HXD3型机车

HXD3型机车（精选10篇）

HXD3型机车 篇1

0引言

列车网络通信系统已向远程化和视频化方向发展,使列车有新系统的加入,这些新系统的加入给列车通信网络宽带带来负担。 为解决大量数据和新系统的融入问题, 实时以太网成为HXD3列车通信网络的最佳选择方案。

1 HXD3型电力机车实时以太网应用

实时以太网是应对工业控制中通信实时性、确定性问题的解决方案。 当前实时以太网技术种类包括Ether Net、Profinet、Interbus、TCnet等。 目前这些实时以太网在实施机制、实时性能、通信一致性等方面都还存在很大差异。

传统以太网应用在列车上是一种非集中控制式, 采取的通信方式是广播式网络。 网络传输介质的访问控制采用分布式控制中的1-坚持的CSMA/CD (载波监听与多路访问/冲突检测)工作机制。 总线上的每个节点如果监听到信道空闲就可以传送数据帧,并继续监听下去,一旦监听到发生冲突,就立即放弃该数据帧的发送,并等待一段随机的时间,然后再次尝试发送数据帧。 此方式数据传输过程中存在时延,特别是在货运机车重载情况下, 将使网络崩溃, 甚至瘫痪。 HXD3型电力机车属于重载货物列车, 传统以太网无法满足列车通信实时性、可靠性的要求,因此HXD3型电力机车选用实时以太网中Ether Net。

HXD3型电力机车采用的Ether Net是基于UDP/ IP协议开发的半双工通信网络, 能够保证数据传输的实时性、可靠性。 其网络协议栈的构成为:物理层及链路层采用基于IEEE 802.3标准的实时以太网协议, 网络层采用IP协议, 传输层采用实时性能高的UDP协议。 总线上各个节点信息由令牌控制,按照先后顺序以广播的形式定周期发送, 避免产生冲突。 Ether Net的传输速率为10Mbps, 接口为标准的串行链路,传输介质采用屏蔽双绞线。 该实时以太网具有传输速率高、实时性强、结构简单、造价低廉、易于维护等特点。

2 HXD3型电力机车网络拓扑结构

计算机网络拓扑结构分为星型、总线型、环型、树型、网状、混合型(“星-总”式和“星-环”式)。 选择不同的网络拓扑结构需考虑的因素主要有:

(1)网络链接既要易于网络硬件设备的安装,又能提高网络的扩展性。

(2)网络拓扑结构要易于故障诊断和隔离, 使得网络的主体能够在局部发生故障时仍能正常运行。

(3)不同的网络拓扑结构会影响传输媒体的选择和媒体访问控制方法的确定,进而影响各个站点的运行速度和网络软、硬件接口的复杂性。

HXD3型电力机车的控制系统以机车微机控制监视系统(TCMS)为核心,TCMS包括1个主控制装置和2个显示单元。

HXD3型电力机车采用混合型拓扑结构中的星- 总式,如图1所示,车辆级控制系统为 “星型”结构,机车与机车之间为“总线式”结构。 每台车作为1个基本运转单元,车内以TCMS为中心,分别与主变流器、辅变流器和显示单元通过RS-485总线进行通信。TCMS在此网络中实现列车级信息与车辆级信息的转换。

TCMS为车辆级控制核心, 又担任列车级的控制节点,在整列机车控制中占有主导地位。TCMS主要完成列车级总线管理、车辆级设备接口管理、列车级控制、车辆级控制、故障记忆、故障保护以及通信协议转换等功能。

3冗余设计

HXD3型电力机车在过程控制网络系统中采用的是分布式计算机网络控制系统。 列车控制系统按照功能和执行任务等分为多个模块, 各个模块根据具体情况可以包含多个子模块。 根据用户功能要求,控制系统能灵活运行各个模块,模块与模块之间采用冗余设计, 进一步保证控制系统可靠性, 提高机车性价比。 HXD3型电力机车冗余设计的基本理论基础源于列车通信系统的可靠性模型。

冗余有链路冗余、设备冗余、软件冗余等。 最好的冗余方式是多台主机互为热备,运用软件实现复杂的冗余控制策略。 HXD3型电力机车采用热备份方式实现冗余对象的自动切换, 主控装置采用冗余设计,包括主控制环节(master)和热备控制环节(slave)。

摘要：介绍实时以太网在HXD3型电力机车中的应用,以及HXD3型电力机车网络拓扑结构和冗余设计。这些手段提高了控制系统的可靠性。

关键词：HXD3型机车,网络拓扑,通信系统

参考文献

[1]聂晓波,王立德,申萍.轨道车辆MVB网络实时性能分析与优化研究[J].铁道学报,2011,33(9):41-44

[2]周洁琼,王立德,王涛,等.基于虚拟链路交换式以太网的列车通信网络可靠性分析[J].铁道学报,2014(2)

[3]曾秋芬.TCN线路冗余控制单元的研究[D].长沙:中南大学,2005

[4]莫传孟.CAN总线冗余通信在机车控制系统中的应用研究[D].成都:西南交通大学,2003

[5]杨子亮.列车控制网络的实时性与可靠性研究[D].成都:西南交通大学,2008

HXD3型机车 篇2

学 生 姓 名：

学

号：

专 业 班 级：

指 导 教 师：

西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）

摘 要

HXD3型电力机车是由中国北车集团大连机车车辆有限公司与日本东芝公司于2001年起合作研制的大功率交流传动货运电力机车。HXD3型电力机车是目前世界上批量投入商业运行的6轴电力机车中功率最大的交流传动电力机车,该型机车应用了先进的网络控制、交流电机矢量控制和轴控驱动方式等一系列新技术,使我国铁路机车技术装备全面

进入世界先进行列。郑州机务段在2009年9月配属了32台HXD3型电力机车,每台机车都经过全面检查整修后才投入运用,该型机车充分满足了重载、快速货物运输的需要,然而,在实际运用过程中,还是发现HXD3型电力机车存在着一些问题,影响了该型机车的正常运用。

关键词：HXD3；常见故障；分析与处理

-I

西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）

2.14.各种电气故障不能复位、不能解决的处理..........................................................11 2.15.制动机系统故障产生的惩罚制动..........................................................................12

3、HXD3应急处理................................................................................................................13 3.1.升不起弓....................................................................................................................13 3.2.主断合不上................................................................................................................13 3.3.提牵引主手柄，无牵引力........................................................................................13 3.4.油泵故障处理............................................................................................................14 3.5.油流继电器故障处理................................................................................................14 3.6.油温高继电器动作处理............................................................................................14 3.7.牵引风机故障处理....................................................................................................14 3.8.牵引风机风速继电器故障处理................................................................................14 3.9.冷却塔风机故障处理................................................................................................15 3.10.主变流器CI整流、逆变组件故障处理................................................................15 3.11.主变流器接地故障处理..........................................................................................15 3.12.牵引电动机过流故障处理......................................................................................15 3.13.牵引电动机接地故障处理......................................................................................16 3.14.电机转速传感器故障处理......................................................................................16 3.15.充电电源投入情况检查(非常重要).......................................................................16 3.16.大、小闸操作异常处理..........................................................................................16 3.17.各种电气故障不能复位、不能解决的处理..........................................................17 结

论......................................................................................................................................18 致谢..........................................................................................................................................19 参考文献..................................................................................................................................20

-III

HXD3型电力机车常见故障分析与处理

1.HXD3型电力机车主要特点

1.1 轴式为C0-C0，电传动系统为交直交传动，采用IGBT水冷变流机组，1250kW大转矩异步牵引电动机，具有起动（持续）牵引力大、恒功率速度范围宽、粘着性能好、功率因数高等特点。

1.2 辅助电气系统采用2组辅助变流器，能分别提供VVVF和CVCF三相辅助电源，对辅助机组进行分类供电。该系统冗余性强，一组辅助变流器故障后可以由另一组辅助变流器对全部辅助机组供电。

1.3 采用微机网络控制系统，实现了逻辑控制、自诊断功能，而且实现了机车的网络重联功能。

1.4 总体设计采用高度集成化、模块化的设计思路，电气屏柜和各种辅助机组分功能斜对称布置在中间走廊的两侧；采用了规范化司机室，有利于机车的安全运行。

1.5 车体的主要作用是承受上部载荷和传递机车牵引力；同时车体又是机车各动力机组和设备的安装基础；并要为乘务人员提供工作场所，因此，要求为乘务员提供良好的工作环境的同时，更为重要的是要求车体钢结构具有足够的强度和刚度。采用带有中梁的、整体承载的框架式车体结构，有利于提高车体的强度和刚度。

1.6 转向架采用滚动抱轴承半悬挂结构，二系采用高圆螺旋弹簧；采用整体轴箱、推挽式低位牵引杆等技术。

1.7 采用下悬式安装方式的一体化多绕组（全去耦）变压器，具有高阻抗、重量轻等特点，并采用强迫导向油循环风冷技术。

1.8 采用独立通风冷却技术。牵引电机采用由顶盖百叶窗进风的独立通风冷却方式；主变流器水冷和主变压器油冷采用水、油复合式铝板冷却器，由车顶直接进风冷却；辅助变流器也采用车外进风冷却的方式；另外还考虑了司机室的换气和机械间的微正压。

1.9 采用了集成化气路的空气制动系统，具有空电制动功能。机械制动采用轮盘制动。

1.10 采用了新型的模式空气干燥器，有利于压缩空气的干燥，减少制动系统阀件的故障率。

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1.1.机车主要技术性能指标

1.1.1工作电源

电流制 单相交流50Hz 额定电压 25kV 在22.5kV～31kV之间时，机车能发挥额定功率，在22.5kV～17.5kV和17.5kV～17.2kV范围内机车功率按不同斜率线性下降，在17.2kV时功率为零；在31kV～31.3kV范围内机车功率线性下降至零。1.1.2 牵引性能参数

电传动方式 交－直－交传动 持续功率 7200kW 机车速度：持续制速度

70km/h（23t轴重）

65km/h（25t轴重）

最高速度

120km/h 起动牵引力 520kN（23t轴重）

570 kN（25t轴重）

持续牵引力（半磨耗轮）370kN（23t轴重）

400 kN（25t轴重）

恒功率速度范围 65km/h～120km/h（25t轴重）

70km/h～120km/h（23t轴重）

1.1.3 动力制动性能参数

电制动方式 再生制动

电制动功率 7200kW（70km/h～120km/h）（23t轴重）

7200kW（65km/h～120km/h）（25t轴重）

最大电制动力 370kN（15km/h～70km/h）（23t轴重）

400kN（15km/h～65km/h）（25t轴重）

1.1.4 主要结构尺寸

轨距 1435mm 轴式 C0-C0 机车总重 138t % t（23t轴重）150t % t（25t轴重）轴重 23+2 t 机车前、后车钩中心距 20846mm 车体底架长度19630mm 车体宽度 3100mm 车体高度4100mm（新轮）1.1.5 主要结构尺寸

HXD3型电力机车常见故障分析与处理

1.4.3 变流装置

每台机车装有两台变流装置，每台变流装置内含有三组牵引变流器和一组辅助变流器，使其结构紧凑，便于设备安装。

牵引变流器采用强制循环水冷方式。这种方式具有冷却效果好、无污染、重量轻、结构上维修方便等特点。

冷却液采用亚乙基二醇纯水溶液，确保在－40℃时不冻结。

另外，牵引变流器的冷却液和主变压器（Mtr）的冷却油经过复合冷却器循环，依靠复合冷却器风机进行强制风冷。

每组牵引变流器由一个四象限和一个逆变器组成。整流器单元使用了模块化IGBT元件，采用脉宽调制（PWM）方式、两点式电压型，通过高次谐波整流和错开各组控制载波的相位，从而降低高次谐波和提高功率因数。

逆变器单元同整流器单元一样使用模块化IGBT元件、实现单元的标准化。通过采用IGBT元件和32bit高速演算控制装置的配合，采用矢量控制方式，来实现电机转矩的控制，达到快速响应，提高粘着利用率和实现空转滑行保护控制。

辅助变流器APU是辅助电动机供电电路的核心。APU向牵引通风机电机和压缩机电机等辅助机器供给三相交流电，具有变压变频（VVVF）控制和恒压恒频（CVCF）两种控制方式。两台复合冷却器风机和六台牵引通风机电机为了确保适应机车状况的冷却风量和降低运转声音，按照VVVF控制模式进行设定。

APU通过使用IGBT的PWM整流器单元把从主变压器三次线圈供电的交流电转换为恒定电压的直流电，再供给由IGBT构成的逆变器单元，通过逆变器转换为三相交流。

辅助变流器（APU）单独采用强制风冷方式。

机车共设有两套辅助变流器UA11、UA12。在正常情况下辅助变流器UA11、UA12全部工作，基本上以50%的额定容量工作，辅助变流器UA11工作在VVVF方式，辅助变流器UA12工作在CVCF方式，分别为机车辅助电动机供电。当某一套辅助变流器发生故障时，不需要切除任何辅助电动机，另一套辅助变流器可以承担机车全部的辅助电动机负载。此时，该辅助变流器按照CVCF方式工作，从而确保机车辅助电动机供电系统的可靠性。

1.4.4 复合冷却器

复合冷却器的型号为FL220，复合型全铝合金板翅式高效冷却结构，上部为水散热器，用于冷却变流器，下部为油散热器，用于冷却主变压器。

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全铝合金板翅式结构的油冷却器，具有每单位容积的传热面积大，性能优良，体积小，重量轻的优点。

空气冷却复合冷却器时，会在冷却器芯子的波纹形散热片上积留灰尘，灰尘过厚将影响散热效果，因此，在每一次中修时，均需要清洗冷却器芯子。

在堵塞严重时应进行水洗或用水蒸气进行清洗。

HXD3型电力机车常见故障分析与处理

3、若还不能正常转换，需要停车降弓，断开蓄电池总电源30秒以上进行复位。注：当切除一组辅助变流器后，牵引风机将全速运转，只有一台空压机投入工作。

2.6.油泵故障

现象：机车降功率1/2，微机显示信息，故障显示灯亮 处理方法：

1、当二个油泵有一个故障时，先断合几次故障油泵的空气自动开关（QA21、22），如能恢复继续运行。

2、如仍有故障，TCMS检测到信号后会自动将相应的三组主变流器隔离，即切除一个转向架的动力。在可能的情况下，维持运行至前方站，再做处理。

2.7.主变油温高故障

现象：跳主断，继电器KP52动作，微机显示信息。处理方法：

1、在停车状态下，用手触摸油箱检查油温,观察机车右侧油温表是否异常，不能高于90℃。若油温高，油温高继电器动作，不允许机车运行，否则影响变压器绝缘、氮气保有量等，需请求救援。

2、断合总电源复位，若故障消除继续运行。无效，请求救援。

2.8.牵引风机故障

现象：机车降功1/6，故障显示灯亮，微机显示风机故障或风速故障 处理方法：

1、当一组风机故障时，可断合几次相应的空气自动开关（低压电器柜上）。

2、若故障无法恢复，TCMS会自动将相对应的一组CI切除，也可在微机屏手触切除，即主变流器六组中有一组不工作，机车保持5/6的牵引力，可维持运行。

2.9.冷却塔风机故障处理

现象：故障显示灯亮，微机显示冷却塔风机或风速故障 处理方法：

1、当一组冷却塔风机故障时，可断合几次相应的空气自动开关（QA17、18）。

2、如确实故障，只在TCMS显示器上报故障，机车仍能继续牵引。

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注意：虽然能正常工作，但变压器油温会逐渐升高，最终会因为油温高而停止动力输出。司机可根据牵引吨位、行走路程，判断是否前方站停车，也可以征求技术人员意见作出判断。

2.10.空转故障

现象：空转故障显示灯亮，微机显示电机空转 处理方法：

1、按压“复位”按钮，适当降低牵引级位，人工撒砂。

2、若某个电机持续空转，通过微机屏切除相应的主变流器。机车损失1/6动力。

2.11.110V充电电源（PSU）故障

现象：微机显示PSU故障 处理方法：

1、PSU有二组，当有一组出现故障，微机会自动转换。

2、若微机没有转换，尽量在前方站停车，输入检修密码“000”，修改日期，例如今天是6月1日，改成6月2日或5月30日等，以此类推，即改变日期的奇偶数，断合总电源复位，微机重启将PSU转换到另外一组工作。

2.12.控制回路接地

现象：操纵台控制回路接地故障显示灯亮，控制回路接地开关QA59跳开

处理方法：

1、检查低压电器柜上的各开关，是否有跳开（除QA59）。

2、若有跳开，查看其对应的功能，尝试重新闭合。

2.13.原边过流故障

现象：主断跳开，故障显示灯亮，微机显示信息 处理方法：

1、手柄回零，按“复位”按钮，重新闭合主断试验牵引。

2、若无效，请求救援。

2.14.各种电气故障不能复位、不能解决的处理

本机车是微机控制机车，多数故障微机系统能自动进行转换处理，并提示相关的信息。

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HXD3型电力机车常见故障分析与处理

监控未发出卸载信号（即962有电）。

3.4.油泵故障处理

当2个油泵有一个故障时，先断合几次故障油泵的空气自动开关，如能恢复继续运行。如仍有故障，TCMS检测到信号后会自动将相应的一组变流器隔离，同时另一组变流器将降功率运行。当出现这种故障时，牵引、制动力将降低一半以上。

3.5.油流继电器故障处理

出现油流继电器故障后，TCMS处理同上。当确认是油流继电器故障后，而非是油泵故障。可打开车下主变压器上的接线盒，将其短接（即将356与538短接），短接后应注意观察相应油泵的运行情况，用手摸2个复合冷却器的油温，观察维持运行。

3.6.油温高继电器动作处理

当油温高继电器动作后，机车无牵引、制动力输出。未查清原因前，禁止做任何处理。司机在巡检、停车、换端时应用手摸法经常检查油温。只有在确认确实是油温高继电器本身误动作，才可进行处理。

处理方法：打开车下主变压器接线盒，将其中438拆除，并做绝缘包扎好，观察维持运行。

3.7.牵引风机故障处理

当一组风机故障时，可断合几次相应的空气自动开关，同时TCMS会自动将相应的一组CI切除，即主变流器6组中有一组不工作，机车保持5/6的牵引力，可完成一般的牵引任务。

3.8.牵引风机风速继电器故障处理

当一组风机风速继电器故障时，TCMS会自动将相应的一组CI切除，即主变流器6组中有一组不工作，机车保持5/6的牵引力，可完成一般的牵引任务。当确认是继电器故障，而非是风机故障时，可将风速继电器上的2根线短接，恢复正常的牵引、制动力，观察维持运行。

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3.9.冷却塔风机故障处理

当一组冷却塔风机故障时，可断合几次相应的空气自动开关，如确实故障，只在TCMS显示器上报故障，机车仍能继续工作。注意：虽然能正常工作，但变压器油温会逐渐升高，最终会因为油温高而停止动力输出。司机可根据牵引吨位、行走路程以及油温升高的情况采取相应的措施。

3.10.主变流器CI整流、逆变组件故障处理

当机车在重载情况下牵引或是制动时，可能发生此故障。当故障发生时，在司机室能听到机械间里有很大的“放炮”声音，主断路器跳开，司机室机TCMS屏显示相应的主变流器CI故障。此时应将司控器主手柄回“0”位，按“复位”按钮，再合主断，如能合上主断，手柄能提到位，观察牵引电机牵引力，发现一个及一个以上电机无牵引力，则根据牵引吨数来确定是否继续牵引或是将整列车维持运行到下一个车站。如合不上主断，或是提手柄后就跳主断，应立即隔离相应的CI，然后再合主断就能合上，然后提手柄。其他方法同上。

3.11.主变流器接地故障处理

当一组主变流器出现接地时，TCMS会发出跳主断的指令，同时TCMS显示屏会显示相应的一组接地。此时应将司控器主手柄回“0”位，按“复位”按钮，再合主断，如能合上主断，手柄能提到位，观察牵引电机牵引力，如正常说明是误报故障。如发现一个及一个以上电机无牵引力，则根据牵引吨数来确定是否继续牵引或是将整列车维持运行到下一个车站。如合不上主断，或是提手柄后就跳主断，应立即隔离相应的CI，然后就能合上主断、提手柄。其他方法同上。

3.12.牵引电动机过流故障处理

当牵引电动机过流发生时，TCMS显示屏显示故障。TCMS会根据过流时间的长短发出是否跳主断的信号，有时跳，有时不跳。如不跳主断，将司控器主手柄回“0”位，按“复位”按钮，再提手柄就正常了。如跳主断，应将司控器主手柄回“0”位，按“复位”按钮方法，合主断，如能合上主断，手柄能提到位，观察牵引电机牵引力，如正常说明故障消除。如合不上主断，或是提手柄后就跳主断，应立即隔离相应的CI，然后就能合上主断、提手柄。其他方法同上。

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HXD3型电力机车常见故障分析与处理

结 论

HXD3型电力机车作为我国新型大功率机车,在现代化铁路运输中起着无可替代的重要作用,但任何新事物都有个逐步完善发展的过程,以上论文包括有郑州机务段32台HXD3型电力机车在实际运行中出现的常见故障,可以看出,问题主要集中在机车组装工艺和配件质量上,通过分析这些常见故障,使我们在以后的职业生涯中能够更好的发展。

论文中通过对HXD3 机车常见故障分析与处理，了解现行运用HXD3型机车在行车中遇到的问题，论文首先从机车的主要特征认识机车的主要功能和构造，其次再一个方面就是整片论文的主题HXD3中常见的故障分析与处理，然后对所学知识做总结是非常必要的，而且知识是相同的，适时地进行总结和融汇贯通会得到喜人的成果，写论文是一个不断学习的过程，从最初刚写论文对设计问题的模糊认识到最后能够对该问题有深刻的认识，使深刻我体会到实践对于学习的重要性，从只是明白理论，到搜集材料进行研究分析，再进行实践体会。让我对HXD3型电力机车常见故障分析与处理方面的知识有了跨越式的进步，彻底改变了纸上谈兵的态度，让我真正掌握了知识和技术，做到了理论与实践相结合。

西安铁路职业技术学院毕业设计（论文）

致谢

终于完成了这篇论文，在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成这几个多月的时间里，感谢给我提供无私帮助的同学！

特别感谢老师的细心指点，帮我改正了错误，提出了许多能为论文增色的建议，这篇论文的每个实验细节和每个数据，都离不开你的细心指导。而你开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很快的融入这篇论文当中，没有你们的帮助和提供资料，对于我个人来说要想在短短的几个月时间里学习到这么多知识并完成毕业论文是几乎不可能的事情。

今天能顺利完成这篇毕业论文，我真的特别感谢我的指导老师，再一次对你说声谢谢。

祝：老师身体健康，工作顺利。致谢！

HXD3型机车 篇3

摘 要：如何在辅机发生接地、短路等故障时，不至于造成行车中的机车设备故障，降低机故指标。需要进行辅机电路和保护电路的改进。

关键词：HXD3C型电力机车;辅变流装置;机故;APU;保护电路;接触器

0 引言

HXD3C型电力机车配属武汉铁路局武昌南机务段，运用2014年HXD3C0083、HXD3C0453、 HXD3C0143等多台机车因辅机接地故障，运行中不能及时切除处理，造成机车设备故障，直接影响正常运输生产秩序，而且，从辅变流装置保护电路的作用来看，只能对APU本身进行保护，无法对辅机进行单独切除保护，以后只要辅助回路接地就有可能再次发生机故。所以，如何在辅机发生接地、短路等故障时，不至于造成行车中的机车设备故障，降低机故指标，是值得进一步思考的重要课题。因此，本文从理论上提出改进方案的思考，供大家共同探讨。

1 故障现象调查

首先我们从2014年发生的几起机故实例中，进行调查分析。

实例一 2014年9月6日， HXD3C0083机车牵引K696次。列车在停车状态下主断路器突然跳开，故障显示屏显示辅助变流器APU2接地、APU2不动，采取“复位”、多次断合“辅助变流器”自动开关QA47无效，逐个闭合辅助负载断路器后工作正常，约20-30s后故障仍然发生，请求救援。回段后检查确认为一端空调接地。

实例二 2014月5月28日， HXD3C0453机车，担当K697次旅客列车至六安机外，辅助变流器APU2故障，停车处理造成机故。采取逐个排除逐个复位的办法，发现列供电柜1故障，人为甩掉APU2后故障现象仍存在，再甩APU1维持运行。回段后细查原因是列供电1风机接地，造成APU保护，封锁。

可以看出，HXD3C型电力机车在运用中，有其无法避免的不足，只要出现辅机接地等故障必定造成机故。靠人为的由乘务员在运行途中短时间内，很难直接判断故障的具体辅机，如果再做出甩辅机和牵引台架的处理，来维持运行，对乘务员的要求过高，提高设备智能化程度很有必要。

2 原因分析

2.1 按原设计功能介绍，辅助变流器保护电路的基本原理中。机车设有2套独立的辅助变流器APU1和APU2，两套主变流器分别从主变压器的两个辅助绕组取电，分别向机车辅助系统提供定频定压和变频变压两组三相辅助电源。发生故障的情况下，TCMS将自动断开其相应的输出接触器KM11或输出接触器KM12，再闭合故障转换接触器KM20。在实际运用中，当发生APU接地故障时，需手动在TCMS微机屏上把发生故障的APU切除，这时KM20闭合，另外一组APU带动整车辅机运行。把发生故障的辅助变流器的负载切换到另一套辅助变流器上，由该辅助变流器对全车的三相辅助电动机供电。好像很完美，但特别强调的是，这里所说的故障只是指APU本身的故障，当辅机故障时，这种双套装置转换无效。

2.2 辅机保护电路工作原理。此电路设计了六种主要保护电路：①在每一组辅助变流器的输入回路中，设有输入电流互感器ACCT，起控制和监视辅助变流器充电电流及辅助绕组短路电流的作用，其动作保护值为1600A。②在每一组辅助变流器的输出回路中，设有输出电流互感器CTU和CTW，对辅助电动机回路过载及辅助电动机三相不平衡起控制和监视保护作用，辅助电动机回路过载保护的动作值为850A。③当DCPT5监测到中间回路电压大于等于825V或小于等于580V时，中间回路电压保护环节动作，逆变器门极被封锁，逆变器停止输出，出现以上三种情况时，采取的是该辅助变流器将被锁死，必须切断辅助变流器的控制电源，才可解锁。④110V充电模块输入电源的短路过载保护。⑤网压低于17.5kV时，高于502V即网压高于31.5kV时，过压保护环节动作，四象限整流器停止输出。⑥在辅助变流器APU1、APU2内部，分别设有1套接地保护装置，进行辅助系统主电路的接地保护。当对应辅助回路发生接地故障时，该辅助变流器实施保护，可将该故障的辅助变流器切除，机车转由另一组辅助变流器对全部辅机供电。

从以上各保护电路的作用，和以上发生机故的实例比较分析，很明显可以看出，此保护电路有三个盲点，第一，当保护动作时，只对辅助变流器实施保护，无法排除故障辅机。第二，尽管在辅机发生接地时两套APU进行互补，理论上很科学，但实际上，辅机接地未切除的情况下，转换的结果仍然是两套辅助变流器都被锁死。第三，“TCMS将自动断开其相应的输出接触器KM11或输出接触器KM12”的说法不准确，实际运用中需要人为切换。而且在微机屏给出提示“APU故障”时，需要大量的时间和较熟练技术，人为的排查故障点，再做出甩台架等手段处理。总之，只要辅机接地就会造成机故。

3 改进措施探讨

改进的目的是满足实际运输生产的需要，最大限度的减少机故带来的对生产运输的影响。根据以上分析，建议采取以下措施进行改进。

3.1 在现空气压缩机电动机有接触器的基础上，期他各辅机安装相应的三项接触器，接触器安装在辅机空开后面（如电路图所示）。触头用反联锁，正常情况下，原辅机供电电路不变，启动和停机控制电路不变。

3.2 在保护电路接到接地、过流等信号时，指令接触器线圈电路得电，断开三项接触器彻底切除故障辅机电机电路。原设计中的APU1、APU2之间的自动切换就没有必要了。

4 总结

从基本原理上，实现这种改进具有较大的应用价值，且具有一定的可行性，具体电路和实施还需要专业科技人员进一步的研究，所以，本文只是提供一个改进思路，仅供参考。

参考文献：

[1]郝风荣.和谐系列电力机车辅助系统介绍.

作者简介：

张凡，女，1967年5月，武汉铁路司机学习高级讲师。所编写的教科书《城市轨道交通概论》在全国多所铁路学校长期采用，被评为全国优秀教材。

HXD3型机车 篇4

自包西电气化复线铁路开通以来, 延安机务段以HXD3型电力机车作为主型机车承担包西铁路重载货物列车的牵引任务。在机车运用过程中, 发现原车TCMS主机配备的机车警惕装置功能设计不足、报警声音小、与机车故障提示报警声音没有任何区别且没有任何视觉提醒, 机车乘务员运用操作不便, 很容易导致警惕装置动作, 列车紧急制动, 给行车带来极大的风险隐患。

另外延安机务段SS系列直流机车安装的警惕装置是由LKJ装置控制的, 而HXD3型机车是由TCMS系统控制的, 2种警惕装置在实际控制与操作中存在不同 (见表1) , 乘务员混合使用2种机型时, 由于警惕装置的提醒方式、动作时间不同, 给乘务员操纵带来困扰, 甚至因操作不当引起警惕装置动作, 给行车带来影响。

2 改进措施

为了确保和谐机车运行质量稳定, 切实发挥机车警惕装置的作用, 通过现场分析和模拟运行, 确定了对HXD3机车警惕功能的改进方案, 实现由LKJ装置控制其警惕功能, 达到统一控制警惕模式, 便于现场乘务员操纵使用的目的。该方案改动小, 成本低, 可以在不改动机车硬件的条件下实现LKJ警惕控制功能。

2.1 改造方案

不加装新的警惕解除按钮, 原HXD3型机车司机控制器解锁按钮和脚踏开关直接作为LKJ警惕控制的解锁开关。

布线说明:拆除TCMS柜后CN11∶18芯I端521线, 布线至LKJ主机X31∶3芯;拆除TCMS柜后CN17∶18芯II端521线, 布线至LKJ主机X31∶1芯。

设置TCMS:将原激活警惕速度值提高到大于等于130 km/h (117键值设定为1 300即对应速度130 km/h) 。

LKJ装置注意事项:HXD3型机车的LKJ硬件及控制软件需升级后才能具备警惕报警控制功能。

2.2 控制原理图

图1所示为HXD3型机车警惕装置改造原理, SB96/SA101、SB97/SA102分别是Ⅰ、Ⅱ端主台解锁按钮和脚踏解锁开关。机车布线长度如图2所示。

2.3 通电检查

以上所有加装改造完成后, 进行如下检查:

(1) 打开LKJ2000主机电源;

(2) 通过屏幕显示器“查询+4”键进入系统信息查询窗口, 在没有按压Ⅰ或Ⅱ端警惕应答按钮的情况下, 警惕应答按钮状态显示灰色, 表示其一直处于释放状态;分别按压Ⅰ、Ⅱ端警惕应答按钮后, 状态显示绿色, 表示相应的警惕按钮处于闭合状态, 如图3所示;

(3) 按压Ⅰ或Ⅱ端警惕应答按钮3 s以上, 屏幕显示器发出“呜呜”的报警声音;

(4) 以上检查完毕后表示系统正常, 关闭电源, 结束检查。

3 验收调试标准

3.1 应答按钮

各车型安装位置符合改造方案要求, 安装孔位置误差不大于10 mm;按钮标识清晰, 安装牢固, 在无电状态下, 使用万用表测量其触点, 开、断应正确可靠。

3.2 布线

由应答按钮至监控主机X31插头的布线应规范, 绑扎牢固并留有适当余量, 在穿越线道口及司机室等开孔处, 应使用胶皮包扎。应答按钮触点接线紧固, 需要捆扎并固定, 不应使应答按钮接线端子受力。所有外接布线应标明线号, 接线牢固。

3.3 数字量出入板

确认2电阻已改造, 焊点牢固、饱满、光滑。

3.4 各保险管

主机使用5 A、电源板使用4 A、显示器使用2.5 A保险管。

3.5 显示器

确认显示器IC卡语音板已改造, 显示器上电自检正常, 语音、读卡正常。

3.6 程序芯片

检查芯片u3、u4, 确认程序芯片的版本号为能打开警惕装置条件的版本。

3.7 功能验收标准

(1) 主机上电后, 检查主机、显示器自检正常, 显示器语音、读卡正常, 程序版本正确, 改造标识粘贴。

(2) 通过显示器“查询+4”键进入系统信息查询窗口, 在没有按压Ⅰ或Ⅱ端警惕按钮的情况下, 警惕按钮状态显示为灰色, 表示其处于释放状态;分别按下Ⅰ、Ⅱ端警惕按钮, 其状态对应显示绿色, 表示其处于闭合状态。

(3) 在出入库状态下, 按压Ⅰ或Ⅱ端警惕按钮3 s以上, 显示器发出“呜呜”的报警声音。

HXD3型机车 篇5

目 录

一、受电弓不能升起

二、主断路器不闭合

三、机车牵引、再生无流

四、空压机故障

五、机车弹停不缓解

六、机车充电装置故障

七、主变流器故障

八、辅助变流器故障

九、停车位置功能正确使用方法

十、机车油泵、水泵故障

十一、CCBII型制动机发生不缓解时的检查处理办法

十二、蓄电池接地故障

十三、运行中发生惩罚制动，列车不能缓解的处理

十四、机车单方向无流（机车向前无流或向后无流）

十五、机车无火回送的处理方法

十六、机车有火回送的处理方法

十七、机车倒钥匙的程序（蹬车顶）

一、受电弓不能升起

1、检查升弓风缸(U43.05)压力是否达到600KPa以上,若不足应开启辅助压缩机，将辅助风缸压力升到600kPa以上。（见图1-1）

2、检查“受电弓预选”模式，是否设置成受电弓1/2均在隔离状态，若是均被隔离，恢复为“自动”模式。（见图1-2）

3、检查对应受电弓的高压隔离开关应在闭合位，未在闭合位时，在TCMS上进行软操作，使其闭合。（见图1-3）

4、检查两端司机室紧急停车按钮是否被按下，若被按下恢复为正常位。（见图1-4）

5、如果一端受电弓不能升起时，通过受电弓预选开关，更换另一端受电弓维持运行。

6、检查制动柜上升弓控制装置（黑色—风路上的）升弓塞门（U43.13）应在横向位置（开通位）。（见图1-5）

7、检查升弓模块上蓝色钥匙U99在竖向位置（开通位）。（见图1-6）

8、分别检查制动柜后和TCMS柜旁（风路）相对应的升弓塞门（红色U98）应在竖向位置。（见图1-7）

9、如某端操纵无效时，可去另一端升弓、闭合主断路器，使用“停车位置”功能换端操纵。

10、上述处理无效时，断开蓄电池断路器1分钟以上，再闭合。仍无效救援。（见图1-8）

二、主断路器不闭合

1、检查总风缸压力是否达到600KPa以上, 若不足应开启辅助压缩机，将辅助风缸压力升到600kPa以上。

2、检查主断路器风路塞门应在开通位（红色竖向开通见图2-1）。

3、检查网压是否正常。如无网压检查网压保险QA1-3是否闭合，如未闭合，应人为闭合。如保险正常为接触网确实无电，降弓联系供电部门。（见图2-2）

4、检查主手柄应在“0”位。

5、上述处理无效时，断开蓄电池开关1分钟以上再闭合，仍无效请求救援。

三、机车牵引、再生无流

1、检查网压是否正常，网压不正常更换另一受电弓。如仍不正常，降弓通知供电部门进行处理。

2、检查主变流器及牵引电机是否被人为隔离，如无故障可恢复。（见图3-1）

3、检查是否为制动系统排风，按TCMS屏的显示进行处理（见图3-2）。

4、检查是否为监控装置卸载及排风，按监控处理办法处理。

5、总风缸压力是否低于600KP，风压不足时开启空压机打风。

6、上述处理无效时，断开蓄电池开关1分钟以上再闭合，仍无效请求救援。

四、空压机故障

1、检查空压机脱扣开关是否断开，如断开时，可人为闭合。

2、如一台空压机故障，可断开该空压机的脱扣开关，使用另一台空压机维持运行。

注：辅助变流器3故障隔离时，只有一台空压机工作。如主空压机故障，微机可自动切换到另一空压机工作。

五、机车弹停不缓解

1、在微机显示屏上确认弹停装置是否缓解。

2、将制动柜上弹停模块弹停脉动阀上左侧的红色柱塞向右推进至缓解位；（见图5-1）

3、如上述处理无效，关闭制动柜上的弹停塞门（黄色开关竖向位置），手动缓解车下4个弹停装置，维持运行。（见图5-

2、5-3）

六、机车充电装置故障

1、手动转换充电模块至1位或2位。（见图6-

1、6-2）

2、如不充电，断开控制保险CB1 30秒以上，再闭合。（见图6-3）

3、如上述处理无效时，断开蓄电池开关1分钟以上再闭合，维持至前方站救援。

七、主变流器故障

1、电机故障手动隔离故障电机维持运行（见图7-1）如果在运行途中发现电机故障，可以在TCMS显示屏上对故障电机进行手动隔离，不影响其他电机的运行。

2、变流柜出现故障手动隔离变流柜维持运行（见图7-2）变流柜之间是互相独立的控制系统，如果运行途中出现变流柜故障只需进行手动隔离后维持运行，负载由控制系统自动转换到其他的变流柜。

⑴在变流器1发生故障时进行手动隔离，变流器1的负载由变流器2代替。

⑵在变流器2发生故障时进行手动隔离，变流器2 的负载由变流器1代替。

⑶在变流器3发生故障时进行手动隔离，变流器3的负载由变流器2代替，同时减去相应负载。

3、变流柜的辅助变流器的隔离（见图7-3）

在辅助滤波柜内如果遇到控制接触器K501/K502/K503故障或者辅助滤波柜三组变压器无输出故障，辅助变流器故障，可以在显示屏上手动隔离相应的辅助变流器，可以不隔离整个变流柜，让6个电机全部处于运行状态。

八、辅助变流器故障

如辅助变流器故障，TCMS自动检测进行相应隔离，如检测不到时，可以进行手动隔离后，维持剩余变流器运行。

九、停车位置功能正确使用方法

1、正确使用：

⑴换向手柄回至“0”位，按下“停车位置”按钮。⑵确认另一受电弓升起、显示屏上提示停车位置功能激活后，取下电钥匙。

⑶至另一操纵端，将电钥匙打至“2”位，闭合有关按键，再按压“停车位置”按钮，完成换端。（换端过程必须在3分钟之内完成）

⑷动车前缓解弹停装置。

注：微机显示屏未提示“停车位置功能激活”前，不得将电钥匙打至“0”位，否则会引发“通讯模块故障”等问题。

2、停车位置功能故障时，可手动换端操纵。

十、机车油泵、水泵故障

断开主断路器重新闭合。如处理无效时，断开蓄电池开关1分钟后再闭合。仍无效时请求救援。

十一、CCBII型制动机发生不缓解时的检查处理办法

当制动机发生不缓解的故障时，首先查找BPCP模块（列车管控制单元），（见图11-1）红、黄、绿灯显示状况，并进行如下检查处理。

1、当BPCP模块红灯亮时：为硬件故障，及时按有关规定执行；

2、当BPCP模块黄灯亮时：为软件故障，处理方法是：断主断、拉下蓄电池闸刀、再恢复闸刀，故障现象不能恢复时及时按有关规定执行；

3、当BPCP模块绿灯亮时：BPCP模块良好，需进一步判断其它故障处所。

⑴确认当前监控装置状态；根据监控装置显示状态，按规定检查处理。（注意：应检查监控装置A、B机显示状态）

⑵发生惩罚制动后，按照微机显示屏上的提示，将自阀手柄放置“抑制位”1秒钟后再置缓解位。

⑶自阀非常制动后，严格按照微机显示屏上提示的步骤及时间要求(60秒)后，方可将自阀手柄置运转位进行缓解。

⑷如处理无效时，需要断开蓄电池开关进行微机控制系统重新启动，蓄电池开关断合时间应不少于1分钟以上。

十二、蓄电池接地故障

蓄电池接地时，检查是否影响运行，如不影响列车运行，维持回段处理。如影响列车运行，应在停车状态下，断开蓄电池开关1分钟后恢复。检查故障状态是否消失，如故障未消失，请求救援。

十三、运行中发生惩罚制动，列车不能缓解的处理

1、按照TCMS显示屏上的提示，将自阀手柄放置“抑制位”1秒钟后再置缓解位。

2、如处理无效时，断开蓄电池开关1分钟后恢复。

十四、机车单方向无流（机车向前无流或向后无流）

1、可断开蓄电池开关重新启动，2、如无效，可换端操纵维持至前方站。

十五、机车无火回送的处理方法

1、确保司控器在“零”位（牵引手柄、换向手柄）；小闸缓解位、大闸重联位并插上穿销。（见图15-1）

2、制动系统断电。（见图15-2）

3、将无火回送装置打至“无火位”。（见图15-3）

4、排放总风缸压力至250KP以下。（见图15-4）

5、关闭总风缸截断塞门A10。（见图15-5）

6、关闭弹停塞门B40.06。（见图15-6）

7、打开4个平均管塞门。（见图15-7）

8、挂好车后手动缓解弹停（1、3、4、6轴）。（见图15-8）

（三）注意事项

禁止闭合蓄电池闸刀，注意处理程序，恢复无火前，先做防溜，再摘车，防止错开错关，制动具备制动作用后再撤弹停，不具备制动作用，不许撤防溜。乘务员不准擅自离开机车。

（四）防溜措施

无火回送机车到达终到站，机车与列车摘钩前，无火机车必须将止轮器放置指定位置做好机车防溜（多台机车重联时，前部机车和尾部机车各自做好防溜措施）。

1、利用其他机车牵引无火回送机车时，确认车钩及风管连接状态良好后，方可撤出防溜装置。

2、需要无火机车自行移动时； 车下：关闭端部平均管塞门；（拧开防尘堵）

车上：在EPCU的ERCP模块上将无火回送塞门转到“正常运用”位，开放停放制动控制塞门（B40.06），开放塞门A10。闭合相关保险打开电钥匙，使用辅助风泵泵风，升弓闭合主断路器，闭合主风泵开关，制动机试验良好后，方可撤出机车防溜装置。

十六、机车有火回送的处理方法

1、小闸缓解位、大闸重联位并插上穿销。（见图16-1）

2、在TCMS显示屏制动系统上设置为“均衡风缸500kPa /货车/切除/不补风”。（见图16-2）

3、运行中只可对小闸进行操纵。

十七、机车倒钥匙的程序（蹬车顶）

1、取下升弓风路上的蓝色钥匙；（见图17-1）

2、用蓝色钥匙换下主断接地开关上的黄色钥匙；（见图17-2）

3、用黄色钥匙换下钥匙箱上的绿色钥匙；（见图17-3）

4、用三把绿色钥匙分别换下三组变流器接地开关上的黑色钥匙；（见图17-4）

HXD3型机车 篇6

1 HXD3型电力机车电气室除尘问题

HXD3型电力机车运行一段时间后, 需要进行定期检修工作, 包括二年检、年检、半年检和季检等。在电力机车检修过程中, 电气室除尘是检修的重点和难点。传统的HXD3型电力机车电气室除尘采用压力空气吹除, 并配以吸尘器除尘, 具有除尘效率较低、效果不佳的特点, 且会对除尘人员的身体健康造成很大的影响。在传统的除尘方式中, 每一台电力机车都需要七八名工作人员共同完成, 需要耗费大量的时间, 且会形成大量的尘土, 为了保证自身的健康, 工作人员都必须佩戴防尘面罩。因此, 如果在天气炎热的夏季, 工作人员佩戴防尘面罩进行数小时的工作后, 势必会对其身体健康造成很大影响。此外, 传统的除尘方式对电气室中电流柜、制动柜等死角除尘效果极差, 需要重复除尘, 严重影响了除尘效率。

2 HXD3型电力机车电气室除尘专用设备

针对上述问题, 相关部门通过不断努力, 研制出了一种针对HXD3型电力机车的除尘设备, 有效解决了上述问题。利用新型除尘设备, 可将压力空气吹除与滤网过滤、水吸附等有机结合起来, 每一台电力机车电气室除尘只需要一两名工作人员, 且工作时间不到传统除尘的50%, 从而提高了除尘效率。同时, 在电流柜、制动柜等死角也具有明显的除尘效果。

2.1 除尘设备的结构

HXD3型电力机车电气室专用除尘设备主要由移动式鼓风装置、移动式引风集尘装置组成, 且这2部分都装有相应的控制机构设备, 具体设置如下。

2.1.1 移动式鼓风装置

移动式鼓风装置主要包括3台并联相接的外转子轴流式风机、控制器和支架。其中, 外转子轴流式风机的职能主要是负责从外界空气中向HXD3型电力机车电气室内鼓风, 从而为除尘提供所需的气流。通常情况下, 这种型号的风机电压设定为220 V, 额定频率为50 Hz, 转速为2 350 r/min, 风压为205 Pa, 风机的额定电流为0.75 A, 风量为3 250 m3/h。

2.1.2 移动式引风集尘装置

移动式引风集尘装置主要由引风装置和集尘装置组成。其中, 引风装置的核心部分是1台低噪声轴流式通风机, 通风机上部通过导流弯管与帆布导流管相连, 通风机下部通过导流管与集尘装置相连;集尘装置主要由集尘器、滤网和水箱等设备组成。以型号为735-11-4A的低噪声轴流式通风机为例, 其功率为1.1 k W, 额定电压为380 V, 通风机风量为8 315 m3/h, 全压为380 Pa, 通风机转速为2 900 r/min。必须注意的是, 控制器的作用主要是有效控制引风—集尘装置轴流式风机的开启和闭合, 同时, 也可为引风—集尘装置移动提供便利条件, 在装置集装箱的4个下角上分别设有1个万向轮。为了便于工作人员的实际操作, 引风—集尘装置中通常还会设置外部扶梯和走廊。

2.1.3 支架

以帆布导流筒为例, 帆布导流筒的作用在于连接引风装置与集尘装置, 即发挥导流作用。导流筒的一端设置了矩形接口, 确保与电力机车电气室通道门进行有效连接, 进而实现其良好的密闭性;另一端设计为圆形的接口, 以确保与引风机入口处导流弯管进行良好连接。

2.2 除尘设备的除尘原理

HXD3型电力机车电气室专用除尘设备主要利用鼓风装置提供充足的风量, 从而将灰尘从电气室的各个角落、设备表面等位置吹离;通过引风机产生的负压, 以集中灰层, 并利用导流筒、过滤水箱等处理。

在具体的除尘操作中, 分为以下4步: (1) 启动引风装置, 使HXD3型电力机车电气室产生负压; (2) 启动鼓风装置, 产生足够风速的气流, 将电气室中存在的灰层吹离电气室表面; (3) 在引风机负压的作用下, 灰层等会随着气流进入帆布导流筒, 进而进入集尘装置中; (4) 经过滤网、水箱吸附等的处理, 尘土会集中在集尘器中, 而引风机引入集尘装置中的气体会由排风口排出。

3 结束语

经实际应用表明, 本文中提出的HXD3型电力机车电气室专用除尘设备除尘效果明显, 具有结构简单、便于操作的特点, 有效避免了传统吹风+吸尘器的弊端, 提高了除尘效率, 改善了除尘工作环境, 减小了工作总量, 有效避免了因除尘不彻底而造成的绞车问题, 并在很大程度上提高了HXD3型电力机车的工作性能。

摘要：HXD3型电力机车是我国铁路干线货运的重要机车型式之一。为了保证其运行的安全性, 需要对其进行定期检修。除尘是HXD3型电力机车检修中的重要环节之一, 也是电力机车检修工作的难点。基于传统的除尘方式, 提出了一种HXD3型电力机车专用的电气室除尘设备, 并对该设备的结构和工作原理进行了分析, 供有关人员参考。

关键词：电力机车,电气室,除尘设备,运行效率

参考文献

[1]李嘉.HXD3型电力机车电气室除尘设备[J].铁道机车与动车, 2014, 23 (7) :124-125.

HXD3型机车 篇7

郑州机务段配属的HXD3型机车在2010年1～8月内由110V充电装置引起的故障多达十几起。具体现象是按单双日期正常运行的单元突然停止工作, 机车微机控制监视系统 (简称TCMS) 发出信号启动另外一组。此时在微机显示屏上点击“辅助电源”查看“PSU”状态, 显示屏上显示故障单元为红色图标;或者两组都不能正常工作, 微机显示屏故障履历里显示DC 110V运转停止。乘务员重合蓄电池自动开关QA61后, 故障仍不能消失, 有时乘务员发现较晚, 导致蓄电池亏电严重, 影响了蓄电池的使用寿命, 同时也严重影响了机车的正常运用。

2电路剖析

(1) DC 110V主电路结构及工作原理

DC 110V电源装置 (见图1) 也称蓄电池充电器 (power supply unit, 以下简称PSU) , 其中有两组完全相同的高频电源模块, 应用IGBT元件, 通常情况下TCMS按日期通过控制454线选择需要工作的PSU, 选中的PSU通过OP1或OP2给TCMS电信号, 若对应的单元出现故障即OP1或OP2无输出时, 将由TCMS进行转换, 另一组启动, 继续供电, 若另外一组同样故障, 则报“110V电源停止”故障。

输入电源来自于辅助变流器 (APU) 的中间直流电路。当APU1和APU2均正常时, 由APU2向PSU输入DC 750V电源, 当APU2故障时, 由TCMS将输入电源自动切换到APU1。因此蓄电池充电装置是采用双电源、双路供电方式。微机系统以脉宽调制为原理控制IGBT动作, 经过逆变, 将输出电压变为交流脉冲电压, 输入到中频变压器的原边, 变压器二次侧输出电压经过整流器FR、平波电抗器DCL1和平波电容LC1、LC2构成滤波回路, 输出电压DC110V±2V, 与蓄电池并联共同组成机车110V控制电源, 通过各个支路如主变流控制、辅变流控制、微机控制、机车控制、司机控制、车内照明、车外照明等的自动开关为各个负载供电。

(2) 控制电路结构及工作原理

该装置的控制系统为PSU的核心, 中间部分是控制基板PWB, 电源转换模块为基板内的各个芯片提供电源。模拟量处理模块采集电压、电流传感器 (DCPT、DCCT、HCT) 的输入电流、输出电压和IGBT电流值。控制板上设置了测试点, 方便进行输入输出电压、输入输出电流、断路器状态、温控开关状态等的测量。

3常见故障分析及采取措施

3.1 输出端断路器动作

PSU在输出侧加装有CB1、CB2两个断路器, 分别用于两个单元的输出侧过电流的保护。在机车运行途中出现断路器跳开时, 首先可以从充电装置面板的窗口处查看断路器CB1和CB2是哪个动作, 条件允许的情况下降弓打开面板重新合上断路器, 完全恢复后升弓合主断路器重新启动PSU, 若断路器没有动作, 则有可能为负载过流或其他原因引起的误动作, 可运行观察。若断路器再次动作, 机车入库后则可根据实际情况进行判断, 若一个断路器动作则应检查该断路器对应的单元内部是否有短路、虚接地现象, 或者更换断路器排除断路器本身故障。若两个断路器均动作, 则应为负载过流、短路现象, 可利用负载支路的自动开关分断, 逐一进行排查。

3.2 输入过流

当系统检测到输入电流超过60A时, 单元会自动保护并停止工作。此故障可能由以下几个原因造成:①输入电流传感器CT1故障;②APU输出电流异常;③输入电流模块故障;④单片机出现故障或者程序存在问题。

可视具体情况来进行分析。若查询故障过程中用钳形表检测到输入端电流值两组均超出正常工作电流值时, 多为APU输出异常, APU的中间电压经过逆变后给风机、压缩机等负载供电, 若APU负载有接地或异常现象, 会引起PSU输入过流。此种情况多为只升弓未投入负载时, PSU运行正常, 而投入负载后, PSU因输入电流异常而报故障。此时可利用各个负载的空气断路器的分断, 逐个找出有接地或者异常的支路。若只有一组输入电流值异常, 则可详细查询该组的750V输入回路有无接地点, 如果没有接地点可考虑更换输入电流传感器CT1, 若单片机出现问题或者输入电流模块出现异常, 此时可通过更换控制板解决。

3.3 输出过流

若升弓过程中检测到一、二单元均出现输出电流值超过95A的情况, 则应检查是否蓄电池电压过低, 蓄电池亏电严重时也会出现输出电流值过高现象。若蓄电池电压正常, 则引起该故障的多为负载支路异常, 可逐个分断负载的自动开关看有无接地或短路现象。

若只有一个单元输出电流值过高, 则应在断电情况下检查该单元内部有无异味, 检查IGBT元件外观是否有异常现象, 检测变压器的原边输出电压是否正常。若以上均正常, 检查输出电流传感器自身是否有问题, 整流二极管是否有短路等异常现象。若无异常, 则考虑是否由单片机松动引起或者程序存在问题, 也可能为输出电流模块工作异常, 此时可考虑刷新程序或者更换控制板解决。

3.4 中间电压不建立

为了避免接触器闭合的瞬间形成大的电流冲击, 该装置设置了预充电电路, 通过充电电阻CHR对中间电容进行充电, 系统设置为当输入电压与中间电压差值小于50V, 晶闸管导通完成预充电过程。若差值一直大于50V, 数秒后该单元被锁死, 自动转换到另外一个单元工作。

中间电压不建立故障在充电装置故障中占有很大的比例。若检测到中间电压值较小不正常时, 应首先检查充电电阻, 中间电容外观有无异常, 然后测量阻值、容值。若充电电阻烧损且断路, 则中间电压应该为0。如果电阻、电容均正常, 检查CTT接触器的触头有无异常情况。若以上均正常, 可检查控制板上中间电压检测部分插头有无松动, 插针有无缩针情况。最后, 也可能为中间电压转换模块故障或者输出异常, 可更换控制板来解决。

4对策及注意事项

以上列出的为PSU常见故障, 在机车运用过程中还可能面对各种特殊情况, 要求在运行中根据实际情况进行判断。在机车运行途中若出现一组不充电, 可用另外一组维持运行, 若两组都不能正常运行, 并在故障履历里面显示“DC 110V运行停止”, 可用蓄电池电在短时间内维持运行, 在条件允许的情况下断开蓄电池, 过1 min后重新合上, 若为单元死机引起的故障, 重启后可消除。

运用该装置的过程中, 应特别注意:①在检查过程中闻到柜体内部有异味时, 此时不建议再启动PSU单元, 以免其他元件烧损导致故障扩大;②蓄电池亏电情况下 (低于88V) , 要在库内进行补充充电, 不要用充电装置直接充电, 这样会损坏蓄电池和IGBT元件;③在需要打开装置柜门检查或者检修时, 在刚断电的情况下, 中间电容依然可能存在高电压, 可利用万用表检测中间电容的电压 (“713”和“715”两线之间的电压) , 待电容放电完毕后再操作, 以免发生触电的危险。

5结束语

HXD3型机车为新生机型, 遇见故障时检修人员多无从下手, 上述故障的基本判断方法及运用和检修过程中的注意事项, 对乘务员及运用该装置的检修工作者有一定的借鉴意义。

摘要：分析了HXD3型机车110V充电装置发生故障的原因, 提出了处理办法。

HXD3型机车 篇8

关键词：液氮冷装,同轴度,锥柄带定心刀具,工艺路线

HXD3型电力机车端梁, 作为车体底架的一部分, 不仅需要和其它梁一起承受车体本身和车内所有设备的重量, 而且用于直接传递机车的纵向牵引力及纵向冲击载荷。端梁下部的车钩箱主要用于安装车钩及缓冲装置, 因此端梁与前后从板座的装配加工精度 (尤其￠32H8孔的同轴度) 至关重要 (参照图1) 。改进前加工时, 首先将端梁和从板座 (前列工序已钻好￠28底孔) 进行一次组装, 在摇臂钻床上对二者进行扩孔￠28-￠31-￠31.6, 而后铰孔至设计要求￠32H8;第二, 拆卸前后从板座, 在摇臂钻床上对从板座进行60°倒角加工及锪平操作 (参照图2) ;第三, 将端梁与从板座二次组装, 液氮条件下冷装螺栓等, 完成装配。此种工艺忽略机床及刀具本身的缺点, 累积误差较大:一次组装加工后￠32H8孔保证了同轴, 但是拆卸后倒角60°时基于摇臂钻床定心差、倒角刀精度低, 产生误差0.01-0.02mm, 以至于最终冷装螺栓时装配难度大、优质率低 (装配要求:螺栓外径￠32p6+0.042+0.026, 而孔为￠32H8+0.0390) 。

经过一段时间的技术攻关及现场实践, 对端梁装配加工工艺进行优化, 基本消除0.01-0.02mm的误差, 大大降低了装配难度, 优质高效地生产出了合格产品。

1 原方案的不足

1.1 没有考虑机床与刀具组合后的影响。

在钻床上刀具定心较差, 倒角时会产生振动, 致使表面粗糙度差, 新成形的孔与原￠32H8孔不同轴。

1.2 工艺路线不够优化, 过程工序、最终工序分配欠合理。

加工时, 将可能产生误差的低精度工序放在了最后, 产生新的误差, 给最终装配造成困难。

2 工艺方案改进

2.1 自行设计, 采用实用新型刀具

考虑端梁在整车中的重要性, 根据图纸对装配精度的高度要求以及摇臂钻床定位精度较低的特点, 结合端梁自身结构, 自行绘制锥柄带定心60°锪钻的草图, 联系厂家, 多次商讨, 确定最终方案并生产出实用新型刀具。实践证明此刀具的运用大大减小了倒角产生的误差。

2.2 改变工艺路线, 提高精度

一次组装时, 首先运用￠28的工艺螺栓在对角最远的孔上分别将前后从板座固定在端梁上, 在摇臂钻床上运用￠31的扩孔钻进行扩孔;然后拆卸, 运用￠60的锥柄带定心60°锪钻对前后从板座￠31的孔进行倒角、锪平操作;第三, 运用￠31的工艺螺栓二次组装端梁和丛板座, 运用￠31.6的扩孔钻进行扩孔, 进而用￠32的铰刀铰孔至￠32H8。

完成加工后, 不再拆卸, 直接送去组装, 如此以来, 保持了很高的同轴度, 使得液氮条件下冷装螺栓易于进行, 顺利完成了最终装配。

3 结束语

3.1 采用自行设计的实用新型刀具后, 定心很好, 倒角成形的60°圆孔和￠32H8孔同轴度得到很大提高。

3.2 通过改变工艺路线, 将有可能产生误差的倒角、锪钻工序放到中间, 而将能够保证同轴度的二次扩孔及铰孔操作放到最后, 大大提高精度, 为最终冷装螺栓作了很好的铺垫, 提升产品几何精度一个等级, 使得端梁与从板座装配质量合格率达到100%。

3.3装配加工工艺的改进减小了装配难度, 保证了装配精度。经过5台车工艺验证, 生产效率提高了80%, 产品的优质率也由过去的53%提高到85.5%, 合格率100%。

参考文献

[1]张曙光.HXD3型电力机车[M].北京:中国铁道出版社, 2009.

HXD3型机车 篇9

郑州机务段在2009年9月配属了32台HXD3型电力机车, 每台机车都经过全面检查整修后才投入运用, 该型机车充分满足了重载、快速货物运输的需要, 然而, 在实际运用过程中, 还是发现HXD3型电力机车存在着一些问题, 影响了该型机车的正常运用。

1 机车走行部部分紧固螺母紧固力矩值偏低

随着32台HXD3型电力机车的完全投入运行, 机车入段检查中发现3台机车的垂向油压减震器安装螺母途中丢失, 此问题引起我们的高度关注, 在随后的机车入段日常检查中发现, 走行部部分紧固螺母松脱的现象普遍存在, 且主要集中在油压减震器、扫石器、撒砂管等安装螺母方面。众所周知, HXD3型电力机车螺母的紧固方式是按照规定的设定值用力矩扳手对各螺母进行紧固的, 在机车实际检修中, 我们再次按要求用力矩扳手对松脱螺母进行了紧固, 但一个月后检查发现这些螺母又出现了松脱现象, 因此, 可以认为这些螺母紧固设定值偏小。

为保证机车走行部的绝对安全, 一方面加强机车走行部各紧固螺母尤其是垂向、横向油压减震器等关键部位螺母的检查, 另一方面, 对发现的松脱螺母, 试着按传统的紧固要求进行紧固, 到目前为止, 跟踪该部件2个月的运行情况表明, 按传统要求紧固的螺母没有再出现松脱的现象。

2 机车生产组装的工艺控制过程有待加强

新造机车到段后, 为了初步掌握机车的基本质量, 按照以往经验, 需要对新造机车进行一次全面的检查整修。32台HXD3型电力机车在上线前的检查整修中发现以下主要问题:

(1) 机车风管路内有异物、风管接头漏风

在整修HXD3-0662机车时, 机车交验过程中发现Ⅱ端自动制动阀实验紧急位正常, 回运转位发现列车管只能恢复到440kPa (定压为500 kPa) , 均衡风缸正常 (定压500 kPa) , Ⅱ端司机室下部列车管排风不止。初步判断认为是Ⅱ端紧急阀故障, 拆下Ⅱ端紧急阀检查, 发现Ⅱ端紧急阀内部塞有大量包装纸, 包装纸垫在阀体内部, 从而造成列车管排风不止。这个问题十分严重, 如果制动风管路内有异物阻塞风路, 制动机就会失效, 其后果不堪设想。为了确保机车风管路畅通无杂物, 对新到HXD3型电力机车的风管路均进行了吹扫, 保证风管路内干净畅通。

此外, 在进行机车制动机试验时还发现多台机车风管接头处漏风。风管接头处漏风是快装接头的惯性故障, 尤其是进入冬季后, 由于管路接头部件的材质不同, 热胀冷缩系数不同, 容易造成接头处漏风。因此要加强对机车风管路的检查, 发现管路漏风后应及时处理。

(2) 机车电气线路接线紧固不良

在对新造机车进行检查整修时, 发现部分机车电气线路接线紧固不良, 例如:HXD3-0647机车风泵接触器KM13的一根接线未紧固到位、HXD3-0658机车牵引风机接触器KM11的一根接线未紧固到位、HXD3-0656机车操纵台风表灯电源线未接, 造成风表灯不亮等。这些问题对机车质量是有一定影响的, 如不及时处理将成为机车运用中的安全隐患。

3 机车轮对踏面擦伤、剥离现象较多

机车轮对踏面擦伤、剥离, 这类故障已经发生9件, HXD3型电力机车轮对采用整体辗钢轮对, 轮对踏面为标准规定的JM3型踏面。分析认为, 轮对出现这种故障有以下2个原因:①轮对整体材质不高, 在检查一剥离轮对踏面时曾经发现剥离处材质呈层状, 当然这种情况极少;②整备厂不正确的调车作业方式和机车乘务员操纵不当是轮对擦伤、剥离的主要原因, 其中由于不正确的调车作业方式造成轮对擦伤的情况最为常见, 占的比例最大, 郑州机务段2台HXD3型电力机车在徐州调车作业时, 由于调车作业人员没有缓解弹簧停车蓄能制动装置, 造成一台车带蓄能制动装置的4条轮对全部擦伤, 因此, 首先必须严格规范调车作业, 一定要确认弹簧停车蓄能制动装置缓解后再调车;其次, 需提高机车乘务员操纵水平, 途中要根据实际牵引情况控制机车加载和减载, 减少途中机车空转现象。

4 机车配件质量有待进一步提高

4.1 制动机系统方面

(1) 运转位机车不缓解。这一问题已发生2件, HXD3型电力机车采用的是CCBⅡ制动机, 主要原因是电空控制单元Epcu故障。

处理方法:更换电空控制单元Epcu。

(2) 机车缓解不到位。HXD3型电力机车已发生4件, 主要表现在紧急阀漏风, 原因是紧急阀阀件本身质量不高。

处理方法:更换紧急阀阀件。

4.2 车顶高压电器装置方面

车顶高压电器装置方面出现的故障主要是受电弓静态接触压力偏低, 值得注意的是, HXD3型电力机车高压电压互感器 (JDZXW2-25A型) 出现故障炸裂一次。

处理方法:①严格按郑州铁路局要求进行四项专检, 每次机车整备时台台登顶检查, 认真检查车顶受电弓等高压电器, 发现故障及时修复调整;②机车高压电压互感器炸裂是由于JDZXW2-25A型高压电压互感器本身质量有问题造成的, 因此, 在平时检查机车时, 要特别注意对高压电压、电流互感器的检查, 同时要及时向生产厂家反馈信息。

4.3 机车变流器方面

主要是机车牵引变流器和辅助变流器故障。这类故障已发生3件, 其中牵引变流器故障1件, 辅助变流器故障2件, 主要原因是牵引变流器四象限整流单元故障和辅助变流器控制单元故障。

处理方法:更换牵引变流器四象限整流单元和辅助变流器控制单元。

4.4司机室仪表显示方面

仪表显示方面故障主要有微机显示屏黑屏、压力仪表模块不显示、仪表灯不亮等, 至今HXD 3型电力机车微机显示屏发生故障1件, 压力仪表发生故障件仪表灯发生故障件

处理方法:加强机车检查, 更换故障部件。

5结束语

HXD 3型电力机车作为我国新型大功率机车, 在现代化铁路运输中起着无可替代的重要作用, 但任何新事物都有个逐步完善发展的过程, 以上是郑州机务段32台HXD 3型电力机车在实际运行中出现的常见故障, 可以看出, 问题主要集中在机车组装工艺和配件质量上, 通过分析这些常见故障, 总结处理方法以供广大机车检修人员和机车制造厂借鉴。

摘要：分析了HXD3型电力机车运用初期的常见故障, 提出了故障处理方法。

HXD3型机车 篇10

1 故障现象

2011年2月10日, 济南机务段配属的HXD3C0015号机车2次月修, 经过规定程序的作业后, 在交车前的试验过程中发现:闭合各电源脱扣开关后, 辅助压缩机自动打风。辅助压缩机AMD1有手动及自动两种控制模式 (见图1) :①人为闭合辅助压缩机启动按钮SB97, 则由372#线提供110V的电源经829#线使辅助压缩机接触器KMC1吸合, 从而使辅助压缩机得电开始打风;②闭合升弓按钮, 当升弓风缸压力低于350kPa时, 由TCMS经829#线直接输出110V电源, 使KMC1得电而启动辅助压缩机。

2 故障检查及分析

为迅速查找故障原因, 对辅助压缩机进行全面试验:①断开辅助设备开关QA62, 辅助压缩机打风停止;②断开微机控制开关QA41、QA42, 辅助压缩机仍打风;③如断开机车控制开关QA45, 即使闭合QA62, 也不再打风。

因为辅助压缩机由启动按钮SB97控制, 所以首先怀疑其常开触点不良, 断电后经检查该开关常闭触点良好, 无粘连卡滞现象。从图1可知:辅助压缩机电路中串联了3个KMC1的常开联锁, 其得电工作的前提是KMC1闭合, 而KMC1除由SB97控制外, 还受TCMS输出829#线控制。从故障现象来看, 应该是829#线一直有电, 打开控制电源柜后盖板查看:KMC1确实已经得电吸合。初步判断是TCMS控制柜有输出使KMC1得电。其产生的原因有可能是升弓开关不良, 造成TCMS得到了错误的升弓指令, 从而产生启动辅助压缩机的指令输出。为了验证该判断, 断开微机控制自动开关QA41、QA42, 但自动打风现象仍存在。这说明829#线有电并非是TCMS系统产生的控制输出。

TCMS控制柜的DC110V电源输入除由QA41、QA42控制351#、352#线外, 还另有一个电源输入, 即受控于QA45的355#线。虽然截至目前没有TCMS控制柜的内部电路图, 但从TCMS控制柜的外部连线可以看到, TCMS控制柜能够驱动KMC1、空压机接触器KM13、KM14等, 为了避免对微电子控制系统的干扰, 显然这些功率元件不能与其本身使用同一电源, 而只能使用额外输入的355#线作为驱动电源。如果该判断正确, 那么就是TCMS控制柜内的功率驱动电路发生了故障, 于是断开QA45, 闭合QA41、QA42后, 再闭合QA62, 辅助压缩机不再自动打风, 以上分析得到验证。后联系厂家, 更换TCMS控制柜背板后该故障消失, 机车辅助压缩机功能恢复正常。

3 经验总结