電力機車操縱 HXD3型電力機車牽引相關(guān)操縱及特性

電力機車的起動任務(wù)一電力機車的起動電力機車的起動是機車運行中最先實現(xiàn)的工作狀態(tài)。電力機車在其起動牽引力作用下，克服列車靜止時所受的阻力并產(chǎn)生加速度，最終運行在機車的自然特性上，這一過程稱為機車的起動。機車的起動過程其實質(zhì)是調(diào)速的一種特殊方式。因此，前述的調(diào)速基本原理對起動都是適用的。電力機車的起動按照中華人民共和國《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》的規(guī)定，對機車起動的基本要求是：起動穩(wěn)、加速快，防止列車沖動和斷鉤。機車加速快可以減少起動時間，提高平均運行速度，對鐵路運輸有很大的意義。特別對起動頻繁的電動車組來說，意義更為重大。為了使機車起動加速快.就要求機車有較大的起動電流，以產(chǎn)生較大的起動牽引力。機車起動平穩(wěn)可以使機車內(nèi)部設(shè)備免受電流沖擊，機車和列車免受機械沖擊，所以希望列車速度變化平穩(wěn)。為此，要求起動時應(yīng)盡量減少起動電流和起動牽引力的擺動。起車前壓好鉤，待列車緩解后，調(diào)速手輪逐漸給至3?4位，全列起動后，再將手輪移至理想位置。1.對起動的要求電力機車的起動起動電流和起動牽引力過大時，會使電機安全換向遭到破壞，或牽引力超出線路黏著條件，使輪對發(fā)生空轉(zhuǎn)，結(jié)果反而喪失了牽引力。不同形式的電力機車，起動時所受限制因素的主次是不同的。對于直流電力機車和整流器電力機車，由于牽引電動機制造技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，已能保證在黏著條件許可范圍內(nèi)牽引電動機有良好的換向，其主要限制條件就是線路的黏著條件。1.對起動的要求電力機車的起動機車在起動時處于靜止?fàn)顟B(tài)：對牽引電動機施加端電壓時，由于其反電勢為零，因此，電機的電樞電流僅由端電壓及電機回路的阻抗來決定，即顯然，由于電機回路的總電阻值很小，由上式可知，必然會產(chǎn)生很大的起動電流，雖然起動轉(zhuǎn)矩大，但起動電流太大會破壞牽引電機的安全換向、超越線路黏著條件限制，產(chǎn)生很大的電流沖擊和機械沖擊，使機車和列車都受到損傷。因此，機車的起動必須采用適當(dāng)?shù)钠饎臃椒▉硐拗破饎与娏骱推饎訝恳Α?.起動方式及其限制電力機車的起動①變電阻起動在電力機車起動時，在牽引電動機電樞回路中串入起動電阻，以減小起動電流。隨著起動過程的進行再逐步切除起動電阻，待起動電阻全部切除后，起動過程結(jié)束。這種方法稱為變阻。變電阻起動時，一般起動是有級的，在起動過程中起動電阻有較大的能量損耗，因此是不經(jīng)濟的。②降壓起動在電力機車起動時，采用降低加在牽引電動機上電壓的方法，稱為降壓起動。采用直流斬波器的直直型電力機車、采用整流器的交直型電力機車及交直交型異步牽引電動機電力機車均可采用此種方法。其起動原理與調(diào)速原理相同，起動過程與調(diào)速過程之間沒有嚴(yán)格的界限。2.起動方式及其限制電力機車的起動采用變壓器有級調(diào)壓的整流器電力機車，起動過程是有級的。采用晶閘管移相調(diào)壓的整流器電力機車和采用直流斬波器的直流電力機車，由于其調(diào)速是平滑連續(xù)的，因此其起動過程也是平滑連續(xù)的，這樣可以使起動電流沿著黏著限制條件平滑地變化或維持一定值.機車不僅起動平穩(wěn)，而且起動牽引力也可以在滿足黏著條件的要求下維持較大數(shù)值。但是，無論選擇何種調(diào)壓方式，降壓起動時機車的功率因數(shù)是非常低的，整流電流的脈動也將增加。SS4G型機車采用降壓起動方式。③起動電流和起動牽引力的限制機車起動時，輪對發(fā)生空轉(zhuǎn)前所能發(fā)揮的最大牽引力稱為起動牽引力Fs。機車牽引力受線路黏著條件的限制，應(yīng)滿足下列條件：2.起動方式及其限制電力機車的起動機車黏著系數(shù)并不是一個恒定值，它是隨著線路條件、軌面情況、機車起動方式等因素而變化，是一個范圍值。因此機車的黏著限制曲線也并非只有一條而是一個限制帶。為使機車起動時有較大的起動牽引力，就應(yīng)充分利用機車的黏著條件，即機車起動時，起動牽引力盡可能接近黏著限制線。3.受電弓交流電力機車調(diào)速任務(wù)二交流電力機車調(diào)速交直交型交流傳動電力機車采用三相異步牽引電動機做牽引動力，根據(jù)三相異步電動機的速度公式：（公式1）交流電力機車調(diào)速由公式1知在電源頻率保持不變時，改變定子極對數(shù)可以調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速。一般是把定子繞組分成若干獨立分段，改變各分段引出線的連接方式達到改變極對數(shù)的目的，使得異步電機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且換接電路過于復(fù)雜，以致喪失了運用的可靠性。1.改變定子極對數(shù)交流電力機車調(diào)速改變電機轉(zhuǎn)子回路啟動電阻值，實行所謂串級調(diào)速，由于目前電力牽引交流傳動系統(tǒng)中絕大多數(shù)國家都是采用結(jié)構(gòu)異常簡單的鼠籠式異步電動機作牽引電動機，由于這種電機的轉(zhuǎn)子繞組是“短路繞組”，因而無法再在轉(zhuǎn)子上采取調(diào)速的措施。2.改變電機轉(zhuǎn)子電路啟動電阻交流電力機車調(diào)速改變異步電動機供電電源的頻率即所謂的變頻調(diào)速。我們知道旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）與輸人電流的頻率成正比，如果改變電源的頻率，則同步轉(zhuǎn)速隨之改變，也即改變了轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，這就是異步電動機變頻調(diào)速的實質(zhì)。但是對于異步電機，調(diào)頻與調(diào)壓是相聯(lián)系的，輸出電壓應(yīng)隨著輸出頻率的改變而改變。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，大功率半導(dǎo)體器件的開發(fā)應(yīng)用，近代交（直）交型電力機車已很好地解決了變頻問題，使得交流機車的調(diào)速具有平滑無級的特性。目前異步交流傳動機車采用由電壓型四象限脈沖變流器和三相逆變器組成的牽引變流器進行調(diào)速，從根本上解決了功率因數(shù)問題。3.改變異步電動機的供電頻率HXD3型電力機車操縱任務(wù)三HXD3型電力機車操縱①將控制電器柜里的控制電路接地空氣斷路器（QA59）、蓄電池輸出空氣斷路器（QA61）閉合此時，電器控制柜和駕駛臺的控制電壓表顯示應(yīng)大于98V。再將其他與機車運行相關(guān)的空氣斷路器閉合。注意：正常情況下，低溫預(yù)熱開關(guān)QA56不允許閉合，否則會造成蓄電池潰電。只限在環(huán)境溫度太低，機車各系統(tǒng)出現(xiàn)故障無法保證機車正常起機的情況下，才閉合空氣斷路器QA56,同時閉合交流加熱空氣斷路器QA72,此時機車首先使用蓄電池對機車110V電源裝置、LC濾波裝置、TCMS與APU加熱，當(dāng)機車可以正常升弓合主斷后，機車就轉(zhuǎn)由交流110V電源對整車進行低溫加熱。1.動車前的準(zhǔn)備工作②將司機鑰匙插人操縱臺電源扳鍵開關(guān)SA49（或SA50），旋轉(zhuǎn)至起動位置，設(shè)定機車的操控端駕駛臺。此時，駕駛臺故障顯示屏上“微機正常”、“主斷路器斷開”、“零位”、“欠壓”、“主變流器”、“輔變流器”、“水泵”、“油泵”、“牽引風(fēng)機”、“冷卻風(fēng)機”等顯示燈亮。TCMS經(jīng)過初始化，進人牽引/制動畫面，顯示“原邊電壓”、“原邊電流”、“控制電壓”、“機車各軸牽引力”、“主斷分/合”等機車狀態(tài)信息，故障顯示區(qū)可以顯示主變壓器、主輔變流器、各輔助電機的故障信息，如果故障解除，故障信息畫面將消失。觸摸操縱屏幕按鈕，可切換為其他狀態(tài)畫面。例如.主變流器/牽引電動機畫面、開關(guān)狀態(tài)畫面、通風(fēng)機狀態(tài)畫面、輔助電源畫面、故障記錄畫面等，能夠調(diào)查機車的各個電力設(shè)備的詳細相關(guān)信息。機車操縱端一經(jīng)設(shè)定，即使另一端的電鑰匙狀態(tài)為“ON”，其操作也會被判定為無效，無法進行操縱。同時，一臺機車只配備一把鑰匙，以防止I端和II端的鑰匙開關(guān)同時處在“ON”狀態(tài)。1.動車前的準(zhǔn)備工作HXD3型電力機車操縱③升弓、合主斷以及各輔助電動機的起動升弓前，首先需確定總風(fēng)缸壓力在480kPa以上。若不滿足，到空氣管路柜前査看輔助風(fēng)缸壓力表。若顯示的風(fēng)缸壓力值低于480kPa，則按下控制電氣柜里的輔助壓縮機起動按鈕，輔助空氣壓縮機起動，待輔助風(fēng)缸的氣壓上升到735kPa時，輔助空氣壓縮機自動停止。注意：為防止損壞輔助壓縮機，輔助壓縮機打風(fēng)時間不得超過10分鐘，若超過需要人為斷開自動開關(guān)QA5］和QA45,來切斷輔助壓縮機回路，需間隔30分鐘再投人使用。當(dāng)機車需要升后弓時，將受電弓手柄開關(guān)SB41（或SB42）置于“后位”后，位于前進方向后面的受電弓升起。弓網(wǎng)接觸后，兩端操縱臺上的網(wǎng)壓表顯示網(wǎng)壓（1次）的同時，在電腦顯示屏上也顯示了網(wǎng)壓（1次）和受電弓升起。將駕駛臺上的主斷路器開關(guān)SB43（或SB44）置于“ON”位置，主斷路器接通，此時駕駛臺上故障顯示燈中的“主斷開”顯示燈滅。微機監(jiān)控器的“主斷合”燈亮。1.動車前的準(zhǔn)備工作HXD3型電力機車操縱合后，輔助電源裝置APU2開始運行，油泵、水泵、輔助電源裝置用通風(fēng)機等分別開始工作。

將主空氣壓縮機扳鍵開關(guān)SB45（或SB46）置于“壓縮機”位。當(dāng)總風(fēng)缸壓力低于750kPa時，兩個空氣壓縮機依次起動，當(dāng)總風(fēng)缸壓力升至900±20kPa時，空氣壓縮機自動停止工作。當(dāng)風(fēng)壓降至825kPa時，只有靠近操縱端的空氣壓縮機工作。將主空氣壓縮機扳鍵開關(guān)SB45（或SB46）置于“強泵”位，空氣壓縮機1、2起動。此時，不受總風(fēng)缸壓力繼電器控制，待總風(fēng)缸壓力上升至950±20kPa時，高壓安全閥運作，不斷排風(fēng)，所以相當(dāng)于人為斷開“強泵”扳鍵開關(guān)。

將主控制器換向手柄由“0”位轉(zhuǎn)換為前進或后退，此時輔助電源裝置APU1開始工作，牽引電動機用通風(fēng)機、復(fù)合冷卻器用通風(fēng)機均采用軟起動方式投入工作。1.動車前的準(zhǔn)備工作HXD3型電力機車操縱機車起動前需先確認(rèn)以下幾項。①停車制動器應(yīng)為緩解態(tài)。停車制動作用時，駕駛臺的故障顯示屏顯示“停車制動”。停車制動作用時，解除駕駛臺的中央操作面板上的停車制動操作開關(guān)（此開關(guān)可自動復(fù)位）。②總風(fēng)缸壓力應(yīng)在470kPa以上。③空氣制動處于緩解狀態(tài)。④電網(wǎng)壓表顯示數(shù)值為25kV左右，控制電壓為110V。⑤確認(rèn)輔助電源裝置工作正常，無故障。2.