韶山8型电力机车主电路结构分析及运行工况探讨毕业设计精品论文.docx

摘要韶山8型电力机车以成熟的韶山型系列电力机车技术为基础，以韶山5型机车为原型, 并进行了技术的改进与提高该机车采用BO—B0转向架把机车持续功率提高到3600KW, 机车最高速度提高到170km/h,应用了 900kW全叠片串励空心轴牵引电动机，以适应主要 干线客运提速的需求1997年1月韶8在北京铁道科学院环形铁道运行试验线上，创 造了铁路史上的最快速度212. 6km/h, 1998年6月在武汉到郑州段试运行，最高速 度达到240km / ho本次设计分析了韶山8型电力机车一些和关电气设备基础丄，着重解析了电力机车的 运行工况，并对列车供电系统进行主要分析还对其主电路，辅助电路和整备控制电路的 电路结构、工作原理作了比较详细的分析关键字：电力机车；主电路；辅助电路；供电系统；运行工况Abstract8 Shaoshan electric locomotive to mature series electric locomotive technology, the use of BO-BO locomotive bogie・ Mainly absorbed Shaoshan 5 electric locomotive technology, and improve the increased power of the locomotive continued up to 3600KW, motorcycle top speed to 170km / h, the application of full-laminated SACS 900kW traction motor hollow shaft to accommodate the main trunk passenger speed requirements・The design of the SS8 electric locomotive based on a number of related electrical equipment, focusing on analysis of the electric locomotive operating conditions, and the main power supply system of the train. Also its main circuit, auxiliary circuit and control circuit preparedness circuit structure, working principle a more detailed analysis.Keywords： electric locomotive; the main circuit; auxiliary circuit; power supply system; operating conditions目录摘要 IAbstract II目录 HI1概述 -1 -1.1电力机车的发展阶段 -1-1.2韶山8型电力机车简介 -2-1.2.1韶山8型电力机车主要技术参数 -3-2韶山8型电力机车相关理论基础 -5 -2」晶闸管结构与工作原理 ・5・2.2单相桥式半控整流电路 -6・2.3直流电动机 2.3.1直流电动机的分类 -8-2.3.2直流电动机的工作原理 -8 -2.4直流电动机的起动、调速和制动 ・9・3韶山8型电力机车主辅电路结构研究 -12 -3.1韶山8型电力机车主电路特点 -12-3.2韶山8型电力机车主电路 -12・321网侧（25kV）电路结构 -12-3.2.2整流调压电路结构 -14-323牵引电路 -15-3.2.4制动电路 -17-3.2.5测量电路 -19-3・2・6保护电路 ・20・3.3辅助电路 ・20・331单——三相供电系统 -20-3・3・2负载电路 ・24・3・3.3保护电路 ・25・4列车供电系统 -27-4.1列车供电系统组成及工作原理 -27-4.2机车列车供电电源 -28 -4.3列车供电装置的使用、维护 -29 -5运行工况解析 -30-5.1韶山8型电力机车牵引控制 -30-5.1」牵引控制 -30-5」.2牵引电流通道：正半周 -31 -5.2制动工况 -31 -5.2.1电阻制动电流通道 -32 -参考文献 -34 -结束语 -35 -致谢 -36 -附图 -37 -1.1电力机车的发展阶段铁路运输在我国交通体系中占有重要的地位，随着我国经济的发展，我国铁路加快了 以高速、重载、安全为主题的发展步伐。

随着我国铁路跨越式发展战略的实施，掀起了一 个高速铁路建设的新高潮，实现了全国铁路的大提速，到H前止，我国铁路经历了先后六 次的大提速，列车最高运行速度已经达到了 350km/h以上，也标志着我国铁路建设已跨入 世界一流水平第一阶段，1956— 1968年，是电力机车早期引进仿制1956年，小国政府提出: 要迅速地、有步骤地研制使用电力机车1957年，开始研究设计电力机车，1958年仿制 出第一台电力机车，此后经过多次改进，到1968年，6Y1型改名为SS1型，是第一•代机 车，开始小批生产第二阶段，1968 — 1985年，是中国电力机车艰难的成长阶段第一代产品SS1型成 批生产，自主研制成功第一代机车SS2型，第二代机车SS3型，第三代机车SS4型第三阶段:1984 -至今，是中国电力机车迅速发展阶段基木形成了较为完整的4、6、8轴货运、客运系列，1984—1988年问铁路投资政策倾斜机车车辆工业1986年 铁路牵引动力政策改为“大力发展电力牵引，合理发展内燃牵引”以及发展“重载高 速”机车此期间株洲工厂等工厂和株洲所等科研单位得以大规模改造，新增很多先进专 用设备和试验检测设备，引进大量先进技术。

1985年和1986年进口 8K和6K机车的同时, 引进了大量先进技术经过消化吸收先进技术，结合电力机车实际和优秀的传统结构, 先后口主研制成功第三代机车11种同时还研制成功了第四代机车AC4000型交流传动机 车，使电力机车研制技术水平得到了迅速提高第二代机车和第三代多种机车成批生 产中国电力机车发展过程有以下几个特点：（1） 铁道部既是铁路经营主体，又是铁路修建、机车车辆制造主体，还主办铁 路科研和国家有关铁路的1［等咼等教育2） 电力机车产品开发，以工厂和研究所联合开发研制为主3） 90年代以前开发的产品，系列化、标准化、简统化差，各型机车的主要零部件 不通用，几乎一个型号一个样子，特别是牵引电动机电压不统-,有低压750V,中压1000V, 高压1500V种使设计制造、运用维修很不方便，经济效益差1990年铁道部开始电力机 车的简统化，系列化工作诸如主电路标准化设计，整流采用两段桥或不对称三段桥，牵 引电动机电压统一为1000V,机车车体采用统一结构……FI前已研制出SS8、SS6B、SS4B 等多种产品4）电力机车研制历程是仿制一独立自主设计制造一消化吸收引进技术自主设 计制造。

1.2韶山8型电力机车简介韶山8型电力机车是我国半时功率最大的准高速客运车，它的研制成功填补了我国快 速客运电力机车空白韶山8型电力机车以韶山5型机车作为原型基础，同为采用Bo-Bo 四轴及4台直流牵引电动机，功率3200kW,主要用于准高速干线客运，最大运行速 度为170km/ho在试验中最高更达到240km/h,是现时全速度最快的铁路机车 1997年开始批量生产，并作出改良，功率提升至3600kW和应用了串励式直流电动 机1998年6刀24 H,铁道部以编号0001的“韶八”机车，于许昌至小商桥区段 的实验中达到240km/h的速度，创下了当时的“小国铁路第一速”其后这个纪录 被后来出现的“中华之星”推拉式动车组（321.5 km/h）所超越，但在全的铁路 机车中，“韶八”至今仍继续“卫冕”，并未被其他机车所超越标志着我国电力机 车技术进入了高速领域随着电气化铁路的不断发展，主要干线客运提速的需要，韶山8 型电力机车将成为我国快速客运的主型机车韶山8型电力机车由株洲电力机车厂和株洲电力机车研究所于1994年研制成功，1996 年完成定型改造、型式试验，1997年投入批量生产韶山8型客运电力机车是工频交流晶 闸管相控机车，其主要技术特点为：（1） 机车主电路为不等分三段半空桥式电路，转向架电机并联供电，采用晶闸管分路 的龙级磁场削弱电路，可实现全运行区尢级调速特性。

2） 机车动力制动为加馈电阻制动，在低速区，亦能保持大的制动力3） 采用微机控制系统，控制功能有:特性控制；空转（滑行）保护控制；速度 分级控制系统的制动配合控制；过相分段的操纵控制以及诊断、监控显示功能4） 机车设有列车供电系统，可向旅客列车提供空调、采暖、茶炉、照明等供 电电源5） 机车可安装速度分级控制系统，与车载微机进行通信、查询，并执行牵引 至电制动的优先转换、常用制动、紧急制动6) 转向架为轮对空心轴六连杆弹性传动装置，减轻了簧下质量牵引装置为推挽式低位平牵引杆，牵引点高220mm7) 采用900KW脉流电动机，该电机为全叠片结构，双H绝缘8) 采用DK・1型制动机，具有空电联合制动功能，并能实现列车的电空制动 系统的电指令直通控制9) 经风洞模拟试验的机车外形，可减小风阻10) 车体为整体承载结构，采用有限元分析优化设计121韶山8型电力机车主要技术参数电流制 单相T频交流工作电压：额定值 25KV最高值 29KV最低值 20KV轴式 B0-B0轴重 22 t机车整备质量 88 t轨距 1435 mm动轮轮径(新，半磨耗) 1250/1200 mm机车持续制功率 3600 kW机车牵引1力持续制 126 kN起动值 210 kN机车速度持续制 100 km h最大值 170 km h电制动方式 加馈电阻制动制动功率(75-160km/h 时) 2700 kW最大制动力(16-75km/h吋) 130 kN车体底架长度 16300 mm车体宽度 3100 mm落弓时最高点距轨面高度 4628 mm车年勾 中丿C?线间 品巨 17516mm车钩中心线离轨面高度 880 土 10 mm受电弓滑板中心间距 8600mm受 电弓工作高度 500-2250mm转向架固定轴距 2900mm转向架中心距 9000mm空气压缩机能力 2X1.6沪主风缸容量 1.000 m3空气制动机型号 DK-1型机车电控制动机2韶山8型电力机车相关理论基础晶闸管(thyristor)是硅晶体闸流管的简称，俗称可控硅(SCR),其正式名称应是反向 阻断三端晶闸管。

除此Z外，在普通晶闸管的基础上还派生出许多新型器件，它们是工作 频率较高的快速晶闸管、反向导通的逆导晶闸管、两个方向都具有开关特性的双向晶闸管、 门极可以自行关断的门极可关断晶闸管、门极辅助关断晶闸管及用光信号触发导通的光控 晶闸管等2.1晶闸管结构与工作原理晶闸管是三端四层半导体开关器件，共有3个PN结，J］、J2、J3,如图2.1 (a)所示 其电路符号为图2.1 (b) , A为阳极，K为阴极，G为门极或控制极若把晶闸管看成由 两个三极管T,(P1NiP2)和T2ZP2N2)构成,如图2.1 (c)所示，则其等值电路可表示成图 2.1 (d)。