流管過渡，起到隔離作用 升位時(shí)：自然換相 基本無電弧 降位時(shí)：強(qiáng)迫換相 產(chǎn)生電弧z 奇數(shù)級位，左右半波電路輸出電壓是對稱的 偶數(shù)級位，正負(fù)半波整流電壓不對稱，幅值不等3.2 調(diào)壓開關(guān)的組成與工作原理z繞組轉(zhuǎn)換開關(guān)z分級轉(zhuǎn)換開關(guān)z接觸元件z聯(lián)鎖觸頭z電空閥3.3 接觸器與繼電器特點(diǎn)：z動(dòng)作次數(shù)頻繁 150 1500次/每小時(shí)z能通斷較大電流（正常額定電流）按其傳動(dòng)方式電磁接觸器（電磁機(jī)構(gòu)傳動(dòng)）電空接觸器（氣動(dòng)裝置傳動(dòng)）一、接觸器：用來接通或切斷帶有負(fù)載的主電路一、

10、接觸器：用來接通或切斷帶有負(fù)載的主電路或大容量控制電路的自動(dòng)切換電器或大容量控制電路的自動(dòng)切換電器z電磁接觸器主觸頭工作電路直流接觸器交流接觸器組成： 電磁機(jī)構(gòu) 磁系統(tǒng)和吸引線圈 主觸頭 通斷電路，隨銜鐵一起運(yùn)動(dòng) 滅弧裝置 用來熄滅產(chǎn)生的電弧 聯(lián)鎖觸頭 構(gòu)成各種自動(dòng)控制電路線圈靜鐵芯動(dòng)鐵芯主觸頭常閉觸頭常開觸頭反力彈簧z電空接觸器定義：以電空閥控制，用壓縮空氣傳動(dòng)的接觸器適用范圍：大電流、高電壓場合 電空閥有電，壓縮空氣進(jìn)入氣缸， 推動(dòng)活塞，動(dòng)觸頭上移，與靜觸頭閉合電空閥至大氣至氣源氣缸活塞動(dòng)觸頭靜觸頭反力彈簧工作原理： 電空閥失電，壓縮空氣排入大氣， 反力彈簧作用，動(dòng)觸頭下移，將電路斷開二、

11、繼電器：根據(jù)某一輸入量來換接執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電器二、繼電器：根據(jù)某一輸入量來換接執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電器特點(diǎn)：沒有滅弧裝置，結(jié)構(gòu)簡單觸頭容量小，體積重量較小動(dòng)作準(zhǔn)確性要求高組成：執(zhí)行機(jī)構(gòu)測量機(jī)構(gòu)測量機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控機(jī)構(gòu)繼電器工作原理：繼電器特性U出I入uIsfIdz繼電器特性輸入電流增加時(shí)： 當(dāng) i Idz時(shí)：觸頭閉合 u出 = u輸入電流減小時(shí)： 當(dāng) i Isf時(shí)：觸頭閉合 u出 = u 當(dāng) i = Isf時(shí)：觸頭斷開 u出 = 0 當(dāng) i Isf時(shí)：觸頭斷開 u出 = 0Isf : 繼電器釋放值 Idz : 繼電器動(dòng)作值繼電器分類： 執(zhí)行機(jī)構(gòu)種類有觸點(diǎn)繼電器無觸點(diǎn)繼電器測量機(jī)構(gòu)原理電磁繼電器半導(dǎo)體繼電器輸

12、送到測量機(jī)構(gòu)的物理量性質(zhì)電流繼電器電壓繼電器壓力繼電器油流繼電器三、常用符號與聯(lián)鎖方式三、常用符號與聯(lián)鎖方式線圈靜鐵芯動(dòng)鐵芯主觸頭常閉觸頭常開觸頭反力彈簧1、常開聯(lián)鎖和常閉聯(lián)鎖線圈未通電前,電器處于釋放狀態(tài)接點(diǎn)打開 常開聯(lián)鎖接點(diǎn)閉合 常閉聯(lián)鎖線圈左開右閉上開下閉2、凸輪控制器123N 1N 2N 3三條電路和三個(gè)位置的控制器短劃線: 手柄操作觸點(diǎn)開閉位置線有“ ” 表示手柄轉(zhuǎn)向此位置時(shí)觸頭接通無“ ” 表示手柄轉(zhuǎn)向此位置時(shí)觸頭不接通eg. “1”位置 表明N1、N2有電 “2”位置 表明N2有電 “3”位置 表明N1、N3有電3、組合開關(guān)兩位置轉(zhuǎn)換開關(guān)：借助壓縮空氣通過傳動(dòng)氣缸來實(shí)現(xiàn)，屬于指定

13、位閉合或打開，沒有“常開”與“常閉”問題。調(diào)壓開關(guān)： 繞組轉(zhuǎn)換開關(guān) 分級轉(zhuǎn)換開關(guān)兩位置轉(zhuǎn)換開關(guān)：繞組轉(zhuǎn)換開關(guān) 牽引制動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān) 63Q63H63H63Q壓縮空氣63Q得電 ： 活塞右移 聯(lián)鎖觸頭63Q閉合63Q失電 ：觸頭位置不變 63Q仍閉合只有63H得電，活塞左移，63Q斷開，63H才能閉合4、邏輯聯(lián)鎖與迂回回路 串聯(lián)聯(lián)鎖 并聯(lián)聯(lián)鎖J a +b + cJ a b c+abcJa+bcJ 自持聯(lián)鎖+JJa 迂回回路及防止原設(shè)計(jì)：手柄1 A得電 手柄2 D先得電 B、C得電問題：1位時(shí) 迂回回路 N1 B、C、D D閉合 C、D線圈失電 D斷開 迂回振蕩201N1N2ADCBD3.4 SS1型

14、機(jī)車控制系統(tǒng)z 運(yùn)行工況選擇一、主要功能牽引 63QH 64QH制動(dòng) 63Z 64Z21636463QH63QH63Z 運(yùn)行方向選擇63Q63Q63H63H64Q64Q64H64H前 63Q(64H) 64Q(63H)后 63H(64Q) 64H(63Q)機(jī)車運(yùn)行方向：改變電機(jī)勵(lì)磁方向 速度調(diào)節(jié)升壓 降壓 磁場削弱司機(jī)控制器（SK）SK1X： 轉(zhuǎn)換手柄實(shí)現(xiàn)機(jī)車“前”“后”“牽引”“制動(dòng)”及三級磁場削弱工況SK1S： 調(diào)速手柄實(shí)現(xiàn)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)牽引時(shí)：順時(shí)針制動(dòng)時(shí)：逆時(shí)針0降固1固2升快升SK1S后0制前SK1X調(diào)壓準(zhǔn)備電路 機(jī)車正常電路 牽引 向前 制動(dòng) N310 電源線N321N324N325

15、N326TK021420521526326483向后 63QH64QH63H64Q63Q64H63Z64Z63H64Q63Q64H63QH64QH離0有電N329275后制前 SK1X026反TK0-5TK0TK0TK0221205（一）牽引：263、264：風(fēng)速繼電器215：過電流中間繼電器205：延時(shí)繼電器205+214：調(diào)壓準(zhǔn)備電路轉(zhuǎn)換手柄“前”或“后”N324(N325)得電TK063Q 64H63H 64Q得電聯(lián)鎖觸頭63Q 64H63H 64Q83TK063QH 64QH得電 兩位置轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到牽引位完成牽引準(zhǔn)備兩位置轉(zhuǎn)換開關(guān)控制63QH63Z 63Q63H64QH64Z 64Q6

16、4H二、機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)控制電路（二）制動(dòng)：調(diào)速手柄“0”位 轉(zhuǎn)換手柄“制”N324、N325失電TK063Z 64Z得電 兩位置轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到制動(dòng)位N326得電調(diào)壓準(zhǔn)備電路：214 205263 264兩位置轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到牽引位后 63QH 64QH閉合 215205得電214得電注意：注意：275：故障短路開關(guān)26反 TK0-5：單機(jī)運(yùn)行 調(diào)車輕載 不超過5位短時(shí)不開通風(fēng)機(jī)TK0：保證兩位置轉(zhuǎn)換開關(guān)只有在調(diào)壓開關(guān)處于零位時(shí)，才能得電轉(zhuǎn)換83：保證兩位置轉(zhuǎn)換開關(guān)在勵(lì)磁回路打開時(shí)，才能從制動(dòng)位轉(zhuǎn)到牽引位，以免帶電轉(zhuǎn)換26正26反208205TK 1 7N321N322N331N322后制前 1 2 3

17、 SK1X0N330 SK1S0快升固2固1降 TK 18-331-1626正TK 17026反兩位置轉(zhuǎn)換開關(guān)控制 26正 26反017級 26反閉合 反接 1733級 26正閉合 正接017級：SK1X離開“0”扳到“前”“后”時(shí) N322得電SK1S得電TK 1 7026反得電固定繞組與可調(diào)繞組反接17級：26反失電N330205TK 1 726正得電過了零位:N321208TK 18-331-1626反26反得電1733級： N321208TK 18-331-1626正26正得電注意：注意：208：控制伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)與停三、主變壓器繞組正反接控制N313N320100208206206S1

18、H2208208206206C1C2B1B2126正26反206205N330N331伺服電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁方向是固定的改變電樞電流方向 轉(zhuǎn)向206：控制伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向 206得電 H2 S1 206失電 S1 H2升位時(shí)：N330有電 N331沒電N331無電 26反斷開206失電 反轉(zhuǎn)1733級：26正得電降位時(shí)：N331有電 N330沒電N330無電 26正斷開206失電 反轉(zhuǎn)170級：26反得電017級：N330有電20526反其常開觸頭閉合 CD正轉(zhuǎn) H2 S1 206得電3317級：N331有電26正206得電 正轉(zhuǎn)四、伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向控制快 升固2固1降0制N322208206S1H220

19、8206C1C2+20620620526反26正N330N331N37020564QHTK 1-33TK 2-3221421420626正26反216206TK 中TK 中216208205216214208206TK 18-330-16N333N329電源線N321降：減速降位 穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)打在“固1”五、調(diào)壓開關(guān)升降位控制升、快升：加速升位 穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)打在“固2”調(diào)速手柄離開0位：N329得電時(shí)間繼電器205常開觸頭中間繼電器214吸合調(diào)速手柄在“固2”位：N330得電時(shí)間繼電器205常開觸頭26反206得電伺服電動(dòng)機(jī)正向連接，為調(diào)速作好準(zhǔn)備調(diào)速手柄從“固2”扳到“升”位：進(jìn)級（升位）控制電

20、路：21426反216N370得電206TK 18-330-16208得電 伺服電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)調(diào)壓開關(guān)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，向“1”位過渡調(diào)壓開關(guān)離開“0”位后：216閉合自聯(lián)鎖使216繼續(xù)得電N370得電216得電TK 中216斷開208原通路斷開TK 中N321208得電 使CD繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng) 到達(dá)“1”位后 TK中斷開208失電 CD停止轉(zhuǎn)動(dòng) 208控制CD的轉(zhuǎn)與停：接觸器208失電，主觸頭切斷CD的電源，同時(shí)兩對常閉觸頭閉合，CD短路，迅速制停問題：調(diào)速手柄從“固2”位扳到“升”不松手，能連升幾位？216失電要繼續(xù)升位，手柄需要先回“固2”使N370失電再將手柄扳到“升”，重復(fù)上述過程，逐級上升轉(zhuǎn)到下一位2

21、16常閉觸頭斷開216有電TK中斷開208失電 只升一級 說明：N370與N321之間208的作用：防止手柄扳到“升”松手或回“固2”太快，未升完一級TK卡位 208閉合 N370由N321繼續(xù)得電在208電路中TK2-32和206并聯(lián)的作用：當(dāng)調(diào)壓開關(guān)從“0”開始進(jìn)級時(shí)，206先得電，保證CD應(yīng)正轉(zhuǎn)；17級以后，206斷開，到33級TK2-32斷開，208回路全斷，防止調(diào)壓開關(guān)過位TK18-330-16與206并聯(lián)的作用：到達(dá)17級， TK18-330-16斷開 208失電 CD停 208使26反失電 線圈26正得電 繞組接為正接 26反斷開 206失電 CD反接 206使208重新得電保證在調(diào)壓開關(guān)升到或降到17位，伺服電動(dòng)機(jī)不會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，使調(diào)壓開關(guān)免受機(jī)械沖擊，同時(shí)保證206無電轉(zhuǎn)換。問題：調(diào)速手柄扳到“快升”，能連升幾位？N370失電206不吸合26反失電繞組轉(zhuǎn)換 208斷開208得電繼續(xù)升級 直至33級208得電 調(diào)壓開關(guān)連續(xù)升位，直至17位N333始終有電206常閉觸頭調(diào)速手柄從“固2”扳到“固1”位：N330失電而N331得電退級（降位）控制電路：改變CD轉(zhuǎn)向?yàn)榻导壸骱脺?zhǔn)備N331得電206改變狀態(tài)17級以上26反206得電 CD正轉(zhuǎn) N33117級以下206失電CD反轉(zhuǎn) 手柄位于“降”位：可連續(xù)降至