[工学]毕业论文-黄翔

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1、毕业设计（论文）《电力机车过分相装置的装车改造设计、安装与实验》专业（系）电气工程系电气自动化工业控制班级工控091学生姓名黄翔指导老师周莹完成日期0湖南铁道职业技术学院毕业设计说明书摘要我国电气化铁路使用单相工频交流供电方式，为使电力系统三相负荷平衡和提高电网利用率，电气化铁道采用分段分相供电方式。目前我国大部分电力机车的过分相过程都通过手动操作实现，存在巨大的安全隐患，已经不能适应我国电气化铁路的发展需求，为此本文设计了铁路机车自动过分相装置。同时为达到铁路标准规定的可靠性要求，提高装置的稳定性，降低生产成本，本文对自动过分相装置进行了

2、可靠性容差设计。本文根据车上自动控制断电方案，对自动过分相装置的软、硬件进行了设计。其中硬件方面，为降低装置成本，摒弃了传统方案中的埋点取信号方式，提出从机车监控装置LKJ2000以及全球卫星定位系统中获取过分相信息的方法；为提高装置可靠性，采用可编程控制器和混合继电器模块，完成对机车的操控。软件方面，分为微控制器程序设计和可编程控制器程序设计两部分。微控制器软件采用模块化程序设计方法，使用C语言编写代码；可编程控制器软件采用梯形图编写。自动过分相装置的工作地点较为特殊，其工作环境恶劣，对装置的可靠性和稳定性要求很高，需要对装置进行可靠性容

3、差设计。为此，本文对传统容差设计方法进行了深入研究，将EDA技术、试验设计技术和回归分析技术引入到容差设计中，对传统容差设计方法进行了改进，提出了基于均匀试验的容差分配方法、基于应力-强度干涉模型的容差分析方法以及基于回归分析的容差分配方案选择方法，并通过实例分析验证了改进后的容差设计方法的有效性。利用改进后的容差设计方法，对铁路机车自动过分相装置进行可靠性容差设计。设计过程中给出了装置的关键元器件及其容差范围，并计算了装置各子模块的可靠度。最后通过耐环境试验以及电磁兼容性试验，对装置的稳定性和可靠性进行了验证。关键词自动过分相；可靠性；容

4、差设计0湖南铁道职业技术学院毕业设计说明书摘要0第1章自动过分相装置概述11.1前言11.2装置的研究及现状2第2章自动过分相装置的组成与设计62.1装置工作原理62.1.1信息采集部分工作原理62.1.2机车控制部分工作原理62.2装置改进方案82.2.1技术指标82.2.2总体方案设计8第3章自动过分相装置的安装与使用103.1装置使用说明103.2机车检测系统113.3自动过分相的检查程序123.4装置安装要求133.4.1定点设备133.4.2信号接收设备133.4.3车载控制设备13第4章自动过分相装置的各部件改进方案144.1微

5、控制器设计144.2通讯子模块设计154.3GPS辅助定位子模块174.4语音处理子模块设计174.5可编程控制器设计184.6混合继电器子模块设计194.7机车速度检测及控制子模块设计224.8网压检测及报警子模块设计23第5章自动过分相装置的装车255.1车载装置简介255.2车载控制装置的安装布线265.3车载装置与系统连接原理图（见附录二）26第6章自动过分相装置的常见故障与处理276.1日常维护276.2常见故障处理方法276.3使用注意事项276.4发展趋势总结、286.4.1电力机车制动机的发展趋势286.4.2电力机车动力控

6、制系统发展趋势296.4.3电力机车电器的发展趋势29致谢31参考文献32附录一：SS6B机车总原理图:33附录二：车载控制装置与系统连接原理图340湖南铁道职业技术学院毕业设计说明书第1章自动过分相装置概述1.1前言在铁道电气化牵引区段，牵引供电网采用单相工频交流电供电方式。为使电力系统三相负荷平衡和提高电网的利用率，要求电气化铁路接触网分相供电，为防止相间短路，各相间用空气或绝缘物分割，称为电分相。国内接触网上每隔20km一25km就有一长约30m的电分相区.传统的电力机车过分相技术是车上手动切换，即为了避免拖带电弧损坏供电设备，电力机

7、车通过分相区时，司机必须按照线路上设置的断合标志进行操作。接近分相区时，先将机车操纵手柄回零，也称降流过程，再断开主断路器，通过分相区后，再以相反的顺序操作。这样受电弓是在无电流情况下进出分相区的，从而保证了受电弓和接触网的寿命。但这种手动操作通过分相区的主要问题是:一方面影响了行车速度，另一方面增加了司机的劳动强度，操作稍有疏忽就会拉电弧烧分相绝缘器。在准高速、高速线路上，机车每小时要通过十几个分相点，频繁通过分相区时，手动操作不仅耗费司机精力，增加劳动强度，而且过多地分散了司机行车的注意力，行车安全完全依赖于机车司机的注意力和技术水平，

8、没有技术设备保障，对行车安全极为不利，稍有疏忽操作不当或了望不及时就会拉电弧烧分相绝缘器甚至造成断线，直接危及设备及行车安全。对高坡重载区段，手动过分相会引起列车大幅降速，延长咽