第一篇：Ss4加饋制動分析

SS4加饋制動分析

SS4電力機(jī)車采用zd105型牽引電動機(jī)，是串勵直流電機(jī)，牽引工況運(yùn)行時，作為電動機(jī)運(yùn)行，制動工況時作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行。現(xiàn)在我們討論制動工況下的運(yùn)行方式。

通常而言，直流電動機(jī)的制動方式可分為能耗制動、反接制動、再生制動。它們共同的特點(diǎn)是保持原來磁場方向和大小不變的情況下，只改變電樞電流的方向，或轉(zhuǎn)速的方向（位能性負(fù)載），以獲得電磁制動轉(zhuǎn)矩。

U?IaRa直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速公式n=,將Ia代換后，可得機(jī)械特

CE?性公式n=URa－Mem，從此公式，我們可以推導(dǎo)出不同制動2CE?CECM?方式下的機(jī)械特性。n------------電機(jī)轉(zhuǎn)速 n0=U-------理想空載轉(zhuǎn)速 CE?Ia------------電樞電流 Ra------------電樞電阻

CE=pN/60a------------電動勢常數(shù) CM=pN/2πa-------電機(jī)堵轉(zhuǎn)常數(shù)

Φ-----------一對正負(fù)電刷間的每極合成磁通 Mem-----------電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩

一、能耗制動

能耗制動電路圖如圖所示。制動時，保持勵磁電流不變，將電樞

兩端從電網(wǎng)斷開后立即接入制動電阻，由于機(jī)械慣性電機(jī)扔按原來方向旋轉(zhuǎn)而變成一臺他勵直流發(fā)電機(jī)，此時電磁轉(zhuǎn)矩與 電樞旋轉(zhuǎn)方向相反而起到制動作用。當(dāng)機(jī)組所儲存的動能全部消耗在制動電阻和機(jī)組本身的損耗上，停止轉(zhuǎn)動。

能耗制動時的機(jī)械特性：從機(jī)械特性方程式可知，在能耗制動時，外加電壓為零，同時外接電阻RB代替式中RJ, Φ=ΦN,U=0,電樞回路總電阻為RB+Ra,機(jī)械特性方程式為n=0－

Ra?RBMem=－KMem 2CECM?N

設(shè)電動機(jī)原來運(yùn)行于A點(diǎn)，當(dāng)進(jìn)入能耗制動瞬間，轉(zhuǎn)速不能突變，工作點(diǎn)瞬間過渡到能耗制動機(jī)械特性曲線上的B點(diǎn)，相應(yīng)的制動轉(zhuǎn)矩為MemB，隨后電機(jī)轉(zhuǎn)速沿著直線下降，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降至零時就停轉(zhuǎn)。能耗制動利用機(jī)車本身的動能來獲得制動，無需電網(wǎng)輸入功率，比較經(jīng)濟(jì)，操作簡便。故設(shè)定在機(jī)車速度大于33km/h時，采用能耗制動方式。由于制動轉(zhuǎn)矩會隨著轉(zhuǎn)速的降低而迅速減小，故而在低速下制動效果不好，增加了制動時間和制動距離。一種解決辦法是當(dāng)制動轉(zhuǎn)矩下降到某一數(shù)值時，切除一部分制動電阻，使得機(jī)械特性曲線斜率減小，在同等轉(zhuǎn)速下從而增大制動轉(zhuǎn)矩。

二、反接制動

當(dāng)系統(tǒng)要求快速制動時，可將電樞通過一限流電阻反接到電網(wǎng)上。如圖所示，這時由于接到電樞回路上的電壓反向，而與原來做電動機(jī)運(yùn)行時的電樞電動勢同向，所以必須接入限流電阻，否則將燒壞電機(jī)并對電網(wǎng)產(chǎn)生強(qiáng)烈沖擊。由于此時電樞電流較大，所以將獲得較大的制動轉(zhuǎn)矩，從而使電機(jī)迅速停止運(yùn)行。

電壓反接制動時，機(jī)械特性為n= －

URa－Mem。2CE?CECM?

機(jī)械特性跳至BE上。設(shè)電機(jī)原來運(yùn)行于A點(diǎn)，當(dāng)電壓反接制動瞬間，系統(tǒng)從A點(diǎn)突然跳至第二象限的B點(diǎn)，由于此時電樞電流和電磁轉(zhuǎn)矩均反向，制動轉(zhuǎn)矩很大（大于同等情況的能耗制動情況），系統(tǒng)急劇減速，從B點(diǎn)到C點(diǎn)過渡。當(dāng)轉(zhuǎn)速下降接近零時，應(yīng)立即將電源開關(guān)切除，否則電機(jī)將反向啟動，即從C點(diǎn)運(yùn)行到E點(diǎn)過渡。由于轉(zhuǎn)速反向，則電動勢反向（與外加電壓相反），但電磁轉(zhuǎn)矩仍是負(fù)值（驅(qū)動性質(zhì)，處于第三象限），如在可逆向運(yùn)行系統(tǒng)中，帶反抗性負(fù)載的情況下，當(dāng)C點(diǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載制動轉(zhuǎn)矩時，電機(jī)將作為電動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行于第三象限的某點(diǎn)，轉(zhuǎn)速為對應(yīng)的數(shù)值。這種制

動方法廣泛用于帶反抗性負(fù)載并且頻繁啟動、制動和正、反轉(zhuǎn)的拖動系統(tǒng)，如吊車的行走機(jī)構(gòu)和龍門刨床的臺拖動系統(tǒng)等。

如果電動機(jī)提升位能性負(fù)載運(yùn)行于第一象限的A點(diǎn)時，若在電樞回路中串入一適當(dāng)?shù)碾娮?，則電流減小，隨之電磁轉(zhuǎn)矩也減小，系統(tǒng)開始減速，若此時堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩仍小于位能性負(fù)載轉(zhuǎn)矩時，系統(tǒng)將在負(fù)載轉(zhuǎn)矩作用下，反向加速使得重物下降，這時轉(zhuǎn)速和電動勢均變?yōu)樨?fù)值，電樞電流方向不變，它和電磁轉(zhuǎn)矩將隨反向轉(zhuǎn)速增加而變大，但電磁轉(zhuǎn)矩方向不變，與轉(zhuǎn)速方向相反起制動作用，直到相等時，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行于第四象限特性曲線的D點(diǎn)，相應(yīng)轉(zhuǎn)速為－nD。

從以上的討論可知，以上兩種情況有相同點(diǎn)也有不同點(diǎn)，相同點(diǎn)是兩種情況下都是電動勢和端電壓方向相同；不同點(diǎn)是前者是將外電壓反向和端電壓相同，而后者是由于電動勢反向而與端電壓相同，所以也可以把前者稱為電壓反接制動，后者稱為電動勢反接制動。

從功率平衡關(guān)系來說，不論何種反接制動，電網(wǎng)都要輸入功率，而且電動勢和電樞電流方向相同，說明電機(jī)都在發(fā)出正功率。對于電壓反接制動而言，這部分電功由系統(tǒng)動能轉(zhuǎn)換而來的；對于電動勢反接制動而言，是由系統(tǒng)位能轉(zhuǎn)換而來的。但不論如何，電網(wǎng)輸入的電

功和電機(jī)發(fā)出的功率都被消耗在電樞回路的電阻上，所以從能耗上來說不夠經(jīng)濟(jì)，但制動效果明顯，即使轉(zhuǎn)速為零時仍有較大的制動轉(zhuǎn)矩。

三、回饋制動

回饋制動也稱再生制動，尤其在電力機(jī)車下坡時適用的方式。機(jī)車在下坡時，在重力加速度的作用下，速度會越來越快，在長大坡道的時候就更加危險。如果把機(jī)車的串勵直流電動機(jī)的串勵繞組通過電阻改接到電網(wǎng)上改為并勵，使得勵磁繞組產(chǎn)生與原來相同的磁場，電樞仍然接在電網(wǎng)上。當(dāng)機(jī)車下坡時，若轉(zhuǎn)速超過理想空載轉(zhuǎn)速（改接成他勵時的理想空載轉(zhuǎn)速），電機(jī)的電動勢大于外加電壓，電樞電流反向，電機(jī)從電動機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)為發(fā)電機(jī)狀態(tài)運(yùn)行，電磁轉(zhuǎn)矩變?yōu)橹苿愚D(zhuǎn)矩，限制機(jī)車速度增加。此時機(jī)車下坡時的位能轉(zhuǎn)換為電功率，除給電機(jī)消耗外，大部分回饋給電網(wǎng)，所以稱為回饋制動。

在電力拖動系統(tǒng)中，也可以通過降低外加端電壓來實(shí)現(xiàn)回饋制動。設(shè)他勵直流電動機(jī)在額定電壓下帶負(fù)載穩(wěn)定運(yùn)行于特性曲線上的A點(diǎn)，先突然降低端電壓到U1，則電動機(jī)的特性曲線平行下移。由于在降壓的瞬間轉(zhuǎn)速不能突變，電動機(jī)從原來的工作點(diǎn)A移動至降壓后的特性曲線上的B點(diǎn)運(yùn)行,其實(shí)此時的電動機(jī)轉(zhuǎn)速已經(jīng)超過降壓后的電動機(jī)特性曲線上的理想空載轉(zhuǎn)速,所以電機(jī)已經(jīng)進(jìn)入發(fā)電機(jī)狀

態(tài)運(yùn)行,系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速沿著U1的機(jī)械特性下降，拖動系統(tǒng)的動能一部分轉(zhuǎn)為電機(jī)消耗，大部分轉(zhuǎn)為電功返回電網(wǎng)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步下降至小于U1的理想空載轉(zhuǎn)速后，電動勢小于電壓，電機(jī)又進(jìn)入電動機(jī)狀態(tài)，穩(wěn)定運(yùn)行于D點(diǎn)。若繼續(xù)降低端電壓至U2，與上述過程相似，如果端電壓降至零時，相當(dāng)于電樞回路電阻為Ra的能耗制動，電機(jī)最后停止。

從能耗上看，回饋制動通過電動機(jī)轉(zhuǎn)換為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，向電網(wǎng)反饋能量，可以節(jié)約大量能源，比起其他的制動方式，具有極大的優(yōu)勢；但是在實(shí)際操作中，由于反饋的電能中有大量的諧波成分，品質(zhì)不高，所以應(yīng)結(jié)合考慮，采用適當(dāng)?shù)闹苿臃椒ā?/p>

四、SS4機(jī)車采用的制動方式

SS4的牽引電機(jī)是典型的直流電動機(jī)，在制動時采用的方式也是以上方式中的一種：能耗制動的形式。

考慮到盡可能縮短機(jī)車制動時的制動時間和制動距離，同時保證制動的安全要求，機(jī)車在高速和低速時采用了兩種電阻制動方式。SS4在速度較高時（＞33km/h），采用典型的能耗制動，電路圖如下圖所示?，F(xiàn)以1M電機(jī)為例，敘述一下電樞電流的路徑。

當(dāng)機(jī)車速度高于33km/h時，機(jī)車處于純電阻制動狀態(tài)。其電流路徑為71號母線→11L平波電抗器→12KM線路接觸器→111SC電流傳感器→1M電機(jī)電樞→107QPR1位置轉(zhuǎn)換開關(guān)“牽”“制”鼓→13R制動電阻→72號母線→VD2→VD1→VD4→VD3→71母線。

機(jī)車加饋制動簡化電路圖（Ⅰ架）

由于能耗制動的特性，從機(jī)械特性曲線公式可以看到，n=0－Ra?RBMem=－KMem，在轉(zhuǎn)速低的時候制動矩也隨之下降，造成低2CECM?N速時的制動困難。

為了解決這個問題，在機(jī)車速度小于33km/h后，采用了加饋制動方式。機(jī)車處于加饋電阻制動時，經(jīng)位置轉(zhuǎn)換開關(guān)到制動位，牽引電機(jī)電樞與主極繞組脫離，與制動電阻串聯(lián)，并且同一轉(zhuǎn)向架的兩臺電機(jī)電樞支路并聯(lián)之后，與主整流器串聯(lián)構(gòu)成回路。此時，每節(jié)車4臺電機(jī)的主極繞組串聯(lián)連接，經(jīng)勵磁接觸器與勵磁整流器構(gòu)成回路，由主變壓器勵磁繞組供電。

從電路圖可知，加饋電阻制動時勵磁繞組的勵磁電流與牽引時方向相反，所以此時電樞中產(chǎn)生反向的電動勢（與外加電壓同向），此時電樞電流加大，從而大大增大制動轉(zhuǎn)矩。n= －

URa－Mem 2CE?CECM?當(dāng)機(jī)車速度低于33km/h，機(jī)車處于加饋電阻制動狀態(tài)。當(dāng)電源處于正半周時，其電流路徑為a2→VD3→71號母線→11L平波電抗器→12KM線路接觸器→111SC電流傳感器→1M電機(jī)電樞→107QPR1位置轉(zhuǎn)換開關(guān)“牽”“制”鼓→13R制動電阻→72號母線→VD2→VD1→VT6→x2；當(dāng)電源處于負(fù)半周時，當(dāng)電流路徑x2→VT5→71號母線→11L平波電抗器→12KM線路接觸器→111SC電流傳感器→1M電機(jī)電樞→107QPR1位置轉(zhuǎn)換開關(guān)“牽”“制”鼓→13R制動電阻→72號母線→VD2→VD1→VD4→a2。

加饋電阻制動時，主變壓器的勵磁繞組a5-x5經(jīng)勵磁接觸器91KM向勵磁整流器99V供電，并與1M—4M電機(jī)主極繞組串聯(lián)，并勵磁電流方向與牽引時相反，由下往上。從勵磁整流器的輸出端開始，其電流經(jīng)

91母線→199SC電流傳感器

→90母線→107QPR1→19QS→107QPV1→(1M）D12D11 →107QPV1 →14母線→107QPR2→29QS→107QPV2→(2M)D21D22→107QPV2 →24母線→108QPR4→49QS→108QPV4→（4M）D41D42→108QPV4 →44母線→108QPR3→39QS→108QPV3→（3M）D32D31→92KM→

82母線。

負(fù)極母線82為主整流器800V與勵磁整流器99V的公共點(diǎn)，由此形成兩個獨(dú)立的接地保護(hù)電路系統(tǒng)。第一轉(zhuǎn)向架牽引電機(jī)1M與2M電樞、制動電阻及主整流器700V，主接地繼電器97KE，組成第一轉(zhuǎn)向架主接地保護(hù)系統(tǒng)；第二轉(zhuǎn)向架牽引電機(jī)3M和4M電樞、制動電阻及主整流器800V、勵磁整流器99V，主接地繼電器98KE，組成第二轉(zhuǎn)向架主接地保護(hù)系統(tǒng)。

制動工況時，當(dāng)一臺牽引電機(jī)或制動電阻故障后，應(yīng)將隔離開關(guān)置向下位，則線路接觸器打開，電樞回路被甩開，主機(jī)繞組無電流但有電位。

分析了ss4的制動工況后，可以發(fā)現(xiàn)加饋電阻制動方式與純電阻制動有較大的區(qū)別。一：勵磁繞組的勵磁電流反向。二：電樞繞組中接入外電壓。因?yàn)殡姍C(jī)的轉(zhuǎn)速方向不變，勵磁電流改變后，則形成的電樞繞組的電動勢方向改變，變得與外接電壓同向，從而增大電樞電流增大了電磁轉(zhuǎn)矩。同時，磁場方向反向，但電樞電流和電機(jī)轉(zhuǎn)速方向不變，所以電磁轉(zhuǎn)矩的性質(zhì)是制動性質(zhì)。同時電阻加饋制動又和前述的反接制動不同，它不改變電樞電路的電壓方向，而是改變了勵磁電流的方向，反接制動使得電壓反向而與電樞電動勢的方向相同；而加饋制動是改變勵磁電流的方向從而改變電樞電動勢的方向，結(jié)果也是使得電動勢和外加電壓方向相同，所以這兩種制動方式有相似之處。同樣的在制動時電機(jī)都處于發(fā)電機(jī)的狀態(tài)，所發(fā)出的能量都消耗在電路的電阻上。另外，由于電動勢的反向會在瞬時造成巨大的電流，所以在回路中都必須接入限流電阻，以防止燒壞電機(jī)。

第二篇：變頻器制動電阻分析

一例變頻器制動單元電路及圖解

一、《CDBR-4030C制動單元》主電路圖

《CDBR-4030C制動單元》主電路圖說

因慣性或某種原因，導(dǎo)致負(fù)載電機(jī)的轉(zhuǎn)速大于變頻器的輸出轉(zhuǎn)速時，此時電機(jī)由“電動”狀態(tài)進(jìn)入“動電”狀態(tài)，使電動機(jī)暫時變成了發(fā)電機(jī)。負(fù)載電機(jī)的反發(fā)電能量，又稱為再生能量。

一些特殊機(jī)械，如礦用提升機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)、高速電梯等，當(dāng)電動機(jī)減速、制動或者下放負(fù)載重物時（普通大慣性負(fù)荷，減速停車過程），因機(jī)械系統(tǒng)的位能和勢能作用，會使變頻器的實(shí)際轉(zhuǎn)速有可能超過變頻器的給定轉(zhuǎn)速，電機(jī)繞組中的感生電流的相位超前于感生電壓，出現(xiàn)了容性電流，而變頻器逆變回路IGBT兩端并聯(lián)的二極管和直流回路的儲能電容器，恰恰提供了這一容性電流的通路。電動機(jī)因有了容性勵磁電流，進(jìn)而產(chǎn)生勵磁磁動勢，電動機(jī)自勵發(fā)電，向供電電源回饋能量。這是一個電動機(jī)將機(jī)械勢能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芑仞伝仉娋W(wǎng)的過程。

此再生能量由變頻器的逆變電路所并聯(lián)的二極管整流，饋入變頻器的直流回路，使直流回路的電壓由530V左右上升到六、七百伏，甚至更高。尤其在大慣性負(fù)載需減速停車的過程中，更是頻繁發(fā)生。這種急劇上升的電壓，有可能對變頻器主電路的儲能電容和逆變模塊，造成較大的電壓和電流沖擊甚至損壞。因而制動單元與制動電阻（又稱剎車單元和剎車電阻）常成為變頻器的必備件或首選輔助件。在小功率變頻器中，制動單元往往集成于功率模塊內(nèi)，制動電阻也安裝于機(jī)體內(nèi)。但較大功率的變頻器，則根據(jù)負(fù)載運(yùn)行情況選配制動單元和制動電阻，CDBR-4030C制動單元，即是變頻器的輔助配置之一。

先不管具體電路，我們可先從控制原理設(shè)想一下。所謂制動單元，就是一個電子開關(guān)（IGBT模塊），接通時將制動電阻（RB）接入變頻器的直流回路，對電機(jī)的反發(fā)電能量進(jìn)行快速消耗（轉(zhuǎn)化為熱量耗散于環(huán)境空氣中），以維持直流回路的電壓在容許值以內(nèi)。有一個直流電壓檢測電路，輸出一個制動動作信號，來控制電子開關(guān)的通和斷。從性能上講，變頻器直流回路電壓上升到某值（如660V或680V）后，開關(guān)接通將制動電阻RB接入電路，一直至電壓降至620V（或620V）以下，開關(guān)再斷開，也是可行的。反正制動單元有RB的限流作用，并無燒毀的危險。若將其性能再優(yōu)化一點(diǎn)的話，則由電壓檢測電路控制一個壓/頻（或電壓/脈沖寬度）轉(zhuǎn)換電路，進(jìn)而控制制動單元中IGBT模塊的通斷。直流回路的電壓較高時，制動單元工作頻率高或?qū)ㄖ芷陂L，電壓低時，則相反。此種脈沖式制動比起直接通斷式制動，性能上要優(yōu)良多了。再加上對IGBT模塊的過流保護(hù)和散熱處理，那么這應(yīng)是一款性能較為優(yōu)良的制動單元電路了。

CDBR-4030C制動單元，從結(jié)構(gòu)和性能上不是很優(yōu)化，但實(shí)際應(yīng)用的效果也還可以。內(nèi)部電子開關(guān)是一只雙管IGBT模塊，上管的柵、射極短接未用，只用了下管，當(dāng)然有些浪費(fèi)，用單管的IGBT模塊就可以的呀。保護(hù)電路是電子電路和機(jī)械脫扣電路的復(fù)合，廠家將空氣斷路器QF0內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改造，由漏電動作脫扣改為了模塊過熱時的動作脫扣。溫度檢測和動作控制由溫度繼電器、Q4和KA1構(gòu)成，在模塊溫升達(dá)75oC時，KA1動作引發(fā)脫扣跳閘，QF1跳脫，將制動單元的電源關(guān)斷，從而在一定程度上保護(hù)了IGBT模塊不因過流或過熱燒毀。檢測電路（見下圖）的供電，是由功率電阻降壓、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓和電容濾波來取得的，為15V直流供電。

該制動單元的故障主要多發(fā)于控制供電電路，表現(xiàn)為降壓電阻開路，穩(wěn)壓管擊穿等；另外，因引入了變頻器直流回路的530V直流高壓，線路板因受潮造成絕緣下降而導(dǎo)致的高壓放電，使大片線路的銅箔條燒毀，控制電路的集成塊短路等。又因線路板全部涂覆有黑色防護(hù)漆，看不清銅箔條的連接和走向，也為檢修帶來了一定的不便。

電路由LM393集成運(yùn)算放大器、CD4081BE四2輸入與門電路和7555（NE555）時基電路等構(gòu)成?？刂圃砗喪鋈缦拢?/p>

由P、N端子引入的變頻器直流回路電壓，經(jīng)R1至R7電阻網(wǎng)絡(luò)的分壓處理，輸入到LM339的2腳，LM339的3腳接入了經(jīng)由15V控制供電進(jìn)一步穩(wěn)壓、RP1調(diào)整后的整定電壓，此電壓值為制動動作點(diǎn)整定電壓。LED1兼作電源指示燈。因LM393為開路集電極輸出式運(yùn)放電路，故兩路放大器的輸出端接有R13、R14的上拉電阻，以提供制動動作時的高電平輸出。第一級放大電路為一個遲滯電壓比較器（有時又稱滯回比較器），D1、R10接成正反饋電路，提供一定的回差電壓，以使整定點(diǎn)電壓隨輸出而浮動，避免了在一個點(diǎn)上比較而使輸出頻繁波動。第二級放大器為典型的電壓比較器的接法。實(shí)質(zhì)上，運(yùn)算放大器在這里是作為開關(guān)電路來使用的，中間不存在線性放大環(huán)節(jié)，而為開關(guān)量輸出。兩級放大電路對信號形成了倒相之倒相處理，使輸出電壓在高于整定電壓時，電路有高電平輸出。

LM393靜態(tài)時為高電平輸出，此高電平經(jīng)D1和R10疊加到LM393的3腳上，“墊高”了制動動作整定點(diǎn)電壓值。當(dāng)2腳輸入電壓（如P、N間直流回路電壓為660V）高于3腳電壓時，1腳由高電平變?yōu)榈碗娖剑唤?jīng)第二級倒相處理，輸出一個高電平信號給CD4081BE的1腳。同時，由于LM393的1腳變?yōu)榈碗娖剑?腳也由“墊高”了的電壓值跌落為整定值。如此一來，當(dāng)制動單元動作，將制動電阻接入了P、N間，從而使P、N電壓由660V開始回落，一直回落到2腳電壓（P、N間電壓為580V）低于3腳整定電壓值，電路翻轉(zhuǎn)，制動信號停止輸出，避免了在660V電壓時，電路頻繁動作導(dǎo)致的不穩(wěn)定輸出。

時基電路7555接成一個典型的多諧振蕩器，輸出一個固定占空比的脈沖頻率電壓。在LM393電壓采樣電路輸出制動動作信號——CD4081BE的1腳為高電平時，時基電路7555輸出矩形脈沖電壓的高電平成分與LM393的高電平信號相與，使CD4081BE的3腳產(chǎn)生一個正電壓的脈沖輸出。此脈沖再經(jīng)主/從轉(zhuǎn)換開關(guān)、第二級與門開關(guān)電路相與處理后，由Q1、Q2互補(bǔ)式電壓跟隨器做功率放大后，驅(qū)動電子開關(guān)IGBT模塊。

當(dāng)主/從控制開關(guān)撥到上端時，本機(jī)器作為主機(jī)，實(shí)施制動動作，并將制動命令經(jīng)端子OUT+、OUT-傳送給其它從機(jī)；當(dāng)主/從控制開關(guān)撥至下端時，本機(jī)器即做為從機(jī)，從端子IN+、IN-接受主機(jī)來的制動信號，經(jīng)光電耦合器U5將信號輸入CD4081BE的6腳，據(jù)主機(jī)來的信號進(jìn)行制動動作。

我在圖紙上標(biāo)為“此電路意欲何為”的這部分電路，讓我們從電路本身出發(fā)，來揣摩一下設(shè)計者的本意，如我分析的不對，希望讀者朋友能為之指正。正常狀態(tài)下，當(dāng)實(shí)施制動動作時，可以看出，U2輸出的制動信號為矩形脈沖序列信號（此信號加到U4的1腳），與PB端子經(jīng)降壓電阻加到U4的2腳的信號恰為互為倒相的矩形脈沖序列信號，在任一時刻，U4的1、2腳總有一腳為高電平，對或非門的“有高出低特性”來說，U4的3腳總是輸出低電平，Q3處于截止?fàn)顟B(tài)，電路實(shí)施正常的制動動作；假定輸出模塊一直在接通中或已經(jīng)擊穿，則經(jīng)PB端子到U4的2腳的信號為直流低電平，與1腳的脈沖信號相或非，使有了“兩低出高”的輸出。經(jīng)U8驅(qū)動Q3，將U2的3腳的輸出信號短接到地，進(jìn)而使U2的8腳也為低電平，直到將U4的1、2腳徹底鎖定為地（低）電平，則Q3持續(xù)進(jìn)入飽合導(dǎo)通狀態(tài)，將U2輸出的制動信號徹底封鎖。須斷電才能解除這種封鎖。但這種保護(hù)性封鎖，對模塊本身瞬態(tài)過流狀態(tài)或Q1、Q2驅(qū)動電路本身的故障，似乎是無能為力和鞭長莫及的。

第三篇：制動跑偏分析2

一、無規(guī)律的忽左忽右的跑偏

主要原因：

1、輪胎磨損嚴(yán)重不均，持別是后輪內(nèi)外輪胎直徑差越大，無規(guī)律制動跑偏越嚴(yán)重。因?yàn)檫@種直徑差將導(dǎo)致在車輪對地面的壓力隨路面的不平而隨時發(fā)生變化，制動時在車輪的制動力矩就嚴(yán)重失調(diào)，產(chǎn)生無規(guī)律的跑偏現(xiàn)象。

2、有負(fù)前束或橫、直拉桿球頭銷等松曠。

解決辦法：

1、對輪胎進(jìn)行合理調(diào)配，按規(guī)定進(jìn)行換位，使各輪胎磨損趨于一致。

2、如果輪胎磨損正常，但仍出現(xiàn)制動忽左忽右跑偏，則應(yīng)檢查是否有負(fù)前束或橫、直拉桿球頭銷等松曠。

二、制動突然跑偏

主要原因：是由于制動系統(tǒng)或懸架部份突然發(fā)生故障。如某側(cè)車輪制動管路突然失靈。管路受擠壓或碰撞而產(chǎn)生凹癟以致制動液或壓縮空氣不能通過，或因鐵銹或污物過多而堵塞，或因某側(cè)鋼板彈簧固定螺栓松動而突然發(fā)生移動，使前橋與后橋不能保持平行而制動跑偏等。這種故障雖然為數(shù)不多，但其危害極大，稍有不慎，則可能造成嚴(yán)重后果。

解決辦法：要嚴(yán)格按出車前和收車后的車輛點(diǎn)檢要求，全面認(rèn)真檢查制動系統(tǒng)或懸架部份。

三、有規(guī)律的定向跑偏

有規(guī)律的定向跑偏，汽車制動時最常見的，這些情況主要有：(1)前輪制動鼓與摩擦片的間隙不一；(2)兩前輪摩擦片的接觸面相差太大；(3)兩前輪摩擦片質(zhì)量不同；(4)兩前輪制動鼓內(nèi)徑差相差過多；(5)兩前輪制動蹄回位彈簧彈力不等；

(6)某側(cè)前輪輪缸活塞與缸簡磨損過甚；(7)某側(cè)前輪輪缸只有空氣、軟管老化或輪缸皮碗不良；(8)某側(cè)前輪制動鼓圓度愈限或鼓璧過??；(9)兩前輪氣壓不一致；

(10)某側(cè)前輪摩擦片油污、水濕、硬化或鉚釘外露；(11)兩前輪制動蹄支銷偏心套磨損程度不一；(12)兩前輪某側(cè)制動蹄彎曲、變形或摩捧片松動；(13)兩前輪某側(cè)摩擦片與制動鼓或制動盤未磨合；(14)某側(cè)制動鉗固定支板松動；(15)兩后輪有上述故障；(16)車架變形、前軸移位、有負(fù)前束及垂臂、兩前鋼板彈簧彈片不一樣，以及橫、直拉桿球頭銷松曠等；(17)制動鉗活塞卡?。?18)懸掛裝置緊固件松動；(19)制動壓力分配閥失效；(20)輪轂軸承磨損或損壞。

主要原因：造成有規(guī)律的制動跑偏多系兩前輪制動力不等或制動生效時間不一所致，偏斜發(fā)生在制動力較大或制動時間較早的一邊。因此在檢查原因時，通常先路試制動，根據(jù)輪胎的拖印查明制動效能不良的車輪予以檢修。拖印短或沒有拖印的車輪即為制動有問題。

解決辦法：一般先檢查該輪制動管路是否漏油、輪胎氣壓是否充足。若正常，可調(diào)整摩擦片與制動鼓的間隙；仍無效，可檢查油路有否空氣；若無，即應(yīng)拆下制動鼓，按原因逐一檢查制動器各零件；如正常，但在輪缸兩活塞叉內(nèi)加金屬條后，制動變好，說明該制動鼓內(nèi)徑間隙過大；倘若各輪胎拖印基本符合要求，但制動仍跑偏，說明故障不在制動泵，應(yīng)檢查車架或前軸的技術(shù)狀況。

總之，制動跑偏是種很危險的現(xiàn)象。駕駛員在開車時，一發(fā)現(xiàn)制動跑偏現(xiàn)象，應(yīng)立即停車檢查、排除

第四篇：畢業(yè)設(shè)計(論文)-SS4改電力機(jī)車控制電路分析

山東職業(yè)學(xué)院

題

目：

原所在系：電氣系原專業(yè)班級：自動化轉(zhuǎn)入后班級：機(jī)車

姓

名：范友福

指導(dǎo)老師：

完成日期：畢業(yè)論文

SS4改電力機(jī)車控制電路分析

0934 1

摘要

SS4改型電力機(jī)車(從159#車起)是八軸重載貨運(yùn)機(jī)車，由兩節(jié)完全相同的四軸機(jī)車用車鉤與連掛風(fēng)擋連接組成，其間設(shè)有電氣系統(tǒng)高壓連接器和重聯(lián)控制電纜，以及空氣系統(tǒng)重聯(lián)控制風(fēng)管，可在其中任一節(jié)車的司機(jī)室對全車進(jìn)行統(tǒng)一控制。另外，在機(jī)車兩端還設(shè)有重聯(lián)裝置，可與一臺或數(shù)臺SS4改進(jìn)型機(jī)車連接，進(jìn)行重聯(lián)運(yùn)行。機(jī)車采用國際標(biāo)準(zhǔn)電流制，即單相工頻制，電壓為25kV。采用傳統(tǒng)的交—直傳動形式，使用傳統(tǒng)的串勵式脈流牽引電動機(jī)。機(jī)車具有四臺兩軸轉(zhuǎn)向架，采用推挽式牽引方式，固定軸距較短，采用轉(zhuǎn)向架獨(dú)立供電方式，全車四個兩軸轉(zhuǎn)向架，具有相應(yīng)的四臺獨(dú)立的相控式主整流裝置。主整流裝置采用三段不等分半控調(diào)壓整流電路。機(jī)車電氣制動系統(tǒng)采用加饋電阻制動，使機(jī)車低速制動力得以提高。機(jī)車輔助系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式劈相機(jī)單——三相交流系統(tǒng)。機(jī)車設(shè)備布置采用雙邊縱走廊、分室斜對稱布置，設(shè)備屏柜化，成套化。機(jī)車通風(fēng)采用車體通風(fēng)方式，進(jìn)風(fēng)口為車體側(cè)墻大面積立式百葉窗，各主要設(shè)備的通風(fēng)支路采用串并聯(lián)方式，來滿足機(jī)車通風(fēng)要求。

關(guān)鍵詞：寫作規(guī)范；排版格式；論文

目錄

摘要...................................................................................................1 目錄....................................................................................................I 引

言...................................................................................................1SS4G 電力機(jī)車主要參數(shù)........................................................................2 1.SS4改型電力機(jī)車控制電路..................................................................4 1.1 整備控制電路...............................................................................4 1.1.1 受電弓控制...........................................................................4 1.1.2 主斷路器的合閘控制...........................................................5 1.1.3 壓縮機(jī)控制...........................................................................5 1.1.4 通風(fēng)機(jī)控制...........................................................................6 1.1.5 制動風(fēng)機(jī)控制.......................................................................7 1.1.6 牽引控制...............................................................................8 1.1.7 制動控制...............................................................................9 2.1 調(diào)速控制電路........................................................................10 2.1.1 零位控制.............................................................................10 2.1.2 低級位延時控制.................................................................10 2.1.3 線路接觸器控制.................................................................11 2.1.4 調(diào)速控制.............................................................................12 2.2 照明控制電路.......................................................................12 2.2.1 前照明控制電路.................................................................12 2.2.2 副照明燈控制.....................................................................12 2.2.3 各室照明控制.....................................................................12 2.2.4 儀表照明控制.....................................................................13 2.2.5 電風(fēng)扇控制.........................................................................13 結(jié)

論.................................................................................................14

I

致

謝.................................................................................................15 參 考 文 獻(xiàn)............................................................................................16

II

引

言

韶山4型（SS4），是中國鐵路使用的電力機(jī)車車款之一。這款電力機(jī)車分SS4型（1—158號）、SS4改型（159號以后）兩個發(fā)展階段，但是規(guī)范的型號仍然是SS4型電力機(jī)車。韶山4型電力機(jī)車主電路采用先進(jìn)的大功率晶閥管多段橋相控整流方式，對機(jī)車進(jìn)行無級平滑調(diào)速控制。牽引工況采用恒壓或恒流控制，電阻制動工況采用兩級制動，恒勵磁或準(zhǔn)恒速控制。韶山4改型機(jī)車采用不等分三段順控半控橋，但是牽引特性為恒流、準(zhǔn)恒速特性控制，電阻制動為加饋電阻控制，其特性為準(zhǔn)恒速限流控制，具有與再生制動相當(dāng)?shù)膬?yōu)良低速制動，缺點(diǎn)是耗能較大。韶山4改型還采用了三次諧波濾波器以改善機(jī)車功率因數(shù)，缺點(diǎn)是增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。兩種機(jī)車都具有軸重轉(zhuǎn)移的電器補(bǔ)償控制環(huán)節(jié)和空轉(zhuǎn)與滑行保護(hù)裝置，以改善機(jī)車的粘著利用。韶山4型電力機(jī)車的布置繼承了韶山系列電力機(jī)車的傳統(tǒng)特點(diǎn)，如雙側(cè)走廊、分室斜對稱布置，設(shè)備屏柜化，成套化，結(jié)構(gòu)緊湊接近容易，維修方便。機(jī)車通風(fēng)系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的車體通風(fēng)方式，進(jìn)風(fēng)口為車體側(cè)墻大面積立式百葉窗，過濾材料采用無紡棉氈代替原來的棕絲板，以便于清洗。韶山4型機(jī)車各通風(fēng)支路均為并聯(lián)方式，具有相對的獨(dú)立性。機(jī)車兩節(jié)車體用車鉤連接，并設(shè)有防脫鉤安全裝置，車鉤上方為連接風(fēng)擋，中間設(shè)有通道。整個車體為整體承載結(jié)構(gòu)。韶山4改型機(jī)車車體吸收消化8k型電力機(jī)車技術(shù)采用了大頂蓋和高臺架結(jié)構(gòu)。

SS4G 電力機(jī)車主要參數(shù)

韶山4改型電力機(jī)車主要用于干線貨運(yùn) 軌距1435 mm 限界機(jī)車在受電弓降下時，在平直道上外界尺寸符合國標(biāo)GB146.1—83《標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路機(jī)車車輛限界》的要求

額度工作電壓單相交流50Hz 25kV 傳動方式交—直流電傳動 軸式2×（Bo—Bo）機(jī)車重量2×92 % t 軸重23t 持續(xù)功率2×3200kW 最高運(yùn)行速度100 km/h 持續(xù)速度51.5 km/h 起動牽引力628kN 持續(xù)牽引力450kN 電制動方式加饋電阻制動 電制動功率5300kW 電制動力382kN（10～50km/h）傳動方式雙邊斜齒減速傳動 傳動比88/21 牽引電動機(jī)型號ZD10

1.SS4改型電力機(jī)車控制電路

SS4改型電力機(jī)車的控制電路分為有觸點(diǎn)和無觸點(diǎn)電路。本章主要介紹有聯(lián)鎖控制電路原理。

有聯(lián)鎖控制電路根據(jù)各環(huán)節(jié)作用的不同，分為控制電源、整備控制、調(diào)速控制、保護(hù)控制、信號控制、照明控制等電路。為方便大家讀識控制電路圖，現(xiàn)將SS4改型電力機(jī)車采用的主要部件的符合種類歸納如下：司機(jī)控制器 AC;琴鍵開關(guān)SK;按鈕開關(guān)SB;中間繼電器KM;電磁閥YV;故障轉(zhuǎn)換開關(guān) QS;位置轉(zhuǎn)換開關(guān) QP;電源開關(guān) SA;自動空氣開關(guān) QA;過流繼電器KC;接地繼電器 KE 等。1.1 整備控制電路 1.1.1 受電弓控制

受電弓的升起是由壓縮空氣進(jìn)入升弓氣缸推動氣缸內(nèi)的活塞而進(jìn)行的，所以，要升起受電弓，必須具備足夠的壓縮空氣。

壓縮空氣的開通和關(guān)斷受電磁閥287yv控制，具體控制過程如下： 1.電源有602QA自動開關(guān)提供，經(jīng)主臺按鍵開關(guān)電聯(lián)鎖570QS，使導(dǎo)線531有電，一路經(jīng)20QP, 50QP, 297QP 使保護(hù)閥287yv得電動作，開通了通向高壓室門聯(lián)鎖閥的氣路。

保護(hù)

閥

供

電

電

路

為

：464·602QA·570QS·531·20QP·50QP·297QP·287YV·400 若此時門聯(lián)鎖以正常關(guān)閉,則門聯(lián)鎖閥動作,使高壓室門聯(lián)鎖,并開通通向受電弓電磁閥的氣路,為升弓做好準(zhǔn)備.另一經(jīng)路‘前受電弓’按鍵開關(guān) 403 SK及受電弓隔離開關(guān)587QS，使導(dǎo)線533有電，如果此時，588QS在重聯(lián)位，即“0”位時，導(dǎo)線533經(jīng)內(nèi)重聯(lián)插頭使另一節(jié)車的N533b有電，受電弓升起。

2.兩臺機(jī)車重聯(lián)時，導(dǎo)線532經(jīng)重聯(lián)中間繼電器546KA使導(dǎo)線W2532有電，經(jīng)外重聯(lián)電纜后，使另一節(jié)車的W2532導(dǎo)線有電，促使

另一節(jié)車的受電弓升起。1.1.2 主斷路器的合閘控制

主斷路器的合閘控制與受電弓控制為同一供電支路。當(dāng)按下“主斷合”按鍵開關(guān)401SK后，導(dǎo)線531經(jīng)401SK、586QS、568KA、539KT、567KA、使導(dǎo)線541有電，若此時主斷路器的風(fēng)缸風(fēng)壓足夠（大于450KPa）4KF動作，則主斷路器的合閘線圈4QFN得電，主電路器合閘電路為：531· 401SK·586QS·568KA·539KT·567KA·4QFN·4KF·400 幾條支路。

1.導(dǎo)線516經(jīng)劈相機(jī)的啟動中間繼電器566KA聯(lián)鎖，使分相接觸器213KM和劈相機(jī)啟動延時繼電器533kt得電動作，同時527KT線圈經(jīng)劈相機(jī)啟動中間繼電器566KA聯(lián)鎖得電，527KT常開聯(lián)鎖閉合，為劈相機(jī)的接觸器201KM閉合做好準(zhǔn)備。

其電路為：561·（566KA + 527KT）·(533KT + 213KM)·400 561·566KA·527KT·400 2.導(dǎo)線561經(jīng)213KM的輔助聯(lián)鎖，使導(dǎo)線527有電，經(jīng)劈相機(jī)故障隔離開關(guān)242QS使201KM得電動作，劈相機(jī)的電路接通，開始啟動。

其電路為：561·（201KM + 213KM + 205KM）· 242QS·201KM·400 1.1.3 壓縮機(jī)控制

SS4改型電力機(jī)車同其他韶山系列機(jī)車一樣裝有兩種壓縮機(jī)，供應(yīng)全車所需的高壓用風(fēng)，另一種是輔助壓縮機(jī)，只在全車無風(fēng)而需要升受電弓、合主斷路器時使用它，給輔助風(fēng)缸和控制風(fēng)缸泵風(fēng)?，F(xiàn)在分別說明如下：

1.主壓縮機(jī)控制

首先按下“壓縮機(jī)”按鍵開關(guān)405SK，導(dǎo)線577經(jīng)405SK、517KF（壓力調(diào)節(jié)器，風(fēng)壓低于700KPa時閉合，風(fēng)缸高于900KPa時斷開）、566KA、579QS使壓縮機(jī)接觸器203KM的觸點(diǎn)動作，壓縮機(jī)開始工作。

其電路為：577· 405SK·517KF·566KA·579QS·203KM·400 2.輔助壓縮機(jī)控制

機(jī)車升弓前若總風(fēng)缸中已無壓縮空氣儲存，則需利用升弓壓縮機(jī)向輔助風(fēng)缸和控制風(fēng)缸泵風(fēng)，供機(jī)車受電弓和主斷路器合閘使用。其電源由610QA自動開關(guān)提供，導(dǎo)線680經(jīng)596SB,使其442KM得電動作，其主觸頭閉合，導(dǎo)線680經(jīng)442KM的主觸頭是升弓壓縮機(jī)447MD得電動作，開始打風(fēng)。

其電路為：464·610QA·(596SB1 + 596SB2)·442KM·400 680·442KM·447MD·400 1.1.4 通風(fēng)機(jī)控制

SS4改型機(jī)車的通風(fēng)機(jī)控制除了正常的手動控制外，還有自動啟動的控制環(huán)節(jié)，下面分別加以介紹：

1.手動控制

按下“通風(fēng)機(jī)”按鍵開關(guān)406SK，導(dǎo)線577經(jīng)407SK使導(dǎo)線578有電，經(jīng)566KA、242QS，通風(fēng)機(jī)1隔離開關(guān)575QS使通風(fēng)機(jī)1接觸器205KM的電動作，通風(fēng)機(jī)1開始啟動。

其電路為：577·406SK·578·566KA·579·242QS·575QS·205KM·400 同時，205KM聯(lián)鎖打開，使535KT失電，延時3S后，535KT聯(lián)鎖閉合。導(dǎo)線579經(jīng)535KT使導(dǎo)線581有電，再經(jīng)通風(fēng)機(jī)2的隔離開關(guān)576QS使通風(fēng)機(jī)2的接觸器206KM得電動作，通風(fēng)機(jī)2開始動作。

其電路為：579·（575QS+535KT）·581·576QS·206KM ·400 同時，206KM聯(lián)鎖打開，536KT線圈失電，延時3S后536KT聯(lián)鎖閉合，導(dǎo)線581經(jīng)536KT使導(dǎo)線678有電，然后，分別經(jīng)584QS和599QS使212KM和211KM同時得電動作，即油泵和變壓器風(fēng)機(jī)同時開始啟動，直至正常工作。

其電路為：581·536KT·687·584QS·212KM·400 581·536KT·687·599QS·211KM·400

至此完成通風(fēng)機(jī)的控制。2.自動控制

所謂自動控制是指司機(jī)的調(diào)速手輪轉(zhuǎn)到目一級位后，通風(fēng)機(jī)能夠自動地啟動，投入正常工作，從原理圖上看，是417導(dǎo)線供電，自起風(fēng)機(jī)中間繼電器549KA得電動作，此時，570QS在“1”位，406SK在非按下位。所以，導(dǎo)線577經(jīng)406SK聯(lián)鎖、570QS、549KA的正聯(lián)鎖為549KA提供電源使其自持。其電路為：

577·406SK·570QS·603·549KA·417·549KA·400.調(diào)速，導(dǎo)線603經(jīng)549KA的另一對正聯(lián)鎖和509V，使導(dǎo)線578有電。其電路為：

603·549KA·509V·578

接下來的控制過程與手動控制完全一樣。

當(dāng)司機(jī)控制器調(diào)速手輪退到“0”位時，導(dǎo)線417不在從司機(jī)控制器中得電，而是通過自持從導(dǎo)線577得電。所以，調(diào)速手輪回到“0”位時，通風(fēng)機(jī)并不自動關(guān)閉。若要關(guān)閉通風(fēng)機(jī)，必須操作一下406SK，切除549KA的供電電路，時其解鎖，然后再關(guān)閉406SK，也就關(guān)閉了通風(fēng)機(jī)，設(shè)計此環(huán)節(jié)的目的在于避免通風(fēng)機(jī)頻繁啟動。1.1.5 制動風(fēng)機(jī)控制

按下“制動風(fēng)機(jī)”按鍵開關(guān)407SK，導(dǎo)線577經(jīng)407SK、566KA、581QS使制動風(fēng)機(jī)1的接觸器209KM得電動作，制動風(fēng)機(jī)1（5MA）開始啟動。其控制電路為：

577·407SK·566KA·589·581QS·209KM·400 其中，566KA是劈相機(jī)啟動中間繼電器，581QS是制動風(fēng)機(jī)1的隔離開關(guān)。當(dāng)制動風(fēng)機(jī)1故障或其他原因需要切除時，可以將581QS置故障位。

在制動風(fēng)機(jī)1接觸器209KM得電動作后，受其反聯(lián)鎖控制的526KT因209KM反聯(lián)鎖打開而失電，延時3S后，526KT聯(lián)鎖閉合，導(dǎo)線589

經(jīng)526KT聯(lián)鎖、制動風(fēng)機(jī)2的隔離開關(guān)582QS使制動風(fēng)機(jī)2的接觸器210KM得電動作，制動風(fēng)機(jī)2（6MA）開始啟動，并進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

其控制電路為：589·（581QS+526KT）·582QS·210KM·400 兩臺制動風(fēng)機(jī)啟動完畢。

當(dāng)兩節(jié)機(jī)車重聯(lián)時，通過內(nèi)重聯(lián)線入N590控制另一節(jié)車的制動風(fēng)機(jī)。當(dāng)兩臺車重聯(lián)時，通過外重聯(lián)線W2590控制另一臺車的制動風(fēng)機(jī)。1.1.6 牽引控制

牽引控制有兩種情況：一種是牽引向前，另一種是牽引向后。由司機(jī)控制器控制兩位值轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。下面一主司機(jī)控制器控制為例分別加以說明：

1.牽引向前

當(dāng)閉合電鑰匙后，導(dǎo)線466有電，經(jīng)12KM、22KM、32KM聯(lián)鎖或20QP常開聯(lián)鎖或50QP常開聯(lián)鎖使線路接觸器中間繼電器558KA線圈得電常開聯(lián)鎖閉合。

其控

制

電

路

為

：464·604QA·465·570QS·466·（12KM·22KM·32KM·42KM+20QP+ 50QP）·558KA·400 當(dāng)主司機(jī)控制器627AC的換向手柄置“前”位時，導(dǎo)線402、403、406有電。

其控制電路為：465·570QS·401·627AC1·402 465·570QS·401·627AC2·403 465·570QS·401·627AC5·406 其中導(dǎo)線402為調(diào)速手輪的導(dǎo)線，導(dǎo)線403向前位的電線，導(dǎo)線406牽引位的電線。導(dǎo)線403經(jīng)558KA，使107YVF和108YVF兩個電磁閥得電，其控制電路為：403·558KA·（107YVF+108YVF）·400 兩位值轉(zhuǎn)換開關(guān)方向轉(zhuǎn)到“向前位”。

導(dǎo)線406經(jīng)558KA、560KA、92KM，使107YVT、108YVT兩個電磁

閥得電，其控制電路為：406·558KA·560KA·92KM·（107YVT+108YVT）·400 兩位值轉(zhuǎn)換開關(guān)工況鼓轉(zhuǎn)換到“牽引”位。從而完成了牽引向前的轉(zhuǎn)換控制。

2.牽引向后

當(dāng)主司機(jī)控制器627AC的轉(zhuǎn)換手柄之“后”位時，導(dǎo)線402、404、406有電。

其控制電路為：465·570QS·401·627AC1·402 465·570QS·401·627AC3·404 465·570QS·401·627ac5·406 其中導(dǎo)線402、406的作用與牽引向前時相同，導(dǎo)線404是向后得電線。

其向后控制環(huán)節(jié)如下：

404·558KA·（107YVBW+108YVBW）·400 兩位值轉(zhuǎn)換開關(guān)方向轉(zhuǎn)到“向后”位。其中，107YVBW負(fù)責(zé)1號高壓柜兩位值轉(zhuǎn)換開關(guān)完成向后轉(zhuǎn)換；108YVBW負(fù)責(zé)2號高壓柜兩位值轉(zhuǎn)換開關(guān)完成向后轉(zhuǎn)換。1.1.7 制動控制

當(dāng)主司機(jī)控制器換向手柄置“制動”位時，導(dǎo)線402、403、405有電。

其控制電路為：465·570QS·401·627AC1·402 465·570QS·401·627AC2·403 465·570QS·401·627AC·405 其中導(dǎo)線402的作用與牽引時相同；導(dǎo)線403的作用只是給空氣管路部分提供向前的信號，對控制電路無特殊含義；導(dǎo)線405制動位得電。

制動控制環(huán)節(jié)為： 405·（560KA+561KA）·400

465·560KA·558KA·（）107YVB+108YVB·400 兩位置轉(zhuǎn)換開關(guān)工況鼓轉(zhuǎn)換到“制動”位。從而完成了向前制動的轉(zhuǎn)換控制。1.2 調(diào)速控制電路

當(dāng)機(jī)車整備完畢，機(jī)車狀態(tài)信號顯示一切正常時，就可以進(jìn)行調(diào)速控制。調(diào)速控制通過司機(jī)控制器的調(diào)速手輪來完成，根據(jù)前后順序，下面分幾個環(huán)節(jié)加以介紹。1.2.1 零位控制

SS4改型機(jī)車是由完全相同的兩節(jié)車重聯(lián)而成，每節(jié)機(jī)車只有一個司機(jī)室，每個司機(jī)室內(nèi)裝有主.輔司機(jī)控制器各一只，所以，一臺機(jī)車共有4只司機(jī)控制器。每節(jié)車都有自己獨(dú)立的零位中間繼電器568KA和零位延時時間繼電器532KT。

單節(jié)車時，控制過程如下：導(dǎo)線464經(jīng)604QA使導(dǎo)線465有電，再經(jīng)570QS（1）閉合位和532KT的常開聯(lián)鎖，使導(dǎo)線418有電，并送入司機(jī)控制器調(diào)速手輪的第一層聯(lián)鎖上；若此時調(diào)速手輪處于零位，則導(dǎo)線418經(jīng)627AC使導(dǎo)線411有電，再經(jīng)628AC使導(dǎo)線412有電，568KA得電動作。其控制電路為：

464·604QA·570QS·466·532KT·418·627AC1·411·628AC1·412·568KA·400 當(dāng)主司機(jī)控制器調(diào)速手輪離開零位時，導(dǎo)線411失電，最終導(dǎo)致568KA失電；同時，因627AC調(diào)速手輪離開零位后，導(dǎo)線415得電，零位延時時間繼電器532KT得電吸合，其反聯(lián)鎖打開，導(dǎo)線418無電，進(jìn)一步保證568KA失電，另外因532KT的正聯(lián)鎖閉合，將使線路接觸器得電動作，線路接觸器控制環(huán)節(jié)將在下面詳細(xì)介紹。1.2.2 低級位延時控制

當(dāng)627AC的調(diào)速手輪轉(zhuǎn)到1.5級以上時，導(dǎo)線417有電，525KT

得電并開始延時，25S后，其反聯(lián)鎖打開。525KT是電子式低級位延時時間繼電器，得電后延時主要用于在機(jī)車低級位時免開通風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)車作業(yè)以及在啟動通風(fēng)機(jī)的過程中快速啟動機(jī)車，并具有防止機(jī)車音信號不正常而引起“竄車”的作用。1.2.3 線路接觸器控制

線路接觸器是溝通牽引電機(jī)主電路的主要點(diǎn)器。其控制關(guān)系是：導(dǎo)線531經(jīng)532KT.10QP.60QP聯(lián)鎖，使導(dǎo)線501有電。其控制電路為：

531·532KT·10QP·60QP·501 其中，10QP、60QP分別是1，2高壓柜中空載試驗(yàn)轉(zhuǎn)換開關(guān)的輔助聯(lián)鎖，只運(yùn)行位時閉合。

當(dāng)機(jī)車處于牽引狀態(tài)時，導(dǎo)線501經(jīng)561KA的兩隊常開聯(lián)鎖，分別使導(dǎo)線496和497有電，導(dǎo)線496經(jīng)575QS使導(dǎo)線481有電，然后，分別經(jīng)19QS.29QS，使線路接觸器12KM和22KM得電動作；而導(dǎo)線497經(jīng)576QS使導(dǎo)線485有電，然后，導(dǎo)線485分別經(jīng)39QS和49QS，使線路接觸器32KM和42KM得電動作，此時，牽引狀態(tài)的電機(jī)主電路構(gòu)成。上述支路中，19QS~49QS 分別使?fàn)恳姍C(jī)1~4的隔離開關(guān)的輔助聯(lián)鎖，575QS與576QS是牽引風(fēng)機(jī)隔離開關(guān)，在隔離相應(yīng)風(fēng)機(jī)的同時，也隔離了牽引電機(jī)，避免牽引電機(jī)無風(fēng)燒損。以第一電機(jī)線路接觸器為例，其控制電路為：

501·561KA·496·575QS·19QS·471·12KM·400 當(dāng)機(jī)車處于制動狀態(tài)時，導(dǎo)線501一路經(jīng)581QS.561KA正聯(lián)鎖使導(dǎo)線496有電；另一路經(jīng)582QS.561KA的另一對正聯(lián)鎖，使導(dǎo)線497有電，接下來的環(huán)節(jié)與牽引是相同。581QS和582QS分別是制動風(fēng)機(jī)1和制動風(fēng)機(jī)2的隔離開關(guān)，當(dāng)某一制動風(fēng)機(jī)故障時，在隔離相應(yīng)風(fēng)機(jī)的同時，也隔離了牽引電機(jī)，避免燒壞制動電阻。仍以第一電機(jī)線路接觸器為例，其控制電路為：

501·581QS·561KA·575QS·19QS·12KM·400

1.2.4 調(diào)速控制

SS4改型機(jī)車是全相控?zé)o級調(diào)速機(jī)車，它的調(diào)速控制主要是由無接點(diǎn)控制電路來完成，在此，僅對于調(diào)速有關(guān)的有接點(diǎn)控制電路進(jìn)行介紹。

調(diào)速信號給定

機(jī)車速度的信號給定有司機(jī)控制器輸出。當(dāng)司機(jī)轉(zhuǎn)動調(diào)速手輪時，速度給定及相應(yīng)電流給定信號也隨之改變，達(dá)到控制機(jī)車速度的目的。主司機(jī)控制器627AC輸出的信號給定信號通過電位器627R完成。在這一環(huán)節(jié)中，1701是從電子控制柜內(nèi)，電子柜根據(jù)這一信號的大小，對機(jī)車速度及電機(jī)電流實(shí)施控制。1.3 照明控制電路 1.3.1 前照明控制電路

電源由464經(jīng)“前照燈”自動開關(guān)606QA提供，按下主、副臺“前照燈”按鍵開關(guān)410SK、418SK，前照燈接觸器440KM得電吸合，前照燈449EL點(diǎn)亮。1.3.2 副照明燈控制

副照明燈電源由464經(jīng)607QA提供。

當(dāng)按下副前照燈按鍵開關(guān)417SK，經(jīng)限流電阻633R，接通468EL1、469EL1，副前照燈投入工作。當(dāng)按下副后照燈按鍵開關(guān)409SK，經(jīng)限流電阻634R接通468EL2，副后照燈投入工作，限流電阻是限流燈泡冷態(tài)啟動電流，可以提高燈泡壽命。

當(dāng)按下前標(biāo)志燈按鍵開關(guān)415SK，前標(biāo)志燈465EL1投入工作。當(dāng)按下后標(biāo)志燈按鍵開關(guān)416SK，后標(biāo)志燈464EL2投入工作。1.3.3 各室照明控制

各室照明電源由464經(jīng)608QA提供。

司機(jī)室照明燈448EL1、449EL1受副臺按鍵開關(guān)442SK控制。各室照明燈460EL、461EL、462EL受副臺按鍵開關(guān)420SK控制。走廊照明燈452—456EL1、452—456EL2、457EL受副臺按鍵開關(guān)421SK與走廊開關(guān)571QS交叉控制通斷。1.3.4 儀表照明控制

儀表照明為24V電源，其電源由464經(jīng)614QA、逆變器426VC至780提供。用過副臺儀表照明按鍵開關(guān)419SK控制。1.3.5 電風(fēng)扇控制

電風(fēng)扇電源由464經(jīng)610QA提供。按下電扇開關(guān)413SK，電扇開始工作。

結(jié)

論

SS4改型電力機(jī)車控制電路分為整備控制、調(diào)速控制、保護(hù)控制、信號控制、照明控制電路等。其電源為110V，由整流穩(wěn)壓裝置提供。

在機(jī)車正常運(yùn)行時單相半空橋式整流穩(wěn)壓裝置及蓄電池并聯(lián)使用，主要由110V整流電路提供電源，蓄電池起穩(wěn)壓等作用；在降弓情況下，蓄電池供機(jī)車作低壓試驗(yàn)、輔助壓縮機(jī)打風(fēng)及照明用。在運(yùn)行中電源柜故障時，蓄電池作維持機(jī)車故障運(yùn)行的控制電源。它具有恒壓或恒流控制的牽引特性和恒速或恒勵磁控制的電阻制動特性。

SS4改采用三場削弱電子柜控制，系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)機(jī)車的牽引控制、制動控制、防空轉(zhuǎn)防滑保護(hù)。SS4型電力機(jī)車則采用電子柜控制，系統(tǒng)除了能實(shí)現(xiàn)機(jī)車的制動控制、防空轉(zhuǎn)防滑保護(hù)、自動過分相控制等功能外，系統(tǒng)還具有故障監(jiān)控、故障記錄和故障診斷功能。

致

謝

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 周平.鐵道概論.北京.中國鐵道出版社.2007.[2] 華平.電力機(jī)車控制.北京：中國鐵道出版社.2003.[3] 張有松.朱龍駒.SS4改電力機(jī)車（上下冊）.北京：中國鐵道出版社.2009 [4] 鄭樹選.8K型電力機(jī)車.北京：中國鐵道出版社.2009 [5] 諸邦田.電子電路實(shí)用抗干擾技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社.2008 [6] 余衛(wèi)斌.韶山9型電力機(jī)車.北京：中國鐵道出版社.2006.[7] 楊紹昆.SS4改型電力機(jī)車乘務(wù)員.北京：中國鐵道出版社.2008 [8] 吳強(qiáng).機(jī)車輔助變流器的技術(shù)發(fā)展.機(jī)車電傳動[J].2002.[9] 華平.電力機(jī)車電器.北京：中國鐵道出版社.2003.[10] 張桂香.電氣控制與PLC應(yīng)用.2版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2006 [11] 董錫明.高速動車組工作原理與結(jié)構(gòu)特點(diǎn).北京.中國鐵道出版社.2006.[12] 郭世明.黃年慈.電力電子技術(shù).成都.西南交通大學(xué)出版社.2009

第五篇：對于變頻器的制動技術(shù)分析

對于變頻器的制動技術(shù)分析

論文關(guān)鍵詞：變頻 制動 新技術(shù)

論文摘要：在通用變頻器、異步電動機(jī)和機(jī)械負(fù)載所組成的變頻調(diào)速傳統(tǒng)系統(tǒng)中，當(dāng)電動機(jī)所傳動的位能負(fù)載下放時，電動機(jī)將可能處于再生發(fā)電制動狀態(tài)；或當(dāng)電動機(jī)從高速到低速（含停車）減速時，頻率可以突減，但因電機(jī)的機(jī)械慣性，電機(jī)可能處于再生發(fā)電狀態(tài)，傳動系統(tǒng)中所儲存的機(jī)械能經(jīng)電動機(jī)轉(zhuǎn)換成電能，通過逆變器的六個續(xù)流二極管回送到變頻器的直流回路中。此時的逆變器處于整流狀態(tài)。這時，如果變頻器中沒采取消耗能量的措施，這部分能量將導(dǎo)致中間回路的儲能電容器的電壓上升。如果當(dāng)制動過快或機(jī)械負(fù)載為提升機(jī)類時，這部分能量就可能對變頻器帶來損壞。

一、引言

在通用變頻器、異步電動機(jī)和機(jī)械負(fù)載所組成的變頻調(diào)速傳統(tǒng)系統(tǒng)中，當(dāng)電動機(jī)所傳動的位能負(fù)載下放時，電動機(jī)將可能處于再生發(fā)電制動狀態(tài)；或當(dāng)電動機(jī)從高速到低速（含停車）減速時，頻率可以突減，但因電機(jī)的機(jī)械慣性，電機(jī)可能處于再生發(fā)電狀態(tài)，傳動系統(tǒng)中所儲存的機(jī)械能經(jīng)電動機(jī)轉(zhuǎn)換成電能，通過逆變器的六個續(xù)流二極管回送到變頻器的直流回路中。此時的逆變器處于整流狀態(tài)。這時，如果變頻器中沒采取消耗能量的措施，這部分能量將導(dǎo)致中間回路的儲能電容器的電壓上升。如果當(dāng)制動過快或機(jī)械負(fù)載為提升機(jī)類時，這部分能量就可能對變頻器帶來損壞，所以這部分能量我們就應(yīng)該考慮考慮了。

在通用變頻器中，對再生能量最常用的處理方式有兩種：(1)、耗散到直流回路中人為設(shè)置的與電容器并聯(lián)的“制動電阻”中，稱之為動力制動狀態(tài)；(2)、使之回饋到電網(wǎng)，則稱之為回饋制動狀態(tài)（又稱再生制動狀態(tài)）。還有一種制動方式，即直流制動，可以用于要求準(zhǔn)確停車的情況或起動前制動電機(jī)由于外界因素引起的不規(guī)則旋轉(zhuǎn)。

在書籍、刊物上有許多專家談?wù)撨^有關(guān)變頻器制動方面的設(shè)計與應(yīng)用，尤其是近些時間有過許多關(guān)于“能量回饋制動”方面的文章。今天，筆者提供一種新型的制動方法，它具有“回饋制動”的四象限運(yùn)轉(zhuǎn)、運(yùn)行效率高等優(yōu)點(diǎn)，也具有“能耗制動”對電網(wǎng)無污染、可靠性高等好處。

二、能耗制動

利用設(shè)置在直流回路中的制動電阻吸收電機(jī)的再生電能的方式稱為能耗制動。

其優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡單；對電網(wǎng)無污染（與回饋制動作比較），成本低廉；缺點(diǎn)是運(yùn)行效率低，特別是在頻繁制動時將要消耗大量的能量且制動電阻的容量將增大。

一般在通用變頻器中，小功率變頻器（22kW以下）內(nèi)置有了剎車單元，只需外加剎車電阻。大功率變頻器（22kW以上）就需外置剎車單元、剎車電阻了。

三、回饋制動

實(shí)現(xiàn)能量回饋制動就要求電壓同頻同相控制、回饋電流控制等條件。它是采用有源逆變技術(shù)，將再生電能逆變?yōu)榕c電網(wǎng)同頻率同相位的交流電回送電網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)制動?；仞佒苿拥膬?yōu)點(diǎn)是能四象限運(yùn)行,如圖3所示，電能回饋提高了系統(tǒng)的效率。其缺點(diǎn)是：(1)、只有在不易發(fā)生故障的穩(wěn)定電網(wǎng)電壓下（電網(wǎng)電壓波動不大于10%），才可以采用這種回饋制動方式。因?yàn)樵诎l(fā)電制動運(yùn)行時，電網(wǎng)電壓故障時間大于2ms，則可能發(fā)生換相失敗，損壞器件。對電網(wǎng)有諧波污染。(3)、控制復(fù)雜，成本較高。、在回饋時，(2)