内燃机车理论培训电器电路部分

第一章7C型内燃机车概述结构性东风能概述机车上部布置依次为制动间、司机室、电器室、动力室、冷却室和辅助室等五个部分。电器室内设有高、低压电器柜。高压柜布置主电路的控制电器，如换向开关、主接触器、磁场削弱接触器和电阻，主电路的过流继电器和接地继电器、用于微机恒功箱功率调节和空转保护用的分流元件等。低压柜内布置各种低压电器，如微机恒功箱、电压调整器、时间继电器、电压电流变送器、各种用途的电磁接触和中间继电器、各种开关、保险、电阻等。柴油机的启动是由一台ZQF-80型起动发电机拖动，该发电机在柴油机起动时由蓄电池供电。待起动后断开电源由柴油机带动，电动机状态转成发电工况，并由电压调整器控制其输出励磁，保持发电电压恒定在110V，用来向低压用电设备及控制电路供电。柴油机转速控制是通过一套无极调速的电子装置，根据司机控制器发出的指令，控制调速器步进电机，实现对柴油机的无极调速。主发电机是一台TQFR-3000型三相交流同步牵引发电机，它产生的三相交流电经硅整流柜三相桥式全波整流后，输送给六台并联的ZQDR-410A型牵引电动机，再由它通过牵引齿轮驱动车轮旋转。从整流柜道牵引电动机之间设有六个主接触器，分别控制六台牵引电动机的通断。另外，还设有两个转换开关（G型车是一个复合转换开关）用它转换牵引电动机励磁绕组电流的方向，改变牵引电机的转向，从而控制机车的前进或后退。主发电机的励磁由一台GQL-45型感应子励磁机控制。它发生的交流电经励磁整流装置三相桥式全波整流后，供给主发电机转子的励磁绕阻。而微机恒功箱功率调节器采用闭环调节特性控制牵引发电机功率来控制柴油机功率，也就是说，通过不间断的调节励磁电流，使主发电机在某一转速时发出的牵引功率的实测值与给定值之间的差值来不断自动调节它的功率输出保持恒定，即实现恒功。当微机恒功调节器系统发生故障时，还可用故障励磁调节器，继续给励磁机励磁，维持机车运行。在主发电机最高恒功率电压限制下，为扩大恒功率速度范围，对机车的牵引电机进行以及磁场削弱。由一套过渡控制电子装置，根据机车轮对的速度信号自动进行磁场削弱的转换。近几年发展，有电子恒功率调节器发展到综合电子恒功率调节器，现在已达到微机恒功率调节器。机车具有多种安全保护措施，保证机车、柴油机和电气设备可靠的运行。在微机恒功率调节器内部装有防空转保护装置，当即车轮对发生空转时，可以自动降低主发电机的输出功率。对机车空转进行保护。柴油机设有超速行车保护、水温超温卸载、低油压卸载和曲轴箱超压停机等保护。主电路中设有过流卸载、接地卸载和蓄电池充电过流保护等。电气系统主要技术参数1、主发电机：型号：TQFR-3000额定容量KVA2985额定电压V438/613额定电流A3936/2805额定转速r/min1100励磁方式他励冷却方式自通风东风7C型内燃机车的主要技术参数：2、硅整流机组：型号：GTF4800/770额定交流输入电压V418/613额定交流输入电流A3936/2805额定直流输出电流A4800额定直流输出电压V7703、牵引电机：型号：ZQDR-410A额定功率KW410额定电压V550/770额定电流A800/570额定转速r/min640最大转速r/min2365励磁方式串励冷却方式强迫外通风4、起动发电机：型号：ZQF-80额定功率KW80额定电压V110额定电流A728额定转速r/min1115/2730励磁方式：发电机工况时为他励，电动机工况时为串励冷却方式自通风5、励磁机：型号：GQL-45额定容量KVA45/36额定电压V105/94额定电流A248/221额定转速r/min2625/1175励磁方式他励第二章直流牵引电机东风7C型机车共装配约17台电机，分别用于能量转换与动力传递及完成机车运转所必不可少的辅助工作，其中直流电机占多数。第一节直流电机的主要结构一、定子定子是电机的静止部分，它的作用是产生磁场和支撑转子，由机座、主磁极、和换向极等组成。二、转子转子是电机的转动部分，它的作用是感应电势和通过电流，转子主要由电枢和换向器等组成。三、电刷装置电刷装置是电机内、外电路联系的桥梁，它由刷杆、刷架、刷握等组成。电刷主要是由石墨做成的导电块，放在盒内，用弹簧以一定的压力将其压在换向器表面。东风7C型机车：牵引电机、起动发电机使用的电刷是分裂式电刷，主要目的是增大换向回路电阻达到改善换向，减小换向火花的目的。四、火花等级换向火花的大小直接反映直流电机换向好坏。火花等级：1级、1—、1—、2级、3级共五级，其中前三级火花均为持续运行中对换向器电刷无害的火花，在2级火花作用下，换向器会出现灰渣和墨色痕迹，2级火花只允许在短时间内出现，不允许有3级火花。第二节ZQDR-410型牵引电动机东风7C型内燃机车上共装有6台ZQDR-410型直流串励电动机，其型号的意义是：Z表示直流制；Q表示牵引；D表示电动机；R表示热力机车；410表示该电动机额定功率为410KW。一、换向器的维护保养1、换向器表面与电刷接触面上应呈均匀有光泽的薄膜，薄膜的颜色可以是浅色或略带深色，甚至是深褐色的。换向器工作表面不应有不均匀的磨损，局部发黑和严重的无光泽发黑现象。2、经常用干燥压缩空气清楚换向器表面的炭粒。二、刷架的维护保养1、应经常清楚刷杆上的炭粉、油污，保持刷杆表面清洁，有裂纹时应及时更换。2、刷握压指灵活，弹簧压力在（45±5）N3、电刷在刷盒内应上下活动自如，发现电刷与换向器接触面处产生偏磨，城凹形状，说明电刷与刷盒配合太松。4、电刷与换向器表面的接触面积不应小于电刷全面积的80%。5、电刷磨耗过限或产生崩裂，刷瓣松动、变色应更换电刷。一台电机，一组有2个电刷，4组共8个电刷，更换时要同时全部更换。第三节ZQF-80型启动发电机ZQF-80启动发电机，它通过启动变速箱与柴油机相连1、在机车上有两个用途：（1）在启动柴油机时作为串励电动机用，由蓄电池供电仪启动柴油机；（2）柴油机运转后，转换成它励发电机，发出110V直流电，以取代蓄电池作为机车低压电源为蓄电池充电，图中代号QF；2、维护、保养正常的换向器应清洁、光滑，满载下火花不应超过3/2级，当电刷磨损至20-25mm后应更换，更换时应用00号砂纸紧贴换向器，表面将电刷接触面磨成与换向器表面相同弧面刷握，底面与换向器表面之间距离为2-5mm。电刷以内端面与换向器升高片端面的距离为7-10mm，电刷高度报废尺寸为25mm。第四节TQFR-3000型同步牵引发电机GQL-45感应子励磁机是一台三相异级式交流发电机，由柴油机-发电机组通过前变速箱直接驱动。该发电机发出的三相交流电，经整流后给牵引发电机励磁绕组供电，因此被称为励磁机，电能的传输不需要电刷滑环等滑动接触部件，故称为定子式，无触点电机。维护保养：当环境温度为40℃，其温升不应超过55℃。第三章触点电器所谓电器，就是根据外界特定信号，自动或手动的接通或断开电路，对机车柴油机，电力传动装置和其他辅助装置进行控制、调整、保护及检测的电器设备。1、按传动方式不同分为手动式电器，电磁驱动式电器、电空驱动式电器、油、气压力驱动式电器。2、按电器的执行功能分为有触点电器与无触点电器。3、按电器的用途分为控制电器、检测电器、保护电器。第一节有触点电器的基本知识有触点电器由触头、灭弧装置、驱动装置和构架及导线等四部分组成。1、触头定义：在电器上直接接通和断开电路的零件称为触头，触头是成对的，固定不动的叫静触头，可以活动的叫动触头，依靠动触头的动作来实现电路的接通和断开。2、触头可分为主触头和辅助触头。主触头用来接通或断开主要工作电路，辅助触头通常用在小电流的控制电路中。3、联锁触头用来使各控制电器按规定的先后顺序闭合和断开，以实现机车运行要求的某种电器联锁作用。辅助触头又称为联锁触头。正联锁：电器在无电状态下，断开的辅助触头称为常开触头（又叫正联锁）反联锁：闭合的辅助触头叫长闭触头（又叫反联锁）4、按触头的接触形式分类触头可分为点接触、线接触和面接触三种5、灭弧装置电弧属于气体放电的一种形式实验证明：当大气中开断电源超过10V，电流超过0.5A时，在触头间会产生一团湿度极高，高度极强并能导电的气体称为电弧。熄灭电弧的方法很多，如拉长电弧，降低温度，将长弧变短弧等。东风7C型内燃机车所用的接触器上主要采用了磁吸无弧的方法。6、电控驱动装置电控驱动装置，由电控阀和风动装置两部分组成。电控阀：在电空驱动装置中用来控制风动装置的风路，当电控阀线圈通电并达到一定数值后，衔铁被吸下，打开风路，当线圈失电时，衔铁释放，断开风路。第二节电磁接触器一、特点及功用接触器是一种用来闭合或断开主电路或大容量电路的自动切换电器，其特点是能通、断较大电流，可频繁操作，并且能远程控制。在内燃机车，主电路、励磁电路、柴油机起动电路、磁场削弱电路都采用了接触器。QC、LC、分别控制柴油机的启动电路及牵引发电机的励磁电路，YC控制空压机电动机电路。QBC、RBC、FLC、GFC、LLC、GLC分别控制启动滑油泵、燃油泵、启动发电机励磁电路、固定发电机、励磁机励磁电路、故障励磁时励磁机的励磁电路。第三节电控接触器一、特点及功用在内燃机车上已有压缩空气风源，同时电控接触器具有较大的接触压力和开距，这时减少小接触电阻，防止触头温升过高十分有力。所以在高电压大电流的主电路内，广泛使用了电空接触器。1C—6C分别用于牵引电动机的供电电路。第四节磁场削弱接触器一、功用东风7C型内燃机车上装有一台磁场削弱接触器（1XC）用于接通或断开与牵引电动机励磁绕组并联后的一级磁场削弱电阻电路。磁场削弱接触器属于组合式电器。磁场削弱接触器主要由电空驱动装置、主触头系统、辅助触头系统等组成。一台磁场削弱接触器控制6台牵引电动机的一级磁场削弱。第五节转换开关一、功用司机控制器（SK）是司机用来操纵机车的一种组合式手动电器内燃机车采用的是无级调速司机控制器。二、结构和作用无极调速司机控制器，它主要由控制装置、换向装置、定位装置和机械联锁装置等组成。1、控制装置作用：通过改变控制手柄的位置来改变柴油机的转速和功率。在牵引工况下，可以改变机车的牵引力和速度。2、换向装置：通过改变换向器手柄的位置来控制转换开关的电空阀线圈电路，以得到机车前进、后退和中立3个工况位。作用：为了使凸轮轴能准确的停在每个工作位置上，在主凸轮轴和换向凸轮轴上均装有定位装置。3、机械联锁装置作用：为了确保机车运行中操纵安全，在控制手柄与换向手柄之间架装了机械联锁装置。换向手柄只能在控制手柄处于零位时才能变换位置，保证机车在主电路无电状态下变换运行工况，避免带电变换工况；控制手柄只能在换向手柄处于前牵和后牵位时才能变换位置，保证确定了运行工况后才能加载行车；换向手柄只能在“0”位置时才能取下，这保证了取下换向手柄后，控制手柄只能保持在“0”位而不能在其他位置扳动，起到钥匙作用。第七节中间继电器继电器是根据某一输入量来换接执行机构的电器。在内燃机车控制电路中具有控制、保护或转换信号的作用。特点：触头容量小，没有灭弧装置，能反映多种信号，用途广泛。功用：中间继电器（2J）是一种控制电器，它主要起着增加触头数目或提高被控电路功能的作用。第八节接地、过流继电器1、功用接地继电器（DJ）、过流继电器（LJ）都是保护电器，接地继电器用于主电路接地保护；过流继电器用于牵引工况时主电路过流保护。2、保护原理（1）主电路接地保护原理所谓“地”，在机车上即车体，车架以及与之相连导电物体。所谓主电路“接地”，即主电路的绝缘损坏处与“地”相连。从理论上讲，主电路只有一点接地并不会造成危害，但存在事故隐患，若出现两点接地，则容易造成主电路短路，牵引发电机因电流过大而烧损。DJ的电流达到0.5A时DJ动作。（2）过流继电器过流保护装置主要由电流互感器1LH、2LH、过流整流装置3ZL和过流继电器