劈相機的故障與維修

1、湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文目 錄摘 要、關鍵詞1緒 論2一、劈相機的結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)21、劈相機的結(jié)構(gòu)特點22、劈相機的技術(shù)參數(shù)3二、劈相機的工作原理4三、劈相機的啟動與運行4四、劈相機的控制51、手動控制52、自動控制63、“低壓實驗”控制及庫內(nèi)輔助電路電源實驗7五、劈相機的維護保養(yǎng)與常見故障及處理辦法81、劈相機的維護保養(yǎng)82、劈相機的常見故障機處理辦法83、軸承異音104、軸承過熱11后 語12參考文獻：12感 言13劈相機在SS4G型電力機車上的應用與分析 摘 要：本論文主要介紹JP402A型劈相機的結(jié)構(gòu)與工作原理，劈相機在SS4G上機車的控制及運用，基于生產(chǎn)實踐，總結(jié)歸納了幾種劈

2、相機常見的故障及相應的處理辦法。關鍵詞：SS4G 劈相機 應用分析緒 論近年來，中國鐵路堅持用科學發(fā)展觀統(tǒng)領各項工作，從服務社會主義和諧社會建設出發(fā)，立足于解決鐵路運輸生產(chǎn)力不適應經(jīng)濟社會發(fā)展需求的矛盾，以快速擴充運輸能力和快速提高技術(shù)裝備水平為主，深入推進和諧鐵路建設，提升了我國鐵路整體技術(shù)裝備水平和管理水平，開創(chuàng)鐵路改革發(fā)展的新局面。SS4G機車按照鐵道部科技政策“重載、高速”和“提速”的方針，SS4G型八軸機車的開發(fā)在2（B。- B。）軸列、B。轉(zhuǎn)向架、低位牽引裝置以及相控調(diào)壓、加饋電阻制動、800KW牽引電機等方面填補了我國新機型的空白，為第三代機車開創(chuàng)和完善起到了先行作用。劈相機作為

3、SS4G機車的重要組成部分，將主變壓器供給的單相電源劈成三相電再供給輔助電路的所有輔機。本論文對SS4G型JP402A型劈相機的結(jié)構(gòu)和原理，以及故障處理有較系統(tǒng)的介紹，將知識點和能力點有機的結(jié)合，以專業(yè)知識為主要內(nèi)容突出了JP402A型劈相機在SS4G機車上的重要作用。一、劈相機的結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)1、劈相機的結(jié)構(gòu)特點JP402A型劈相機在結(jié)構(gòu)上與三相鼠籠式異步電動機相似，也是由定子（包括定子鐵心、，定子繞組和機座）鑄鋁轉(zhuǎn)子（包括轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸）及端蓋、軸承蓋等組成，在定子與轉(zhuǎn)子間有1mm的氣隙。該劈相機為自行通風防護式，依靠轉(zhuǎn)子上的鑄鋁風葉在旋轉(zhuǎn)時將冷空氣從機座兩端端蓋孔吸入，將熱空氣

4、從機座中部的出風口排出，達到自行冷卻的目的。定子鐵心和轉(zhuǎn)子鐵心均采用0.5mm厚DW47050冷軋硅鋼片，按給定圖形沖制的沖片疊壓而成，定子鐵心外徑為423mm，內(nèi)徑為280mm，鐵心長280mm，定子槽形為半閉口梨形槽，定子繞組為雙層，短距、疊繞軟繞組。轉(zhuǎn)子為鑄鋁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，端環(huán)、風葉、平衡柱及槽內(nèi)導體用A199.5鋁采用離心澆鑄一次鑄成，并熱套于轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)子外徑為278mm,經(jīng)車削加工而成.槽形為半閉口平行圓底槽,共50槽,槽斜率15mm。機座、端蓋及軸承蓋均由HT200灰口鐵鑄成。在機座出線側(cè)的筋上與定子鐵心間裝有二個M16X20mm定位用的緊固螺釘。軸承外蓋上裝有45M10X1mm接頭式

5、壓注油杯。端蓋上裝有313低噪音單列向心球軸心。（見下圖）1313Z1軸承 2軸承外蓋 3油杯 4軸承內(nèi)蓋 5端蓋 6擋風板 7定子 8轉(zhuǎn)子 9接線罩2、劈相機的技術(shù)參數(shù)型 號JP402A型 式自行通風防護式額定功率57kVA額定電壓輸入單相380V 輸出三相380V額定電流輸入單相200A 輸出單相90A額定轉(zhuǎn)速1499r/min極 數(shù) 4頻 率 50Hz輸入功率因數(shù) 0.80結(jié)緣等級 F額定種類 連續(xù)重 量 586Kg二、劈相機的工作原理當單相交流電通過電機定子繞組時，產(chǎn)生交變的脈振磁場，一個脈振磁場可以分解為兩個幅值一樣、轉(zhuǎn)速相等、轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁場，與電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向相同的磁場稱為正序

6、旋轉(zhuǎn)磁場，與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向相反的磁場稱為負序旋轉(zhuǎn)磁場。劈相機的電動相（與單相電源相聯(lián)的兩相繞組）解到單相交流電源上，在劈相機的空氣隙中產(chǎn)生兩個大小相等，方向相反，周期相同的旋轉(zhuǎn)磁場。當劈相機的轉(zhuǎn)子靜止不動時，這兩個磁場在轉(zhuǎn)子導體上感應的電勢大小相等，方向相反，轉(zhuǎn)子由此而產(chǎn)生的兩個轉(zhuǎn)矩大小相等，方向相反，相互抵消，即啟動轉(zhuǎn)矩為零，劈相機不能自行啟動。如果用某種方法使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，并達到額定的運行速度，那么轉(zhuǎn)子與正序旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度比較小，而轉(zhuǎn)子與負序旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度比較大，轉(zhuǎn)子以幾乎兩倍于同步轉(zhuǎn)速的深度切割該負序磁場，使轉(zhuǎn)子導體內(nèi)感應出近兩倍于電網(wǎng)頻率的電勢和電流，該電流產(chǎn)生的磁場幾乎抵消了定子繞組產(chǎn)

7、生的負序磁場，也就是說，當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時在劈相機的氣隙中主要剩下一個正序旋轉(zhuǎn)磁場（實際上氣隙中的合成磁場是旋轉(zhuǎn)的橢圓形磁場），它與轉(zhuǎn)子導體內(nèi)產(chǎn)生的電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，克服轉(zhuǎn)子的機械阻力矩及轉(zhuǎn)子負序電流產(chǎn)生的電磁阻力矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子沿著正序旋轉(zhuǎn)磁場方向旋轉(zhuǎn)。同時，該正序旋轉(zhuǎn)磁場切割定子三相繞組，并使它感應出三相電勢，于是單相電源被劈成三相電源。在劈相機定子的三相輸出端接上負載，因其中兩相負載直接與單相電源相聯(lián)，并不需要經(jīng)過劈相機而直接從單相電源得到供電，而另一相負載則由劈相機的發(fā)電相得到供電。所以劈相機是將單相交流電源劈成三相，而本身只輸出一相電流的異步電動機。三、劈相機的啟動與運行 當劈相機的電

8、動相繞組U1V1接入機車主變壓器輔助繞組a6x6端子的單相電源時，它的轉(zhuǎn)子處在兩個大小相等、方向相反、周期相等的旋轉(zhuǎn)磁場中，轉(zhuǎn)子與正序磁場相互作用產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子與負序磁場相互作用產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，劈相機的啟動轉(zhuǎn)矩為零，不能自行啟動。要使它有一定的啟動轉(zhuǎn)矩，必須設法使它在啟動時能產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場。SS4G電力機車型號為JP402A、380V、57KW的劈相機采用電阻或電容進行分相啟動，劈相機的運轉(zhuǎn)與停止通過其相應的接觸器201KM控制。劈相機是單相電動機與三相發(fā)電機的組合，起動時必須在第二電動相繞組與發(fā)電相繞組間接入起動電阻263R進行分相起動，起動電阻的接通與開斷由接觸器213KM來執(zhí)行。由劈

9、相機起動繼電器283AK檢測起動過程并控制起動電阻回路的開斷，283AK的工作電源（DC110V）從導線531經(jīng)533KT常開聯(lián)鎖由導線281引入。當按下劈相機按鍵開關后，接觸器213KM閉合，起動電阻投入，210KM閉合，劈相機開始起動，這時劈相機起動繼電器檢測劈相機發(fā)電相電壓（由導線279、280引入）來間接反映（見下圖）四、劈相機的控制所有輔機的控制電源由605Q自動開關提供，劈相機的控制是完成其它輔機控制的先決條件。SS4G型機車的劈相機控制有手動控制和自動控制兩種方式，它是通過方式選擇開關591QS進行選擇的。當591QS打在“0”位時，即為手動位，當591QS打在“1”位時，即為自

10、動位，其控制電路（見下圖），下面分別加以說明：1、手動控制 按下“劈相機”按鍵開關404SK，導線560經(jīng)404SK與591QS，使導線564有電，劈相機中間繼電器567KA得電動作，其常開閉合，導線560經(jīng)567KA得常開點，使導線561有電。它分成幾條支路：第一條支路，導線561經(jīng)劈相機起動中間繼電器566KA常閉接點，使分相接觸器213KM和劈相機起動延時繼電器533KT得電動作，為劈相機的接觸器201KM閉合做好了準備；第二條支路，導線561經(jīng)213KM的輔助接點。使導線572有電，經(jīng)劈相機故障隔離開關242QS以及劈相繼輔助保護接點215EF，使201KM得電動作，劈相機主回路溝通，

11、開始起動，若起動正常，則劈相機的起動繼電器283AK動作，其常開點閉合；第三條支路，導線561經(jīng)283AK使導線568有電，劈相機起動中間繼電器566KA得電動作，其常閉點打開，切斷213KM和533KT的供電回路，甩掉劈相機起動電阻，使劈相機進入正常工作狀態(tài)，同時，566KA的常開點閉合。第四條支路，導線561經(jīng)215EF和566KA的常開點，使566KA繼續(xù)得電自鎖；第五條支路，導線561經(jīng)533KT的常閉點，使導線577有電，為其它輔機正常工作做好準備。至此，劈相機的控制順利完成。這是單節(jié)車的情況，當兩節(jié)車重聯(lián)時，通過重聯(lián)線N567KA得電動作。起動另一節(jié)車的劈相機過程2、自動控制所謂自

12、動控制是指司機操作主斷路器合閘后，劈相機自動起動，無需人為操作劈相機以及其他輔助的按鍵開關。這一功能主要用于機車過分相區(qū)時，減少司機的操作步驟。當主斷路器閉合后，器輔助聯(lián)鎖的常閉打開，導線565失電，劈相機自起延時繼電器528KT失電，延時1S后其常閉點閉合，導線562經(jīng)591QS和528KT的常閉點，使567KA得電動作，劈相機開始起動，以后的過程與手動控制完全一樣，不再復述。劈相機故障時的控制若劈相機故障，則將242QS打到“2”位也就是用通風機1代替劈相機，此時，通風機1通過分相電容起動后代替劈相機的功能，使其它輔機依舊能正常工作。具體控制過程如下 ：（1）將242QS打到“2”位；（2

13、）將296QS打到電容位隨后的操作過程與起動劈相機相同，即先按下404SK。567KA得電動作。導線560經(jīng)567KA，使導線有電。第一路，導線561經(jīng)566KA，使213KM和533KT得電，起動電容接入；第二路，導線561經(jīng)213KM、242QS，使導線695有電，經(jīng)通風機1的輔機保護接點219EF。使通風機1的接觸器205KM動作；第三路，導線561經(jīng)283AK使566KA得電動作并自鎖，通風機1開始起動，當其發(fā)電機電壓達到283AK的整定值時，283AK動作；第三條，導線561經(jīng)283AK使566KA得電動作，并通過其本身的常開點自鎖；第四條。導線561經(jīng)566KA的常閉點切除213K

14、M和533KT的供電電路，甩掉通風機的起動電容，使通風機1進入正常工作狀態(tài)，第五條，導線561經(jīng)533KT，使導線577有電，為其它輔機正常工作做好準備。以上介紹的是198號以前的SS4G型機車的劈相機，自199號機車開始，增加了一個時間繼電器527KT。其作用是，當劈相機起動時，283AK動作，566KA常閉打開，6用527KT的常開點短接566KA的一組常閉接點561與571，讓533KT和213KM繼續(xù)得電，延時1S后，527KT的常閉店打開，533KT和213KM都失電。分相起動電阻和分相起動電容退出輔電路回路。這樣，分相起動電阻或分相起動電容比原來電路多了1S工作時間，進一步改善了劈

15、相機的起動性能。3、“低壓實驗”控制及庫內(nèi)輔助電路電源實驗 機車“低壓試驗”時，將242QS打在“0”位（即“試驗）位，并閉合按鍵404SK,則567AK，566KA得電閉合，533KT失電打開，其常閉聯(lián)鎖接點閉合，577有電，即可進行其它輔機接觸器操作試驗，但此時劈相機接觸器213KM被切斷，由此，又可將輔助電路庫用插座接上三相380V電壓，直接起動壓縮機和各通風機，而起動劈相機。五、劈相機的維護保養(yǎng)與常見故障及處理辦法1、劈相機的維護保養(yǎng)（1）新安裝或長期停用的劈相機運轉(zhuǎn)前的檢查用200-300Kpa（2-3kg/cm2）的干燥壓縮空氣清除劈相機內(nèi)部及外部的灰塵和污物。用500V兆歐表檢查

16、定子繞組的絕緣電阻，在冷態(tài)下不低于10兆歐，熱態(tài)下不低于0.46兆歐，如達不到要求，必須對劈相機的絕緣電阻進行調(diào)整直到符合要求為止。用500V兆歐表檢查接線板的絕緣電阻不低于50兆歐，要保持接線板、接線柱等部件的干燥。軸承潤滑脂應清潔、無變質(zhì)稀化現(xiàn)象，潤滑脂量約占軸承室的50%，不可過多，在機車走行5萬-7萬km以后，向軸承室注入適量潤滑脂（約20g左右）。檢查劈相機的接線是否與裝在接線罩內(nèi)部的接線圖相符，同時要檢查劈相機引出線一接頭的連接是否有松動、虛焊等現(xiàn)象，如有，則必須加以處理，重壓或重焊接頭。正式運轉(zhuǎn)前，應先行試機，觀察旋轉(zhuǎn)方向（對新安裝的劈相機）、震動情況、有無異響及局部過熱等。（2

17、）劈相機的存放劈相機應存放在干燥、清潔、無化學藥物、無酸堿及腐蝕性氣體、通風良好的戶內(nèi)。劈相機不應直接放在泥土或水泥地面上，放置應平穩(wěn)可靠，勿倒置，其上不得放置重物或尖棱的物品。2、劈相機的常見故障機處理辦法 （1）劈相機不能正常啟動的原因接觸器故障過流保護誤動作起動繼電器誤動作或故障網(wǎng)壓過低接線錯誤起動電阻值變大劈相機內(nèi)部有斷路、短路等故障（2）判斷及處理方法通電歐，劈相機不轉(zhuǎn)，且無任何反應，表明劈相機接觸器沒有動作，檢查并排除該故障通電后，劈相機起動信號顯示不滅，劈相機發(fā)出“嗡、嗡”聲，轉(zhuǎn)軸不轉(zhuǎn)或很慢，發(fā)熱嚴重，表明劈相機“走單相”，檢查劈相機接觸器和起動電阻接觸器是否有故障，排除故障或更

18、換接觸器。劈相機起動后，劈相機起動信號顯示不滅，過流保護延時不夠提前動作，劈相機停止運轉(zhuǎn)，表明輔機過流保護提前動作。撥出輔機保護插件，按下劈相機接觸器手動按鈕，若劈相機能正常起動，則為劈相機過流保護故障，更換保護插件。劈相機起動后，劈相機起動信號顯示熄滅又顯示，劈相機在某一轉(zhuǎn)速下“爬行”或降速至停轉(zhuǎn)，輔機保護動作。表明起動繼電器提前誤動作，劈相機轉(zhuǎn)速沒有達到額定轉(zhuǎn)速的0.9倍，起動繼電器就將起動電阻切除。如果劈相機起動后，起動信號顯示不滅，劈相機劇烈抖動，電磁噪音大，起動電阻發(fā)紅或燒斷，表明起動繼電器晚動作或不動作，即起動電阻遲甩或甩不開。應立即切斷電源，否則劈相機會被燒毀。檢查和排除起動繼電

19、器故障。劈相機起動“吃力”，噪音大，起動時間長，引起過流保護動作。檢查劈相機輸入電壓，如果低于270V，表明網(wǎng)壓過低。劈相機起動電阻接在U相與W相之間，如果劈相機的任意兩根線互換，都會使劈相機反轉(zhuǎn)。因此，如果發(fā)現(xiàn)劈相機反轉(zhuǎn)，表明有兩根線接反，查找并更正。只有當三相接線相互接反時，劈相機轉(zhuǎn)向與正常轉(zhuǎn)向一致。但由于起動電阻與V相（因為接反，因此不再是U相和W相）繞組不匹配，劈相機起動困難，且由于V相繞組匝數(shù)最少，即使劈相機動起來，由于三相電壓嚴重不對稱，使負載電機起動困難，這時劈相機帶不動負載。此時應檢查劈相機連線，并加以更正。劈相機起動困難。起動電阻值變大會使劈相機起動轉(zhuǎn)矩變小。起動電阻值為0.

20、79歐，如果電阻的制造公差較大，或者由于每次起動時間較長，將使起動電阻發(fā)燙或燒紅，電阻氧化，有效截面積減小，次數(shù)多以后，電阻值會逐漸增大，在低網(wǎng)壓下使劈相機起動困難，甚至不能起動。測量起動電阻值，如果偏大，改用另一組起動電阻或者用電容起動。阻值偏大的起動電阻須及時更換。通電后不久，劈相機出現(xiàn)冒煙、焦臭味、強烈的電磁噪音、振動等，或引起過流保護、接地保護、或二級保護動作等，按電動機故障類“不能正常起動”逐條判斷處理。3、運行中劈相機發(fā)電相電壓不穩(wěn)或偏低或偏高（1）原因：轉(zhuǎn)子斷條；內(nèi)部有匝間短路故障；發(fā)電相開路。（2）判斷及處理辦法：劈相機振動大，有時高時低的“嗡、嗡”聲，用鉗形電流表測量三相電流

21、，指針周期性擺動。表明轉(zhuǎn)子斷條，如果故障現(xiàn)象很嚴重，引起負載電機噪音、振動加大，發(fā)熱嚴重，劈相機需更換轉(zhuǎn)子。劈相機局部過熱，嚴重時引起過流保護或接地保護動作。發(fā)出一股焦臭味。劈相機任意一相有匝間短路，都會引起三相電流發(fā)生變化，使發(fā)電相電壓偏高或偏低，使三相電壓不對稱度加大。該劈相機需修理。發(fā)電相開路，引起負載電機全部走單相，造成輔機過載保護動作。檢查劈相機W相外部連線，判斷是劈相機內(nèi)部故障還是外部故障，如果是外部故障，應盡力排除；如果是內(nèi)部故障，該劈相機需進行修理。劈相機的軸承故障，振動大、噪音大，發(fā)熱嚴重等故障現(xiàn)象，按電動機故障中相應故障逐條判斷處理。4、軸承異音(1)故障原因缺少潤滑脂。軸

22、承內(nèi)部有傷或損壞。軸承中侵入雜質(zhì)。(2)判斷及處理方法軸承發(fā)出干磨聲，而且聲音中含有與轉(zhuǎn)速無關的不規(guī)則金屬聲，表明軸承潤滑脂過少，須補充潤滑脂。補充后干磨聲基本消失。軸承發(fā)出“咕嚕、咕?！甭?，其周期與轉(zhuǎn)速成正比，表明軸承的滾柱或滾珠表面有傷痕，如軸承過熱，則應及時更換。軸承發(fā)出不連續(xù)的“梗、?！甭暎砻鬏S承內(nèi)圈或外圈破裂，應及時更換。軸承發(fā)出聲小而不規(guī)則，與轉(zhuǎn)速無關，但也會產(chǎn)生“咕?！甭暋１砻鬏S承中侵人了雜質(zhì)，應拆下軸承進行清洗5、 軸承過熱 (1)故障原因 潤滑脂過多或過少； 軸承破裂或內(nèi)部有缺陷； 軸承“走內(nèi)圈”或“走外圈；” 軸承中侵入雜質(zhì)或銹蝕； 電機或負載轉(zhuǎn)動部分不平衡量太大； 定、

23、轉(zhuǎn)子相磨擦； 兩端軸承裝配不平行； 通風不暢。(2)判斷及處理方法軸承潤滑脂應裝滿軸承室的1/22/3，二極電機裝滿l/2即可，四極及以上電機裝滿2/3即可。潤滑脂太多，軸承運行阻力加大，溫度增高；潤滑脂太少，軸承干磨，溫度也會升高。根據(jù)異音可判斷出來，是否應補充潤滑脂。 軸承發(fā)熱嚴重，伴隨有振動、異音出現(xiàn)，根據(jù)異音可判斷出屬于何種故障，應及時更換軸。 軸承嚴重過熱，噪音增大，并有明顯的不連續(xù)的金屬干磨聲。表明軸承“走內(nèi)圈”或“走外圈”，應及時更換，否則會致使軸承固死，引起電機繞組燒損。軸承中侵入雜質(zhì)或銹蝕，根據(jù)軸承異音可判斷出來，應拆下清洗軸承，或更換軸承。 電機兩端軸承都出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，震動大。如果負載是風葉，則風葉發(fā)出的聲音不均勻，且隨轉(zhuǎn)速的變化而變化。若軸承過熱，震動過大，需拆下電機檢查修理。軸承及電機表面均嚴重發(fā)熱，振動大。運行中能聽到“擦、擦”聲，表明電機定、轉(zhuǎn)子相接，該電機須及時修理。電機面端軸承同時出現(xiàn)發(fā)熱、振動大、噪音大。停機