1、HXD3型电力机车撒砂装置工作原理

HXD3型电力机车安装使用的是SDN14-1型撒砂装置，该型撒砂装置是一种在一定压力范围内工作的气动传动装置。与传统重力撒砂装置相比，其下砂量控制精准、故障率低，具备砂箱及砂箱管干

燥

功

能

。

压缩空气由端口S进入。阻气门dS调节从底部通过烧结板进入砂箱C的空气。在砂箱中，供给的空气被分为两股：计量的气流A和排出的气流B，计量的气流流入砂室并将砂子推向撒砂出口R，排出的气流流经砂箱中的砂子使他们松散，通过排出室、排出筒、排出阻气门的dB回到砂阀底部，两股气流在砂阀中重新汇合并且流向撒砂出口。该型撒砂装置的下砂量为0.5～1L/min。

2.1

2

常

见

问

题

及

分

析

撒砂系统常见问题的几种表现

HXD3型机车撒砂系统常见问题主要表现在： （1）砂管口不出风、不出砂。主要原因是撒砂系统外部接口漏风严重；阻气门dB堵塞；砂室卡爪破损，砂室落在管口上；砂箱盖未关闭、破裂。如机车同一方向的4个砂管口均不出风、不出砂，应

为

电

磁

阀

故

障

。

（2）砂管口出风、不出砂。主要原因是砂箱盖密封不良（砂箱盖上的密封垫失效或砂箱盖的扭簧弹力弱）；砂子风尘多，堵塞烧结

板

；2.2

砂影

箱响

内撒

砂砂

系子统过的

满因

。素

（1）砂子的质量直接影响着撒砂效果。HXD3型机车撒砂结构原理，要求所用砂子颗粒大小均匀、粉尘量小，不易板结。一般情况下要求0.63mm以下颗粒不超过5%，2.0mm以上颗粒不超过5%。颗粒过大，进入砂室内的砂子数量少，颗粒过小，易堵塞烧结板，砂箱内建立不起足够风压，撒砂量大幅减少。

（2）压缩空气是否干燥。潮湿的压缩空气吹入砂箱后，水分被砂子吸收，时间一长砂子就黏结在一起，压缩空气不能扬起足够的砂子进入撒砂帽，导致下砂量不足；情况严重时砂子“和泥”堵塞撒砂器，撒砂器不下砂。

（3）阻气门dS孔径决定了进入烧结板的风量及风速。孔径小风速较大，但风量较小无法将砂子吹出。HXD3型电力机车阻气门dS的孔径约为2mm，为确保外来异物不堵塞阻气门，在阻气门的头部加装了过滤器。

（4）烧结板的透气性决定进入砂箱内的压缩空气压力大小。烧结板透气性大，一是砂箱内的压缩空气压力会增大。流出的砂量多，经济性差：二是砂子中的粉尘及细小颗粒通过烧结板的透气孔，易堵塞阻气门。烧结板透气性小。进入砂箱内的压缩空气压力小，不利于撒砂，更重要的是。如所用砂子含尘量较多，日常维护不及时，烧结板的透气性就会急剧降低。甚至无风进入砂箱。 烧结板由均匀致密的金属晶粒烧结而成。来自阻气门dS、dT的压缩空气通过烧结板后，均匀进人砂箱，充分吹散砂箱内的砂子。

（5）砂箱盖的作用是保证砂箱内能够建立起足够风压，当压缩

空气达到1．5 kg时，砂箱盖也不能泄漏。砂箱盖的密封靠扭簧和密封垫实现的。如扭簧不良、密封垫老化、砂箱盖破裂。砂箱内就不能有效建立起风压，撒砂装置就不会撒砂。

（6）用塑料做成的砂室内有3个卡爪，固定在管的卡槽内。当压缩空气从烧结板进入砂箱后，压缩空气吹散砂子，计量气流A吹起部分砂子进人砂室内，重力作用下，沿管流出撒砂出口R。同时，排出气流B流经砂箱，使砂子使松散后，进入排出室，通过排出孔进一步将砂子推向撒砂出口R。 砂室卡爪并不是牢固固定在管的卡槽内。它可以转动，压缩空气的作用下，运用一段时间后，卡爪易磨损，不能可靠卡在卡槽内。在砂子的重力作用下，砂室落在管头上，堵塞管头。砂子无法从撒砂口流出。 如有外力作用。砂室破损或丢失，砂子会直接流下撒砂口，积累在撒砂管的弯曲部位，堵塞砂管，砂子也无法从撒砂口流出。

（7）机车整备时，整备人员不严格执行工艺要求，使湿砂或混有杂物(如编织袋、小石子等)的砂子进入砂箱，进入撒砂帽，日积月累将撒砂帽堵塞，导致不下砂。 3应对撒砂管撒砂不良的解决措施 为了解决撒砂不良的故障，可以采用以下应对措施，以保证机车行车安全。

（1）严格卡控筛砂、加砂环节，不让编织袋、小石子等杂物进入砂箱，保证所使用砂子质量良好。最好使硝水洗砂．砂子的含尘

量低．烧结板的透气性就好。

（2）砂室的卡爪容易磨损，失去作用后，砂室会直接落在管口上，堵塞撒砂通路。，该故障率比较高。为此，对砂室进行改进．使用金属材料制作的砂室，其卡爪不易磨损，也解决了人为用锐器捅破砂室的问题。

（3）因压缩空气来自总风缸，已经过干燥塔的干燥过滤．没有必要在阻气门的头部加装过滤器。去除过滤器。可增加进入烧结板的风量，改善撒砂效果。

（4）撒砂加热是防止天气潮湿时，烧结板上面的砂子潮湿板结。对天气潮湿的地区，不能仅限于冬季使用，建议经常使用该功能。

（5）长时间使用后，砂箱盖上的密封垫容易老化，表面压痕处密封不良，砂箱内就建立不起有效风压，影响撒砂效果。选用经过硫化的橡胶密封垫，可提高密封垫的弹性。如密封垫表面压痕较深，影响密封效果，可翻转使用。

 

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 .....

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【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