1、第三章 有級調速與繼電器控制系統 韶山1型電力機車3.1 SS1型電力機車主電路調壓原理z 低壓側調壓：變壓器低壓側設有抽頭調壓開關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：防空轉性能好z 采用電阻制動：串勵變他勵一、一、SS1SS1型電力機車主要特點型電力機車主要特點SS1：六軸客貨兩用電力機車 額定功率4200kW 采用交直傳動 軸式 C0C0SS1機車主電路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二、調壓整流電路分析中抽式:Ax：網側繞組箭頭：調壓開關D：串勵牽引電動機正半周：D1導通 D2截止 ID1 = Id ID2 = 0負半周：D2導通

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 導通負半周： D21 D22 導通雙拍式：正負半周繞組均通電 繞組利用較中抽式好SS1型調壓電路的組成z 次邊牽引繞組：固定繞組 a1x1 a2x2 1040V 可調繞組o1 - 1 o2 - 9 8 x 125Vz 調壓開關：18個分級轉換開關 3148 4個繞組轉換開關 26正、26反z 整流裝置：整流調壓臂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 過電壓阻容吸收網絡：R1C1 R4C4調壓過程分析：固定繞組 1040V可調繞組 7個抽頭 8段 每段125V 共1000V反接：+-+-正接：固定可調+-+-ii+-固定可調+-+-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生強烈的電弧，經常燒損調壓開關接觸元件的觸頭，工作不可靠。整流元件 SS1消除環流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反與全部的可調繞組o1 1、o2 9接成反接 正半周： a1“+” a2“-” 左半部導通 右半部截止 a1 D1 N1 D N3 D3 TK31 1 o1 26反 x1 負半周： a1“-” a2“+” 左半部截止 右半部導通 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：左右兩繞組分別在正負半周輪流通電，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反與可調繞組o1 2、o2 9接成反接 正半周： a1“+” a2“-” 左半部導通 右半部截止 a1 D1 N1 D N3 D3 TK32 2 o1 26反 x1 負半周： a1“-” a2“+” 左半部截止 右半部導通 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：正負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：正負半波對稱 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17級時，繞組轉換開關26正與26反發生轉換26正閉合 26反斷開 固定繞組與可調繞組正接17 18級：調壓開關反向轉換 TK46閉合 TK48斷開 繞組a1x1與o2 16串聯 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，電壓達到1836v級間轉換過程：z 升壓：反接位 5 6 級 TK33斷開 TK34閉合設正半周左半繞組通電D1 D3導通 電流流過D3在轉換過程中，TK34、TK33同時閉合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”導通 自然換流當TK33斷開時，換相結束，則TK33無電流斷開，沒有電弧產生Da1x126反o14-3+1D1D3D3”D33334級間轉換過程：z

8、 降壓：6 5 級 TK33閉合 TK34斷開設正半周左半繞組通電 D1 D3導通 電流流過D 3”在轉換過程中，TK34、TK33同時閉合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（強迫換相）當TK34斷開時，必然帶電流斷開，有電弧產生Da1x126反o14-3+1D1D3D3”D33334調壓過程特點：z 牽引變壓器兩固定繞組與兩大段具有七個抽頭八小段 可調繞組用26正和26反進行正接和反接的轉換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 各相鄰級間轉換用硅整流管過渡，起到隔離作用 升位時：自然換相 基本無電弧 降位時：強迫換相 產生電弧z 奇數級位，左右半波電路輸出電壓是對稱的 偶數級位，正負半波整流電壓不對稱，幅值不等3.2 調壓開關的組成與工作原理z繞組轉換開關z分級轉換開關z接觸元件z聯鎖觸頭z電空閥3.3 接觸器與繼電器特點：z動作次數頻繁 150 1500次/每小時z能通斷較大電流（正常額定電流）按其傳動方式電磁接觸器（電磁機構傳動）電空接觸器（氣動裝置傳動）一、接觸器：用來接通或切斷帶有負載的主電路一、

10、接觸器：用來接通或切斷帶有負載的主電路或大容量控制電路的自動切換電器或大容量控制電路的自動切換電器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： 電磁機構 磁系統和吸引線圈 主觸頭 通斷電路，隨銜鐵一起運動 滅弧裝置 用來熄滅產生的電弧 聯鎖觸頭 構成各種自動控制電路線圈靜鐵芯動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，壓縮空氣進入氣缸， 推動活塞，動觸頭上移，與靜觸頭閉合電空閥至大氣至氣源氣缸活塞動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，動觸頭下移，將電路斷開二、

11、繼電器：根據某一輸入量來換接執行機構的電器二、繼電器：根據某一輸入量來換接執行機構的電器特點：沒有滅弧裝置，結構簡單觸頭容量小，體積重量較小動作準確性要求高組成：執行機構測量機構測量機構執行機構被控機構繼電器工作原理：繼電器特性U出I入uIsfIdz繼電器特性輸入電流增加時： 當 i Idz時：觸頭閉合 u出 = u輸入電流減小時： 當 i Isf時：觸頭閉合 u出 = u 當 i = Isf時：觸頭斷開 u出 = 0 當 i Isf時：觸頭斷開 u出 = 0Isf : 繼電器釋放值 Idz : 繼電器動作值繼電器分類： 執行機構種類有觸點繼電器無觸點繼電器測量機構原理電磁繼電器半導體繼電器輸

12、送到測量機構的物理量性質電流繼電器電壓繼電器壓力繼電器油流繼電器三、常用符號與聯鎖方式三、常用符號與聯鎖方式線圈靜鐵芯動鐵芯主觸頭常閉觸頭常開觸頭反力彈簧1、常開聯鎖和常閉聯鎖線圈未通電前,電器處于釋放狀態接點打開 常開聯鎖接點閉合 常閉聯鎖線圈左開右閉上開下閉2、凸輪控制器123N 1N 2N 3三條電路和三個位置的控制器短劃線: 手柄操作觸點開閉位置線有“ ” 表示手柄轉向此位置時觸頭接通無“ ” 表示手柄轉向此位置時觸頭不接通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、組合開關兩位置轉換開關：借助壓縮空氣通過傳動氣缸來實現，屬于指定

13、位閉合或打開，沒有“常開”與“常閉”問題。調壓開關： 繞組轉換開關 分級轉換開關兩位置轉換開關：繞組轉換開關 牽引制動轉換開關 63Q63H63H63Q壓縮空氣63Q得電 ： 活塞右移 聯鎖觸頭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、邏輯聯鎖與迂回回路 串聯聯鎖 并聯聯鎖J a +b + cJ a b c+abcJa+bcJ 自持聯鎖+JJa 迂回回路及防止原設計：手柄1 A得電 手柄2 D先得電 B、C得電問題：1位時 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、機車控制系統z 運行工況選擇一、主要功能牽引 63QH 64QH制動 63Z 64Z21636463QH63QH63Z 運行方向選擇63Q63Q63H63H64Q64Q64H64H前 63Q(64H) 64Q(63H)后 63H(64Q) 64H(63Q)機車運行方向：改變電機勵磁方向 速度調節升壓 降壓 磁場削弱司機控制器（SK）SK1X： 轉換手柄實現機車“前”“后”“牽引”“制動”及三級磁場削弱工況SK1S： 調速手柄實現電機電壓調節牽引時：順時針制動時：逆時針0降固1固2升快升SK1S后0制前SK1X調壓準備電路 機車正常電路 牽引 向前 制動 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：風速繼電器215：過電流中間繼電器205：延時繼電器205+214：調壓準備電路轉換手柄“前”或“后”N324(N325)得電TK063Q 64H63H 64Q得電聯鎖觸頭63Q 64H63H 64Q83TK063QH 64QH得電 兩位置轉換開關轉到牽引位完成牽引準備兩位置轉換開關控制63QH63Z 63Q63H64QH64Z 64Q6

16、4H二、機車運行狀態控制電路（二）制動：調速手柄“0”位 轉換手柄“制”N324、N325失電TK063Z 64Z得電 兩位置轉換開關轉到制動位N326得電1.調壓準備電路：214 205263 264兩位置轉換開關轉到牽引位后 63QH 64QH閉合 215205得電214得電注意：注意：2.275：故障短路開關3.26反 TK0-5：單機運行 調車輕載 不超過5位短時不開通風機4.TK0：保證兩位置轉換開關只有在調壓開關處于零位時，才能得電轉換5.83：保證兩位置轉換開關在勵磁回路打開時，才能從制動位轉到牽引位，以免帶電轉換26正26反208205TK 1 7N321N322N331N32

17、2后制前 1 2 3 SK1X0N330 SK1S0快升固2固1降 TK 18-331-1626正TK 17026反兩位置轉換開關控制 26正 26反017級 26反閉合 反接 1733級 26正閉合 正接1.017級：SK1X離開“0”扳到“前”“后”時 N322得電SK1S得電TK 1 7026反得電固定繞組與可調繞組反接2.17級：26反失電N330205TK 1 726正得電過了零位:N321208TK 18-331-1626反26反得電3.1733級： N321208TK 18-331-1626正26正得電注意：注意：208：控制伺服電動機轉與停三、主變壓器繞組正反接控制N313N3

18、20100208206206S1H2208208206206C1C2B1B2126正26反206205N330N331伺服電動機勵磁方向是固定的改變電樞電流方向 轉向206：控制伺服電動機轉向 206得電 H2 S1 206失電 S1 H2升位時：N330有電 N331沒電N331無電 26反斷開206失電 反轉2.1733級：26正得電降位時：N331有電 N330沒電N330無電 26正斷開206失電 反轉2.170級：26反得電1.017級：N330有電20526反其常開觸頭閉合 CD正轉 H2 S1 206得電1.3317級：N331有電26正206得電 正轉四、伺服電動機轉向控制快

19、升固2固1降0制N322208206S1H2208206C1C2+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 穩定運行時打在“固1”五、調壓開關升降位控制升、快升：加速升位 穩定運行時打在“固2”調速手柄離開0位：N329得電時間繼電器205常開觸頭中間繼電器214吸合調速手柄在“固2”位：N330得電時間繼電器205常開觸頭26反206得電伺服電動機正向連接，為調速作好準備調

20、速手柄從“固2”扳到“升”位：1.進級（升位）控制電路：21426反216N370得電206TK 18-330-16208得電 伺服電動機帶動調壓開關開始轉動，向“1”位過渡調壓開關離開“0”位后：216閉合自聯鎖使216繼續得電N370得電216得電TK 中216斷開208原通路斷開TK 中N321208得電 使CD繼續轉動 到達“1”位后 TK中斷開208失電 CD停止轉動 208控制CD的轉與停：接觸器208失電，主觸頭切斷CD的電源，同時兩對常閉觸頭閉合，CD短路，迅速制停問題：調速手柄從“固2”位扳到“升”不松手，能連升幾位？216失電要繼續升位，手柄需要先回“固2”使N370失電再

21、將手柄扳到“升”，重復上述過程，逐級上升轉到下一位216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繼續得電在208電路中TK2-32和206并聯的作用：當調壓開關從“0”開始進級時，206先得電，保證CD應正轉；17級以后，206斷開，到33級TK2-32斷開，208回路全斷，防止調壓開關過位TK18-330-16與206并聯的作用：到達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重新得電保證在調壓開關升到或降到17位，伺服電動機不會繼續轉動，使調壓開關免受機械沖擊，同時保證206無電轉換。問題：調速手柄扳到“快升”，能連升幾位？N370失電206不吸合26反失電繞組轉換 208斷開208得電繼續升級 直至33級208得電 調壓開關連續升位，直至17位N333始終有電206常閉觸頭調速手柄從“固2”扳到“固1”位：N330失電而N331得電2. 退級（降位）控制電路：改變CD轉向為降級作好準備N331得電206改變狀態17級以上26反206得電 CD正轉 N33117級以下206失電CD反轉 手柄位于“降”位：可連續降至“1”