韶山4型电力机车(20170830105622).pdf

第十一章辅助电机SS4型电力机车辅助电路系统是采用单相交流电源转变成三相交流电源供异步电动机工作的方式， 由旋转式异步劈相机实现单—三相交流电源的转换主要辅助机械均由三相异步电动机拖动（升弓辅助压缩机组除外）SS4型电力机车上安装了下列辅助电机：1.YPX2-280M-4型异步劈相机两台（SS4型 1~158 号车用）；JP402A 型异步劈相机二台（SS4改型机车用） ；2.YFD-280S-4 型牵引离心通风机电动机二台；3.YYD-280S-6 型空气压缩机电动机二台；4.JD305 型制动电阻轴流风机电动机四台5.JD306 型主变压器双级轴流风机电动机二台(SS4型 1~158 号车用）；TZTF6.0F/JT61-2LA型主变压器轴流风机电动机二台（SS4改型机车用） ；6.Y100L-Z 型硅整流装置轴流风机电动机12 台(SS4型 1~158 号车用 ,SS4改型机车取消)；7.TG1B80-200/10D-2 型变压器油泵电动机二台这些辅助电机应能在下列条件下正常工作：1.单相电源电压在270~460V （相当于电网电压从19~29kV ）范围内波动2.由异步劈相机供电系统带来的辅助回路三相线电压的不对称。

其不对称度（即输出三相电压的负序分量与正序分量之比）在270V 是应不超过10℅，在460V 时应不超过7℅3.机车运行中所产生的冲击和振动及劈相机所产生的100Hz 的振动频率4.环境空气温度：最高为45℃（车体内） ，最低为 -25 ℃5. 空气相对湿度；最湿月平均最大相对湿度为90℃( 该月月平均最低温度为25℃) 6. 海拔不超过1200m.当使用于海拔1200~1500m 的地区，且该地区环境空气温度不超过 45℃与所需的环境空气温度降低补偿值之差值时，应能正常运算所需的环境空气温度降低补偿值是按1200m以上，每100m降低温升限值的1％计算由于YFD-280S-4 型牵引离心通风机电动机、YYD-280S-6 型空气压缩机电动机和TG1B80-200/10D-2型变压器油泵电动机分别与SS3型电力机车的一样，为避免重复叙述，上述三种电动机请参阅《韶山3 型电力机车》一书中第七章辅助机组第一节 YPX2-280M-4 型异步劈相机机车上所有的辅助电动机均由主变压器的辅助绕组a6-x6 供给单相电源，经异步劈相机（以下简称劈相机）将单相电源“劈”成三相电源，再供给辅助电路的所有三相异步电动机。

劈相机的结构与三相鼠笼式异步电动机相似，设计理论和工作原理与SS3型电力机车的YPX-280M-4 异步劈相机一样其区别在于设计YPX2-280M-4 型劈相机时，有目的的减少其容量（为YPX-280M-4 型劈相机的0.56 倍） ，为确保机车辅助系统所需的容量，籍助单相电网和工作电容的输出来补偿这不仅对劈相机本身，而且对辅助电路及各有关电器均带来了不少好处 由于劈相机的容量小，三相电流小，不仅减小了劈相机的体积和重量（设计时为了简统化、标准化，没有最大限度的缩小），节省了昂贵的铜线和硅钢片，而且使有关电器的工作电流减少， 避免了在机车制动工况时，劈相机的接触严重过负荷及由此带来的一切后患，从而使机车运行可靠性进一步提高该劈相机的转子为平行式深槽，在确保转子温升可靠的前提下，改善了劈相机的起动性能通过多次型式试验及出厂试验证明在单相电压270V 时，起动时间为3～5S，在单相电压 460V 时，起动电流小于1000A（为 YPX-280M-4 型劈相机的0.7 倍） ，而且可在单相电压 80V 时缓缓起动该劈相机改善了机车辅助回路的电压不对程度αu ，由型式试验测得：在单相电网电压25KV时，机车在牵引工况下αu= 1.34 ％；在网压29KV时，机车惰性工况下αu= 3.08 ％；在网压 19KV 时，机车制动工况下αu= 7.68 ％；在机车全制动工况（压缩机组投入运行）下αu= 9.3 ％. 从而改善了辅机的工作情况。

该劈相机转子为鼠笼式，定子绕组按三相不对称规律嵌放在定子槽内劈相机的电负荷不是固定的， 它随着机车运行工况的改变而改变由于 SS4型机车每节车只有一台劈相机，当该劈相机发生故障时，为保证其他辅助电机继续工作，特增设了一套电路，即用第一牵引离心通风机YFD-280S-4 带电容分相起动，起动完毕后， 在网压不低于22KV时，可投入其他辅机运行 此时第一牵引离心通风机既做异步电动机用，又起了劈相机作用，向外输出第三项电流这是一种特殊的劈相机，它只能靠电容起动，属机车故障运行 一、异步劈相机的工作原理参阅《韶山3型电力机车》一书中第七章第一节 二、劈相机的起动及运行由于劈相机直接接单相电源起动时，只能在气隙中产生一个脉振磁场，而不能产生一个旋转磁场， 起动转矩为零 劈相机必须带电阻或电容分相起动起动电阻或电容必须接在劈相机电动第一相U1相与发电相W1相之间， 即辅助回路202 母线与 203 母线之间 起动电阻值为 0.79 Ω ，起动电容SS4型（ 1～158 号）机车为五个25Kvar 、289μ F 电容并联， SS4改型机车为 10 个 12Kvar 、138μ F 电容并联 . 劈相机采用电阻或电容分相起动原理简图如图11-1和图 11-2 所示。

图11-1 为 SS4型（ 1～158 号）机车劈相机起动原理简图，图11-2 为 SS4改型机车劈相机起动原理图有关起动电路的原理，详见辅助电路和控制电路有关章节，这里只是强调一下故障处理电路如下：当起动电阻烧损时，可改用280C 起动电容起动当劈相机烧损时，可用YFD-280S-4型第一牵引离心通风机带280C起动电容起动， 作劈相机用 此时切不可带289R起动电阻起动，否则第一牵引离心通风机电动机和电阻均会被烧损同样， 当起动电阻263R 烧损时， 可改用 253C起动电容起动，当劈相机烧损时，可改用YFD-280S-4 型第一牵引离心通风机带起动电容253C起动，作劈相机用劈相机起动时间不能过长，在最低网压（19KV）下不超过15s, 在高网压（ 29KV ）下要防止过早切除起动电阻，致使劈相机在低速大电流下单相堵转在一般情况下， 连续起动次数不超过3 次，如仍不能起动，则应查明原因消除故障后，方可再行起动图 11-1 SS4型（ 1～158 号）机车劈相机起动原理简图图 11-2 SS4改型机车劈相机起动原理图劈相机起动完毕，才能逐步接通电负载劈相机的电负载是随机车运行工况而改变的。

当负载变动以及单相电网电压在270～ 460V范围内波动时，劈相机的端电压也将随着变化，劈相机输出三相线电压的对称性的好坏将直接影响辅助机组的可靠运行为了在负载改变时劈相机的端电压也有较好的对称性，当劈相机输出三相电时，在它的 U1与 W1端子间并联一定数量的电力电容器，这些电容器分别接在第1、2 牵引离心通风机电动机、第1 制动电阻轴流通风机电动机两相绕组之间当电动机气动工作时，它的电容器也随之一起接入由于在电动机的两相之间并接待电容之后，会在合闸瞬间产生较大的合闸电流因此， 对频繁起动的压缩机电动机没有并接电容器SS4型（ 1～158 号）机车在牵引工况下，可视作在劈相机的U1 与 W1端子间接有二个25Kvar 、289μ F 的电容器，在制动工况下接有三个25Kvar、289μ F的电容器SS4改型机车在牵引工况下，可视作在劈相机的U1与 W1端子间接有四个12Kvar、138μF的电容器，在制动工况下接有六个12Kvar、138μ F的电容器劈相机在停止工作前应先断开各电机负载，在运行中药房只接触网突然断电后，劈相机转速下降到1200r/min以下，不带起动电阻重新起动劈相机。

三、劈相机主要技术参数及结构SS4型电力机车劈相机主要技术参数SS? 型（ 1～158 号） SS? 改型型号,,,,,,,,,,,,,,,,YPXZ-280M-4 JP402A 型式,,,,,,,,,,,,,,,,自行通风防护式自行通风防护式额定功率 ,,,,,,,,,,,,,,,38kVA 57kVA 额定电压 ,,,,,,,,,,,,,,,输出单相380V 输出单相380V 输出三相380V 输出三相 380V 额定电流 ,,,,,,,,,,,,,输出单相147A 输出单相200A 输出三相57A 输出三相 90A 额定转速 ,,,,,,,,,,,,,,1499r/min 1499r/min 极数,,,,,,,,,,,,,,,,,4 4 频率,,,,,,,,,,,,,,,,,50Hz 50Hz 输入功率因数 ,,,,,,,,,,,,,0.65 0.80 绝缘等级 ,,,,,,,,,,,,,,,B F 定额种类 ,,,,,,,,,,,,,,,连续连续重量,,,,,,,,,,,,,,,,,550kg 586kg YPX2-280M-4型异步劈相机在结构上与三相鼠笼式异步电动机相似，也是由定子（包括定子铁心，定子绕组和机座）、铸铝转子（包括转子铁心、转子绕组、转轴）及端盖、轴承盖等组成， 在定子与转子间有1mm 的气隙。

该劈相机为自行通风防护式，依靠转子上的铸铝风叶在旋转时将冷空气从机座两端端盖孔吸入，将热空气从机座中部的出风口排出，达到自行冷却的目的劈相机结构如图11-3 所示定子铁心和转子铁心均采用0.5mm厚 DW470-50冷轧硅钢片，按给定图形冲制的冲片叠压而成， 铁心两端各有一个用三片1mm 钢板 Q195F点焊成一整体的端板和一个用ZG230-450铸钢加工而成的压圈，用九个扣片在压力状态下将铁心、端板、压圈扣为一整体定子铁心外径为 423mm ，能径为280mm ，铁心长为280mm ，定子槽形为半闭口梨形槽，定子绕组为双层，短距、叠绕软绕组，导线为φ 1.40QZ-2 高强度聚酯漆包线，三相绕组为不对称Y接，绝缘等级为B级绕组线端标记： 电动第一相为U1-U2，电动第二相为V1-V2， 发电相为 W1-W2 U1端子连 202 母线， V1端子接 201 母线， W1端子接 203 母线 绕组规范表见11-1 ，定子绕组接线原理见图11-4转子为铸铝转子结构，端环、风叶、平衡住及槽内导体用AL99.5 铝采用离心浇注一次铸成，并热套于转轴上转子外径为278mm ，经车削加工而成槽形为半闭口平行圆底槽，共 50 槽，槽斜率15mm 。

机座、端盖及轴承盖均由HT200灰口铁铸成 在机座出线侧的筋上与定子铁心间装有二个 M16 × 20mm 定位用的紧定螺钉两端轴承盖上各装有一个M10 ×1mm 直通式压注油杯和一个 M10 × 1mm 的排油螺栓端盖上装有313Z1 低噪音单列向心球轴承图 11-3 YPX2-280M-4型异步劈相机结构图表 11-1 YPX2-280M-4型异步劈相机定子绕组规范线 端 标 记电动第一相U1-U2 电动第二相V1-V2 发 电 相W1-W2 极 数4 曹 数60 节 距1～13 1～13 1～13每极相组数线圈6 4 5 每线圈匝数8 8 11 每极每相线圈匝数48 32 55 并绕导线数5- φ 1.405- φ 1.40 4- φ 1.40 并联支路数4 4 4 JP402A 型异步劈相机在结构上与三相鼠笼式异步电动机相似，也是由定子（包括定子铁心、定子绕组和机座）、铸铝转子 ( 包括转子铁心、转子绕组、转轴) 及端盖、轴承盖等组成，在定子与转。