车辆电气装置

摘要铁道车辆是我国一种主要的交通运输工具，其电气装置是铁道车辆的重要组成部分。铁道车辆电气装置，主要由供电系统、输配电设备、电气负载、检测及控制装置组成。现代客车为了提高对旅客的服务水平，创造舒适的旅行环境，保证运输安全，在车辆上安装了电气照明、电热水器、空气调节、播音通信、闭路电视、轴温检测与报警及自动控制等装置。电能在车辆上的使用日益增加，电气装置也有了很大的变化，技术性和服务性有了明显的提高。关键词铁道车辆电气装置供电检测控制一、接触网供电通过对本章的学习，让我了解了我国接触网供电的旅客列车的电源，采用客运电力机车主变压器增设的两个辅助绕组供给,也明白了电气化铁路不仅为机车提供能源，同时通过接触网向客车输送所需的电能。电气化铁道的接触网供电能源效率可达97%。电气化区段运行的空调客运列车采用电网供电不仅取得良好的经济效益、社会效益，而且是铁道车辆技术水平发展的一个重要标志。我国机车向客车的供电方式为DC600V集中供电，供电系统主要包括整流电源装置、充电装置、蓄电池级、供电母线、电源分配及相关保护电路等几大部分。1、整流电源装置主要技术参数：额定输入电压电力机车：单相AC860V、50Hz内燃机车：三相AC445V、50Hz额定输出电压DC600V输出功率每套整流电源200—400Kw2、逆变电源装置：逆变电源装置采用电压型逆变电路。3、充电电源装置：充电电源装置采用高频逆变加整流电路。4、蓄电池组：蓄电池组按DC110V电压等级配置，一般空调客运列车每辆客车配一组蓄电池，容量100Ah，动车组则根据具体需要确定。5、供电母线：DC600V供电母线贯穿全列车，包括机车在内，其额定载流能力为670A。一般全列车设有2路DC600V供电母线。6、电源分配装置：电源分配装置主要包括接触器、自动开关、逻辑控制电路及检测电路等，一般每辆车配一套电源分配装置。二、车辆蓄电池通过对本章的了解让我明白了在铁路车辆上我们的蓄电池是有很大的用处的，不过它主要用于对供电电源的起动电源，也有作为后备电源之用，当我们的主电路由于故障不能工作的时候此时蓄电池可以为我们提供暂时的照明，以及一些车辆设备的正常工作，让我们的旅客列车能够安全而稳定的运行。车辆蓄电池按用途分为供电蓄电池、起动蓄电池两类，按产生电能的化学反应分为TG型酸性铅蓄电池或GN型碱性镉镍电池。1、铅蓄电池在我国铁路客车上使用的酸性铅蓄电池为TG型。蓄电池的作用是将电能转变为化学能。或将化学能转变为电能，这种作用称为电化学现象，其基本原理是化学的氧化-还原反应。放电过程铅蓄电池总化学反应式：Pb02+2H2SO4+Pb-----PbSO4+2H2O+PbSO42、充电过程PbSO4+2H2O+PbSO4-------Pb02+2H2SO4+Pb3、镉镍蓄电池镉镍蓄电池的工作是在放电时，负极活性物质Cd放出两个电子，经外电路送到正极，本身成正二价的Cd2+，此离子与电解液是的氢氧要离子结合放电反应式为：Cd+2H2O+2NiOOH-------2Ni(OH)2+2Cd(OH)2充电反应式为：2Ni(OH)2+2Cd(OH)2------Cd+2H2O+2NiOOH三、轴温报警器在铁路客车运行中，轴温报警器可及时发现轴温故障，避免由于长时间热轴导致客车邮轨，颠覆而危及行车安全。旅客列车采用轴温监测与报警装置，可以有效地防止客车燃轴事故，保证运输安全。轴温报警装置由分立元件逐步发展到采用高性能计算机技术，由单台检测发展到联网检测。客车轴温的检测方法：1、在停车时，由车辆乘务员用手逐个摸轴温。2、在列车运行的站线上，定点设置探测轴温的红外线接收装置。3、在轴箱上埋装双金属片接点，轴箱温升达到一定值时，双金属片接通接点，接通车上电铃报警电路。4、在列车的每辆客车上安装轴温监测与报警装置。轴温报警器主要技术要求：（1）输入电压：直流40---65V（2）温度显示范围：-50--+150度（3）系统测量精度：+20--+90度（4）轴温检测点：8个轴位（自动和手动），外温检测点：1个（手动）（5）巡检速率：8点巡回时间（6）手动-自动恢复时间：3min，误差为5s（7）报警方式：声光同时报警并显示轴温，报警音响：80dB（8）报警温度方式：定点报警90度（9）仪器使用的环境温度和相对温度：0—45度（10）仪器工作方式：连续（11）耐受振动：3g集中式轴温报警器：集中轴温报警器的核心是一片8位微外理器，内含4K的程序存储器和4个8位的输入、输出端口，外围电路由传感器接口模块、通讯模块、开关电源模块、霍尔感应键盘和显示器等向部分组成。分机的工作流程为：单片机按照预先设计好的程序，选通某路传感器，传感器接口模块将传感器的温度转换成数字信号送给单片机，单片机对这些数据进行处理和判断，然后决定是否报警，是否重读一次温度，或者是选通下一个轴位重复上述流程。通讯模块用于集中报警与分机间相互查询温度时的通讯。除电源模块外，各部分都由单片机控制。四、客车电开水炉开水炉是铁路客车必不可少的生活设备，关系到旅客，特别是长途旅客的饮水问题，根据加热原理的不同，铁路客车用电开水炉主要有电阻加热式和电磁涡流热效应式两类，我国铁路客车批量使用电阻加热式开水炉。铁路客车电开水炉使用条件：1、我国铁路客车上使用的电开水炉，具有特殊的使用环境和使用条件。2、客车运行中的振动、冲击将会使进水控制失灵、自动控制系统失控。3、由于水质差，使电开水炉和电加热元件更晚结垢，电加热元件结垢的如不及时清除，将会影响加热效率的电加热元件的使用寿命。4、若电开水炉所选用的自动控制电器元件质量不过关，将会造成控制系统失灵。为了改善铁路客车电开水炉的日常维护和保养质量，必须正确掌握电开水炉的技术性能的使用方法。电开水炉设定逻辑状态：Y=“1”表示电磁阀开通，Y=“0”表示电磁阀关闭，V1=“1”表示冷水上电极悬空（未浸水），V1=“0”表示冷水上电极浸水。V2=“1”、“0”的定义与V1相同。客车电磁开水炉性能特点：电阻加热式电开水炉缺陷：（1）由于我国水资源缺乏，被污染的地下水成为铁路供水的重要水源，北方及西北部地区水质较硬，南方水含藻类杂物较多，将使电开水炉加热元件积垢、积污较多。（2）电热管加热元件高温强度差，冷却后脆化严重。（3）列车运行中、水垢清洗时，由于振动冲击，晚使电热管脆断损坏。（4）管状加热元件，管芯热量集中，加热表面小，热度大，沸腾换热速率低，特别是加热中产生的水垢会迅速包络在热管四周，当积垢达到了3mm以上时，热能损失可超过25%，此时热量传递大大减弱，不仅水不易烧开，严重时还因聚积在水垢内的热量，使热管表面金属熔化、爆裂，致使水电相通，潜存漏电危险，加热失效。（5）加热过程中逐渐积增的水垢、水污会使管路堵塞，水位电极探针结块将使控制失灵，既补不进水、也放不出水，不能实施自控工作。（6）通常的化学清洗坚硬水垢方法会污染炉具和水质，对人体健康造成潜在的危害。电磁开水炉工作原理：电磁开水炉利用涡流的热效应原理研制而成，即：当交变电流通过线圈产生的交变磁场，交变的磁通通过金属导体时，产生涡流而发热，从而达到对水进行加热的目的。电磁涡流热效应若块状金属放入变化的磁场中，或在非均匀的磁场中运动，则在这金属内会产生感电动势，由于金属的电阻很小，因而即使感应电动势不很大，也能引起强大的电流。这种电流在金属内沿着一个闭合回路流动，像河水中的旋涡，因此被称为涡旋效应。五、塞拉门塞拉门的发展与高速列车发民息息相关，塞拉门的了同班同学，解决了高压力条件下门的密封和锁闭安全问题，满足了高速、准高速列车的要求。塞拉门的发展在列车的发展过程中是极为重要的，高速列车的运行速度普遍在200km/h以上，当车辆以如此的高速在轨道上行驶时，空气动力学效应将会对车辆产生显著的影响，尤其是车辆进出隧道、隧道是会车时，产生的空气压力波，将影响车门结构、旅客的舒适性及列车的安全性。塞拉门特点：1、提高了车辆内部空间的利用率。2、密封性能好。3、具有良好的隔热、隔音性能。4、提高了车辆的运行安全性。5、塞拉门锁闭时，门扇与车辆外表面形成了一个平面，这不仅使车辆美观，而且列车高速行驶时，车门不会发出噪音，同时也便于自动清洗装置对车辆的清洗。