HXD3型电力机车的运用检修

1. 引言

众所周知，电力机车具有效率高、启动快、速度高、爬坡能力强等特点，运输能力很大，电源来自于水力发电，更为经济。但电力机车在运行过程中由于高速运行收到冲击振动、摩擦及腐蚀，经过一段时间的运行后，各部分构件都会发生磨耗、变形、老化或者损坏。而经常处于运动状态是，运动配合之间的构件或系统都有其出其故障极端、稳定工作阶段和磨耗损失阶段。当机车的零部件出现耗损失效时，便会发生故障，影响机车的正常使用，严重者甚至会影响行车安全。因此，为了保证机车正常工作，延长机车使用期限，对机车进行日常保养和检修是十分必要的。

电力机车的日常维护保养是把机车处于萌芽状态的故障现象及时发现并处理，目前，电力机车的维修制度有两种。一种是定期检查，根据机车运行的走行公里或者时间来安排检修周期和修程。这种修程制度有利于检修部门有计划地组织生产，按照事先规定好的检修范围进行检修，便于管理；缺点是检修中盲目性很大，浪费人力、材料、设备较多。另一种是状态修，其主要依据是机车的实际技术状态，根据不同的技术状态确定检修周期和修程，这种检修制度的检修针对性强，能够节约检修成本，但必须有一个准确、及时的质量信息反馈系统，其管理难度也较高。

我国电力机车的发展速度较快，但运用检修较为落后。机车发展成熟国家均已采用状态修，而目前在我国铁路各个机务段中主要采用的是定期检修制度，也有少数单位试行状态修制度。不过随着机车故障诊断记录系统的不断成熟以及机车功能模块化的逐步推广，配合更加全面的机车信息管理系统，我国未来逐步采取状态修的检修制度应该是完全可行的，它代表了机车检修管理发展的方向。本文主要介绍的是HXD3型电力机车的运用检修。

1.1 HXD3型电力机车的运用检修特点

HXD3型电力机车是我国铁路普遍缺乏大功率电力机车时应运而生的，其运用检修和以往我国电力机车检修大部相同，但也有略微差异。根据铁道部运输局和谐型大功率机车原型车的检修周期及有关技术资料，结合我国和谐型大功率机车长交路、轮乘制的运用实际，并充分考虑机车主要部件的设计寿命、机车实际日走行公里、机车负荷率情况及橡胶件等部件的可靠性时间等因素，将HXD3型大功率电力机车检修修程分为：一级修、二级修、三级修和全面修四个等级。其中三

级和全面修为基地修修程，一级、二级修为段修修程。

检修周期：和谐型电力机车检修周应按机车构造特点、运用条件、实际技术状态、走行公里和当时的生产技术水平及经验来确定，和谐型电力机车各部分零件寿命及使用期限都高于韶山型机车，其修期如下：

一级修：4万～8万km ； 二级修：16万～32万km ；

三级修：80万～120万km ； 全面修：320万～360万km。

1.2 研究课题的内容及意义

随着我国铁路的不断发展，高速重载列车已经成为发展的一个趋势，而HXD3型电力机车作为大功率电机牵引机车的产生则迎合了这个趋势，其运用检修则成为一个新的课题出现在我们视线。通过此次对HXD3型电力机车运用检修的设计，简单编制出HXD3型电力机车的检修手册和运用保养说明书，从而较为深入的了解机车车辆的故障理论及我国机车检修体制的优缺点，熟悉电力机车的检修规程，为以后走上工作岗位打下基础。

2. HXD3型电力机车简介

 

第二篇：HXD3型电力机车论文：HXD3型电力机车电传动系统分析与检修工艺设计

HXD3型电力机车论文：HXD3型电力机车电传动系统分析与检修

工艺设计

【中文摘要】随着变流技术,微机控制技术的发展,交流调速系统的研究和开发已引起世界各国的高度重视。交流传动系统无论在性能指标,装置体积,设备维护还是节能乃至环保等方面均体现出了巨大优势。HXD3型电力机车的主传动系统和辅助传动系统均采用了交流传动技术和微机网络控制技术,整个电气系统的设计坚持起点高、技术领先的原则,并充分考虑大功率货运电力机车的实际需要,采用先进、成熟、可靠的技术,按照标准化、系列化、模块化、信息化的总体要求,进行全方位设计的。本论文主要以HXD3型电力机车为设计原型,以交直交传动系统为研究对象,通过介绍交直交传动系统的结构和分析其工作原理,结合我国铁路机车近几年来飞速发展和济南铁路局济南西机务段自引进HXD3型机车以来检修与运用现状,介绍交直交传动系统在铁路机车上的运用情况。论文第一章为绪论,从总体上介绍交流传动系统的配置情况,机车采用交流传动技术的优势和机车上的运用情况,并对HXD3型电力机车的特征及其电传动系统的作了简单概述。论文第二章介绍了异步牵引电动机的结构、工作原理,并分析其电磁特性、机械特性及调速特性。论文第三章通过对HXD3型电力机车变流器两个工作部分(四象限整流器功率调节、逆变器频率变换的特点),重点介绍机车的主变流器工作原理,PWM斩波控制方法；介绍了整流电路的工作原理,分析四象限整流器的工作原理和机车上

运用的电压型四象限整流器的控制原理；介绍中间直流环节的作用和在交直交传动机车上控制此环节电压的途径；比较电压型逆变器和电流型逆变器的性能,分析电压型逆变器的工作原理；简介脉宽调制的工作原理,分析矢量控制技术在异步电机上的应用和控制技术,由此可以肯定交-直-交这种传动方式应用于机车,拥有良好的牵引性能,功率因数高,且谐波干扰小论文第四章结合济南铁路局针对该型机车制定的现有修程、检修现状及本人长期对HXD3型机车实际运用状况的跟踪调查,介绍IGBT的结构和性能特点,介绍了交直交传动系统的缓冲和保护环节,并针对性提出了现有检修存在问题和改进措施。论文第五章主要介绍HXD3电车主电路容量及参数计算,包括对异步牵引电机的容量和参数确定,牵引变流器的容量和参数设计,PWM四象限整流器参数设计,网侧漏感参数设计,直流侧支撑电容的参数设计

IGBT参数设计,异步牵引电动机的结构、电磁特性、机械特性及调速特性,对异步电机的电磁转矩的控制、转矩调节方式进行设计。论文

第六章通过Matlab/Simulink对HXD3型电力机车的四象限整流器以及二电平逆变器的研究,本章进行了相关的仿真设计,并对其频谱谐进行了简单的分析。主要是HXD3型电力机车主传动系统的仿真,包括对四象限整流器数学建模并仿真,对瞬间直流控制系统、SPWM调制板块、波型及谐波分析；同时对两电平逆变器数学建模并仿真,对SVPWM算法控制,二电平逆变器SVPWM进行了简单的仿真分析。论文第七章针对济南铁路局济南西机务段现有HXD3型机车检修状况,提出对机车小辅修工艺布局、范围进行设计与整定。内容包括对HXD3型电力

机车电气、辅助部分、走行部分、制动部分及落成实验等5个检修环节进行工艺范围整定,该标准已经逐步被应用到HXD3型机车的日常检修作业当中,并被纳入机车小辅修工艺当中。

【英文摘要】With the development of converter technology and computer control technology, AC speed regulation system has attracted world attention. AC drive systems shows tremendous advantages in the performance indicators, the device volume, equipment maintenance, energy saving and even the

environmental protection. Both the main drive system and the auxiliary drive system of HXD3 type electric locomotive adopts AC drive technology and computer control technology, the entire electrical system design adhere to the high starting point, the leading principle, and fully consider the actual needs of the high power freight electric locomotive. What is more, it use advanced, mature, reliable technology and undertake all-around design according to the demand of standardization, series, modular, information.According to the rapid development of China’s railway, the railway locomotives’research is more and more extensive and deep. This paper mainly introduces the HXD3 type electric locomotive and the AC-DC-AC transmission system in railway locomotive operation and maintenance of the

situation.The first chapter is the introduction, introduces

the configuration of the AC drive system, the advantages of AC drive technology, the characteristics of the HXD3 electric locomotive and the electric drive system.The second chapter of the thesis introduces the structure of the asynchronous traction motor, its working principle, and analyzes its

electromagnetic properties, mechanical properties and speed regulation characteristics.In the third chapter, based on the HXD3 type electric locomotive two working part (four quadrant rectifier power regulator, inverter frequency conversion’s characteristics), introduced the working principle of locomotive main converter, PWM chopper control method;

introduces rectifying circuit working principle, analysis of four quadrant rectifier principle and application of voltage type locomotive four quadrant rectifier control principle; the intermediate DC link and the role of in AC DC AC drive locomotive control this link voltage way; a comparison voltage inverter and current inverter performance, analyses the working

principle of voltage source inverter; pulse width modulation of the introduction of working principle, analysis of vector control technology in asynchronous motor applications and control technology, which can be definitely AC-DC-AC the transmission method applied in the locomotive, with good

traction, high power factor, and small harmonic disturbance.In the fourth chapter, combined with the Ji’nan Railway Bureau locomotive for the formulation of an existing course, present situation and I long for HXD3 locomotive practical application of the investigation, the paper describes the structure of IGBT and performance characteristics, introduces the AC-DC-AC

transmission buffer and protect, and accordingly puts forward the existing problems and the maintenance improvement

measures.The fifth chapter mainly introduces the HXD3 electric car circuit capacity and parameter calculation, including the asynchronous traction motor capacity and parameter

determination, traction converter capacity and parameter

design, PWM four quadrant rectifier parameter design, network side leakage inductance parameter design, the DC side capacitor support parameters for the design of IGBT parameters design, asynchronous traction motor, the structure electromagnetic properties, mechanical properties and characteristic of speed regulation of asynchronous motor, torque control, torque control mode design.In the sixth chapter, through the

Matlab/Simulink on HXD3 electric locomotive four quadrant rectifier and the research of two level inverters, this chapter for the related simulation design, and the spectrum of harmonic

to undertake simple analysis. Mainly HXD3 type electric

locomotive main transmission system simulation, including the four quadrant rectifier mathematical modeling and Simulation of flash, DC control system, SPWM modulation plate, wave and harmonic analysis; at the same time on the two level inverter mathematical modeling and simulation, the SVPWM control algorithm, the two level inverter SVPWM simulation

analysis.The seventh chapter of the thesis for the Ji’nan Railway Bureau of Ji’nan West locomotive depot of existing HXD3 type locomotive maintenance status, proposes to the locomotive technology layout, design and tuning range. Including HXD3 electric, auxiliary parts, walking part, a braking part and the completion of Experiment 5 maintenance link process range setting, the standard has gradually been applied to HXD3

locomotive’s daily maintenance work, and were incorporated into the locomotive technology.

【关键词】HXD3型电力机车 交直交传动 四象限整流器 异步牵引电机 检修工艺设计 【备注】索购全文在线加好友：139938848 .....

同时提供论文写作一对一指导和论文发表委托服务

【英文关键词】HXD3 electric locomotive AC-DC-AC

drive four-quadrant rectifier asynchronous traction montor overhaul process design

【目录】HXD3型电力机车电传动系统分析与检修工艺设计要7-9

Abstract9-11

第一章 绪论12-18

摘

1.1

现代交流传动系统概述12-13优势13-1513-14

1.2 机车采用交流传动技术的

1.2.1 三相交流牵引异步电动机结构特点1.2.2 交流传动机车的调速特点14-15

15-17

1.3

HXD3型电力机车特性框架图17-18牵引电动机的结构19Φ2120

1.4 HXD3型电路机车电传动系统

2.1 异步

第二章 异步牵引电动机18-2418-19

2.2 异步牵引电动机的工作原理

19-21

2.3.1 气隙磁通2.3.3 转矩

2.5 异步牵引电

2.3 异步牵引电机电磁特性

2.3.2 励磁电流I_020-212.4 异步牵引电机机械特性

21-22

动机调速特性22-24分析24-44

第三章 HXD3电力机车主变流器工作原理

3.1.1 三段不等分半控

3.1 整流器24-29

桥式整流器的工作原理24-26作原理及控制26-2929-3129-31

3.1.2 四象限脉冲整流器的工

3.2 四象限脉冲整流器控制基本原理

3.2.1 四象限脉冲整流器(电压型)的控制3.3 中间直流环节31-32

3.3.1 中间直流环节

的作用31-3232

3.3.2 中间直流环节电压的控制途径32-37

3.4.1 电压型和电流型逆变器性

3.4 逆变器

能比较33-343.4.2 电压型逆变器的工作原理

34-37的组成37

3.5 中间直流电路37-383.5.1 中间直流电路

3.6 基

3.5.2 中间直流电路支撑电容37-38

3.6.1 两电平逆变器

于两电平逆变器工作原理38-4438-41

3.6.2 两电平逆牵引逆变器SPVWM控制41-44

44-51

4.1 产生过电压4.1.2 静电感应过

第四章 交直交传动系统的缓冲和保护的原因44-46电压44-454546-48

4.1.1 雷击过电压44

4.1.3 切断电感回路电流所造成的过电压

4.2 过电压的缓冲及保护46-47

4.2.2 直流

4.3.1

4.1.4 换相过电压45-464.2.1 交流侧过电压的保护

侧的过电压保护47-48交流断路器49流继电器49路4950

4.3 过电流保护48-50

49

4.3.2 进线电抗器4.3.4 短路器49

4.3.3 灵敏过电

4.3.5 电流反馈控制电4.3.7 快速熔断器

第五章 HXD3型

4.3.6 直流快速开关49-504.4 IGBT的结构和性能特点

50-51

车主电路容量及参数计算51-58系统参数及容量的确定51-5252-53

5.1 HXD3型电力机车主传动5.2 PWM四象限整流器参数设计

5.2.2 直流侧

5.4 异步电

5.2.1 网侧漏感参数设计52-53

5.3 IGBT参数确定53-54

滤波器的选取53

机的转矩控制系统设计54-5854-56

5.4.1 电磁转矩的控制原理

第六章 HXD3型电力

5.4.2 转矩调节方式56-58

58-71

机车主传动系统仿真仿真58-65

6.1 四象限整流器数学建模及其

6.1.2

6.1.1 瞬态直流控制系统59-60

SPWM调制模块60-616.1.3 波形及谐波分析61-65

6.2.1 控制算法分析6.2 两电平逆变器数学建模及仿真65-71

66-686.2.2 二电平逆变器SVPWM仿真分析68-71第

7.1 检修

7.1.2 七章 HXD3型机车小辅修工艺设计与范围整定71-79周期71-72

检修规定71-72

72-79

74-77

78-79

82-847.1.1 修程设置:辅——辅——小717.2 HXD3型电力机车小辅修检修范围7.2.2 走行部7.2.1 电气、辅助部分72-747.2.3 制动部分77-78结论79-817.2.4 落成试验参考文献致谢81-82学位论文评阅及答辩情况表84