電力機(jī)車操縱 HXD3型電力機(jī)車牽引相關(guān)操縱及特性

電力機(jī)車的起動(dòng)任務(wù)一電力機(jī)車的起動(dòng)電力機(jī)車的起動(dòng)是機(jī)車運(yùn)行中最先實(shí)現(xiàn)的工作狀態(tài)。電力機(jī)車在其起動(dòng)牽引力作用下，克服列車靜止時(shí)所受的阻力并產(chǎn)生加速度，最終運(yùn)行在機(jī)車的自然特性上，這一過程稱為機(jī)車的起動(dòng)。機(jī)車的起動(dòng)過程其實(shí)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(duì)起動(dòng)都是適用的。電力機(jī)車的起動(dòng)按照中華人民共和國(guó)《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》的規(guī)定，對(duì)機(jī)車起動(dòng)的基本要求是：起動(dòng)穩(wěn)、加速快，防止列車沖動(dòng)和斷鉤。機(jī)車加速快可以減少起動(dòng)時(shí)間，提高平均運(yùn)行速度，對(duì)鐵路運(yùn)輸有很大的意義。特別對(duì)起動(dòng)頻繁的電動(dòng)車組來(lái)說，意義更為重大。為了使機(jī)車起動(dòng)加速快.就要求機(jī)車有較大的起動(dòng)電流，以產(chǎn)生較大的起動(dòng)牽引力。機(jī)車起動(dòng)平穩(wěn)可以使機(jī)車內(nèi)部設(shè)備免受電流沖擊，機(jī)車和列車免受機(jī)械沖擊，所以希望列車速度變化平穩(wěn)。為此，要求起動(dòng)時(shí)應(yīng)盡量減少起動(dòng)電流和起動(dòng)牽引力的擺動(dòng)。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(dòng)后，再將手輪移至理想位置。1.對(duì)起動(dòng)的要求電力機(jī)車的起動(dòng)起動(dòng)電流和起動(dòng)牽引力過大時(shí)，會(huì)使電機(jī)安全換向遭到破壞，或牽引力超出線路黏著條件，使輪對(duì)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(jī)車，起動(dòng)時(shí)所受限制因素的主次是不同的。對(duì)于直流電力機(jī)車和整流器電力機(jī)車，由于牽引電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)有良好的換向，其主要限制條件就是線路的黏著條件。1.對(duì)起動(dòng)的要求電力機(jī)車的起動(dòng)機(jī)車在起動(dòng)時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)：對(duì)牽引電動(dòng)機(jī)施加端電壓時(shí)，由于其反電勢(shì)為零，因此，電機(jī)的電樞電流僅由端電壓及電機(jī)回路的阻抗來(lái)決定，即顯然，由于電機(jī)回路的總電阻值很小，由上式可知，必然會(huì)產(chǎn)生很大的起動(dòng)電流，雖然起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，但起動(dòng)電流太大會(huì)破壞牽引電機(jī)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(jī)械沖擊，使機(jī)車和列車都受到損傷。因此，機(jī)車的起動(dòng)必須采用適當(dāng)?shù)钠饎?dòng)方法來(lái)限制起動(dòng)電流和起動(dòng)牽引力。2.起動(dòng)方式及其限制電力機(jī)車的起動(dòng)①變電阻起動(dòng)在電力機(jī)車起動(dòng)時(shí)，在牽引電動(dòng)機(jī)電樞回路中串入起動(dòng)電阻，以減小起動(dòng)電流。隨著起動(dòng)過程的進(jìn)行再逐步切除起動(dòng)電阻，待起動(dòng)電阻全部切除后，起動(dòng)過程結(jié)束。這種方法稱為變阻。變電阻起動(dòng)時(shí)，一般起動(dòng)是有級(jí)的，在起動(dòng)過程中起動(dòng)電阻有較大的能量損耗，因此是不經(jīng)濟(jì)的。②降壓起動(dòng)在電力機(jī)車起動(dòng)時(shí)，采用降低加在牽引電動(dòng)機(jī)上電壓的方法，稱為降壓起動(dòng)。采用直流斬波器的直直型電力機(jī)車、采用整流器的交直型電力機(jī)車及交直交型異步牽引電動(dòng)機(jī)電力機(jī)車均可采用此種方法。其起動(dòng)原理與調(diào)速原理相同，起動(dòng)過程與調(diào)速過程之間沒有嚴(yán)格的界限。2.起動(dòng)方式及其限制電力機(jī)車的起動(dòng)采用變壓器有級(jí)調(diào)壓的整流器電力機(jī)車，起動(dòng)過程是有級(jí)的。采用晶閘管移相調(diào)壓的整流器電力機(jī)車和采用直流斬波器的直流電力機(jī)車，由于其調(diào)速是平滑連續(xù)的，因此其起動(dòng)過程也是平滑連續(xù)的，這樣可以使起動(dòng)電流沿著黏著限制條件平滑地變化或維持一定值.機(jī)車不僅起動(dòng)平穩(wěn)，而且起動(dòng)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(wú)論選擇何種調(diào)壓方式，降壓起動(dòng)時(shí)機(jī)車的功率因數(shù)是非常低的，整流電流的脈動(dòng)也將增加。SS4G型機(jī)車采用降壓起動(dòng)方式。③起動(dòng)電流和起動(dòng)牽引力的限制機(jī)車起動(dòng)時(shí)，輪對(duì)發(fā)生空轉(zhuǎn)前所能發(fā)揮的最大牽引力稱為起動(dòng)牽引力Fs。機(jī)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(dòng)方式及其限制電力機(jī)車的起動(dòng)機(jī)車黏著系數(shù)并不是一個(gè)恒定值，它是隨著線路條件、軌面情況、機(jī)車起動(dòng)方式等因素而變化，是一個(gè)范圍值。因此機(jī)車的黏著限制曲線也并非只有一條而是一個(gè)限制帶。為使機(jī)車起動(dòng)時(shí)有較大的起動(dòng)牽引力，就應(yīng)充分利用機(jī)車的黏著條件，即機(jī)車起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)牽引力盡可能接近黏著限制線。3.受電弓交流電力機(jī)車調(diào)速任務(wù)二交流電力機(jī)車調(diào)速交直交型交流傳動(dòng)電力機(jī)車采用三相異步牽引電動(dòng)機(jī)做牽引動(dòng)力，根據(jù)三相異步電動(dòng)機(jī)的速度公式：（公式1）交流電力機(jī)車調(diào)速由公式1知在電源頻率保持不變時(shí)，改變定子極對(duì)數(shù)可以調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。一般是把定子繞組分成若干獨(dú)立分段，改變各分段引出線的連接方式達(dá)到改變極對(duì)數(shù)的目的，使得異步電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且換接電路過于復(fù)雜，以致喪失了運(yùn)用的可靠性。1.改變定子極對(duì)數(shù)交流電力機(jī)車調(diào)速改變電機(jī)轉(zhuǎn)子回路啟動(dòng)電阻值，實(shí)行所謂串級(jí)調(diào)速，由于目前電力牽引交流傳動(dòng)系統(tǒng)中絕大多數(shù)國(guó)家都是采用結(jié)構(gòu)異常簡(jiǎn)單的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)作牽引電動(dòng)機(jī)，由于這種電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組是“短路繞組”，因而無(wú)法再在轉(zhuǎn)子上采取調(diào)速的措施。2.改變電機(jī)轉(zhuǎn)子電路啟動(dòng)電阻交流電力機(jī)車調(diào)速改變異步電動(dòng)機(jī)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(chǎng)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(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的實(shí)質(zhì)。但是對(duì)于異步電機(jī)，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(jī)車已很好地解決了變頻問題，使得交流機(jī)車的調(diào)速具有平滑無(wú)級(jí)的特性。目前異步交流傳動(dòng)機(jī)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(jìn)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(dòng)機(jī)的供電頻率HXD3型電力機(jī)車操縱任務(wù)三HXD3型電力機(jī)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(shí)，電器控制柜和駕駛臺(tái)的控制電壓表顯示應(yīng)大于98V。再將其他與機(jī)車運(yùn)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(huì)造成蓄電池潰電。只限在環(huán)境溫度太低，機(jī)車各系統(tǒng)出現(xiàn)故障無(wú)法保證機(jī)車正常起機(jī)的情況下，才閉合空氣斷路器QA56,同時(shí)閉合交流加熱空氣斷路器QA72,此時(shí)機(jī)車首先使用蓄電池對(duì)機(jī)車110V電源裝置、LC濾波裝置、TCMS與APU加熱，當(dāng)機(jī)車可以正常升弓合主斷后，機(jī)車就轉(zhuǎn)由交流110V電源對(duì)整車進(jìn)行低溫加熱。1.動(dòng)車前的準(zhǔn)備工作②將司機(jī)鑰匙插人操縱臺(tái)電源扳鍵開關(guān)SA49（或SA50），旋轉(zhuǎn)至起動(dòng)位置，設(shè)定機(jī)車的操控端駕駛臺(tái)。此時(shí)，駕駛臺(tái)故障顯示屏上“微機(jī)正?！薄ⅰ爸鲾嗦菲鲾嚅_”、“零位”、“欠壓”、“主變流器”、“輔變流器”、“水泵”、“油泵”、“牽引風(fēng)機(jī)”、“冷卻風(fēng)機(jī)”等顯示燈亮。TCMS經(jīng)過初始化，進(jìn)人牽引/制動(dòng)畫面，顯示“原邊電壓”、“原邊電流”、“控制電壓”、“機(jī)車各軸牽引力”、“主斷分/合”等機(jī)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(jī)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(dòng)機(jī)畫面、開關(guān)狀態(tài)畫面、通風(fēng)機(jī)狀態(tài)畫面、輔助電源畫面、故障記錄畫面等，能夠調(diào)查機(jī)車的各個(gè)電力設(shè)備的詳細(xì)相關(guān)信息。機(jī)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(huì)被判定為無(wú)效，無(wú)法進(jìn)行操縱。同時(shí)，一臺(tái)機(jī)車只配備一把鑰匙，以防止I端和II端的鑰匙開關(guān)同時(shí)處在“ON”狀態(tài)。1.動(dòng)車前的準(zhǔn)備工作HXD3型電力機(jī)車操縱③升弓、合主斷以及各輔助電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)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(jī)起動(dòng)按鈕，輔助空氣壓縮機(jī)起動(dòng)，待輔助風(fēng)缸的氣壓上升到735kPa時(shí)，輔助空氣壓縮機(jī)自動(dòng)停止。注意：為防止損壞輔助壓縮機(jī)，輔助壓縮機(jī)打風(fēng)時(shí)間不得超過10分鐘，若超過需要人為斷開自動(dòng)開關(guān)QA5］和QA45,來(lái)切斷輔助壓縮機(jī)回路，需間隔30分鐘再投人使用。當(dāng)機(jī)車需要升后弓時(shí)，將受電弓手柄開關(guān)SB41（或SB42）置于“后位”后，位于前進(jìn)方向后面的受電弓升起。弓網(wǎng)接觸后，兩端操縱臺(tái)上的網(wǎng)壓表顯示網(wǎng)壓（1次）的同時(shí)，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(tái)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(shí)駕駛臺(tái)上故障顯示燈中的“主斷開”顯示燈滅。微機(jī)監(jiān)控器的“主斷合”燈亮。1.動(dòng)車前的準(zhǔn)備工作HXD3型電力機(jī)車操縱合后，輔助電源裝置APU2開始運(yùn)行，油泵、水泵、輔助電源裝置用通風(fēng)機(jī)等分別開始工作。

將主空氣壓縮機(jī)扳鍵開關(guān)SB45（或SB46）置于“壓縮機(jī)”位。當(dāng)總風(fēng)缸壓力低于750kPa時(shí)，兩個(gè)空氣壓縮機(jī)依次起動(dòng)，當(dāng)總風(fēng)缸壓力升至900±20kPa時(shí)，空氣壓縮機(jī)自動(dòng)停止工作。當(dāng)風(fēng)壓降至825kPa時(shí)，只有靠近操縱端的空氣壓縮機(jī)工作。將主空氣壓縮機(jī)扳鍵開關(guān)SB45（或SB46）置于“強(qiáng)泵”位，空氣壓縮機(jī)1、2起動(dòng)。此時(shí)，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(shí)，高壓安全閥運(yùn)作，不斷排風(fēng)，所以相當(dāng)于人為斷開“強(qiáng)泵”扳鍵開關(guān)。

將主控制器換向手柄由“0”位轉(zhuǎn)換為前進(jìn)或后退，此時(shí)輔助電源裝置APU1開始工作，牽引電動(dòng)機(jī)用通風(fēng)機(jī)、復(fù)合冷卻器用通風(fēng)機(jī)均采用軟起動(dòng)方式投入工作。1.動(dòng)車前的準(zhǔn)備工作HXD3型電力機(jī)車操縱機(jī)車起動(dòng)前需先確認(rèn)以下幾項(xiàng)。①停車制動(dòng)器應(yīng)為緩解態(tài)。停車制動(dòng)作用時(shí)，駕駛臺(tái)的故障顯示屏顯示“停車制動(dòng)”。停車制動(dòng)作用時(shí)，解除駕駛臺(tái)的中央操作面板上的停車制動(dòng)操作開關(guān)（此開關(guān)可自動(dòng)復(fù)位）。②總風(fēng)缸壓力應(yīng)在470kPa以上。③空氣制動(dòng)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(wú)故障。2.