ss4g型电力机车劈相机电路分析及应急故障处理

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1、SS4G型电力机车劈相机电路分析及应急故障处理　　摘要：铁路运输是我公司的支柱产业，随着铁路重载技术的不断发展。如何实现多拉快跑，创造出更高的经济效益是机务工作的重中之重。但行车安全是铁路运输的永恒主题，货物越拉越重对机车的安全性提出了更高更严的要求。我公司运用的机车基本都是SS4G型电力机车，劈相机是电力机车的心脏部分，它的好坏直接影响到机车的行车安全。而劈相机中的控制电路更是决定了劈相机能否正常工作的核心部分。文章就劈相机工作原理作了分析，在电力机车上的应用、使用中常见故障及处理方法、日常保养作了简要介绍。　　关键词：劈相机；劈相机的启动；故障处理　　1劈相机介绍　　单相异步劈相机

2、是利用单相交流电源供电的一种小容量交流电机。因为其经济、结构简单、运行可靠、维修方便等优点和可直接接到220v交流电源上使用的特点，因此被广泛运用到家庭电器及轻工业装置中。　　2劈相机工作原理　　异步劈相机和普通的异步电机的结构基本一样，有定子绕组和鼠笼式转子。定子绕组有三绕组Y型和两绕组T型两种结构。T型绕组的主绕组接牵引变压器二次侧辅助绕组的两端，辅绕组则接在主绕组的中点。电机启动之后，辅绕组的电压超前输入的单相电压90°，因而在输出的三端得到三相电压。Y型绕组在国产得韶山系列上运用普遍，下面对Y型定子的异步劈相机进行分析。　　如图1所示，Y型的定子绕组的oc、ob端接在牵引变压器

3、二次侧的辅助绕组两端，输出的三个端子接三相负载。在cb端通入单相交流电之后，绕组oc、ob中会产生空间位置不变、大小按正弦规律变化的脉动磁场。若只有绕组oc、ob，在转子启动之后，劈相机则作为一台单相异步电机运行。　　所以转子是以接近于2的速度切割负序磁场，因此转子导体中感应出接近2倍频率的电流和电势，因而产生的磁场抵消了负序磁场。在劈相机起动以后，可认为气隙中只有正序旋转磁场存在且切割Y型定子绕组oa、ob、oc而感应出一组三相电Eoa、Eob、Eoc，从a、b、c三个端子来看，劈相机又是一台三相发电机，给三相负载供电。　　由上述可见，劈相机的本质是单相异步电机和三相发电机的组合。在

4、劈相机运行中，cob绕组和转子起着单相异步电动机的效果，而从a、b、c端子看oa、ob、oc和转子起着三相发电机的效果。因此，b、c相绕组称为电动相绕组，a相绕组称为发电相绕组。　　虽然此劈相机的三相绕组对称，但只有在空载时输出的三相电压才对称，加上电负载后则不对称。虽然负载对称，但劈相机的b、c相绕组中不仅有发电机电流还有电动机电流，会造成不对称电流而导致不对称的压降。当负载为感性时，发电机电流导致的电压降使绕组的端电压小于感应电势，而电动机电流使端电压大于感应电势。从而导致了三相端电压不对称。还有，若负序磁场没有完全抵消，剩余的负序磁场也会在绕组中感应出负序电势，从而使电压的不对称

5、度增加。　　由以上分析可知：劈相机实际上就是本身只输出一相电流的异步电机，劈相机工况是三相异步电机在不对称条件下工作的特例。　　异步电机成为劈相机的基本条件：（1）电机机械负载不变；（2）　　三相电网缺相，使其电流反相输出。　　3劈相机的起动与运行　　为了保证辅助电路的正常运行，必须改善劈相机电压不对称的情况。一种方法是采用不对称的绕组，但这种情况只适合恒定的负载，一旦负载改变将不再适用。显然电力机车由于负载的变化，不能采取这种方法。另一种方法是在劈相机的发电相和电源相之间并接一个电容，这样的好处是劈相机发电相绕组的电流减小了，减少了压降，从而使得端电压增大。因此这种方法很适合电力机车

6、，通常电容是在负载上，因负载不同而其大小也不一样。劈相机的起动和单相异步电机一样，接通单相电源时，电动相绕组产生大小相等、转向相反的旋转磁场合成的脉动磁场，所以在转子上产生两个大小相等、转向相反的力矩，因而不能使转子转动。因此，可以采用辅助电动机带动劈相机或者分相起动的方法来打破劈相机的这种平衡。分相起动分为分相电容起动和分相电阻起动，在电力机车上常用分相电阻起动的方法使劈相机起动。下面分析电阻起动的方法。　　如图2所示，J是接触器，RQ是起动电阻。劈相机起动的原理如下：　　从c相看进去，将劈相机的Y型定子分成两相绕组，分别为cob和coa，均可视为纯电感。但在coa相串联电阻RQ以后

7、，当两相绕组接入单相电源时，coa相电流相对于电源电压的滞后角？酌<90°，且RQ值越大？酌越小，而cob相是纯电感，所以电流Qb滞后电源电压90°。因此，由于两相绕组的电流相位差和绕组在空间位置上的角度差，两相绕组在电机气隙内会产生一个椭圆形的旋转磁场，产生起动转矩让转子转动起来。　　当劈相机转子转动以后，在定子三相绕组中会产生三相感应电势为负载供电。劈相机起动完成以后，接触器J会自动断开，以切除起动电阻。　　劈相机作为交-直机车辅助电路提供