SS4G電力機(jī)車(chē)劈相機(jī)啟動(dòng)控制電路故障分析及處理

【摘要】隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，交通運(yùn)行對(duì)我們的生活也越來(lái)越重要，鐵路運(yùn)輸是我國(guó)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的大動(dòng)脈，在我國(guó)交通體系中占有重要地位。機(jī)車(chē)的運(yùn)用及安全問(wèn)題也是國(guó)民一直關(guān)心的對(duì)象。電力機(jī)車(chē)異步劈相機(jī)是電力機(jī)車(chē)的心臟，他的好壞決定了機(jī)車(chē)的運(yùn)行狀態(tài)，直接影響運(yùn)輸效率。

劈相機(jī)質(zhì)量是影響通風(fēng)機(jī)工作的一個(gè)重要因素，而通風(fēng)的良好又直接關(guān)系到電力機(jī)車(chē)主要電器的工作狀態(tài)。劈相機(jī)安裝在機(jī)械間內(nèi)，間接受控制電路控制。劈相機(jī)在工作時(shí)將單相交流電劈成三相電，為機(jī)車(chē)供應(yīng)220V電源，維持電力機(jī)車(chē)正常運(yùn)行。

1、劈相機(jī)的介紹

單相異步電動(dòng)機(jī)是利用單相交流電源供電的一種小容量交流電機(jī)。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、運(yùn)行可靠、維修方便等優(yōu)點(diǎn)及可以直接在單相220V交流電源上使用的特點(diǎn)，因此在家用電器及輕工業(yè)裝置上得到了廣泛的應(yīng)用。

單相異步電動(dòng)機(jī)的種類很多，但除罩極電動(dòng)機(jī)的定子具有凸出的磁極外，其余各類的定子鐵芯和普通三相異步電動(dòng)機(jī)的相似。一般情況下，定子鐵芯上有兩個(gè)繞組：一個(gè)稱工作繞組或主繞組，用以產(chǎn)生主磁場(chǎng)和從電源吸收電功率輸入給電機(jī)：另一個(gè)稱為啟動(dòng)繞組或輔助繞組，用來(lái)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。單相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子是普通的鼠籠式轉(zhuǎn)子。

2、劈相機(jī)起動(dòng)與運(yùn)行

劈相機(jī)有輔助電動(dòng)機(jī)起動(dòng)法和分相起動(dòng)法兩種起動(dòng)。輔助電動(dòng)機(jī)起動(dòng)法是在劈相機(jī)的轉(zhuǎn)軸上安裝一臺(tái)輔助電動(dòng)機(jī)，起動(dòng)劈相機(jī)時(shí)先給輔助電動(dòng)機(jī)通電，通過(guò)它帶動(dòng)劈相機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，待劈相機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，通過(guò)繼電器切除輔助電動(dòng)機(jī)的電源，將劈相機(jī)投入單相電網(wǎng)，使劈相機(jī)進(jìn)入空載運(yùn)行。這種起動(dòng)方法需要增加設(shè)備，設(shè)計(jì)難度增大，而且使劈相機(jī)的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，維修難度加大，實(shí)際應(yīng)用中一般都不采用。分相起動(dòng)法分為電阻分相起動(dòng)和電容分相起動(dòng)兩種。它們是利用定子繞組的起動(dòng)電源與起動(dòng)電阻（電容）兩相間的電角度產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生的較大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩使劈相機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)起來(lái)，待劈相機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，切除起動(dòng)電阻（電容），劈相機(jī)進(jìn)入空載運(yùn)行。這種啟動(dòng)方法具有線路簡(jiǎn)單，設(shè)備成本低等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。SS4G電力機(jī)車(chē)就是采用的電阻分相起動(dòng)法。

劈相機(jī)起動(dòng)時(shí)間不可以太長(zhǎng)，在接觸網(wǎng)19kv最低網(wǎng)壓下不應(yīng)該超過(guò)15秒，但也不可以太短，在最高網(wǎng)壓29kv下啟動(dòng)電阻過(guò)早切除，是劈相機(jī)在低速高電流下單相堵轉(zhuǎn)。正常情況下連續(xù)三次起動(dòng)不成功就應(yīng)該查明原因排除故障后才能再次嘗試起動(dòng)，避免設(shè)備燒損。

劈相機(jī)起動(dòng)完成后才能投入負(fù)載。負(fù)載變動(dòng)會(huì)影響劈相機(jī)的端電壓對(duì)稱性，這也直接影響了負(fù)載的三項(xiàng)電流對(duì)性。因此，為了保持三項(xiàng)電壓的對(duì)稱性，在通風(fēng)機(jī)和制動(dòng)風(fēng)機(jī)上并聯(lián)有電容。但是這導(dǎo)致合閘瞬間會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊電流，對(duì)電動(dòng)機(jī)的損傷較大，所以頻繁起動(dòng)的壓縮機(jī)沒(méi)有并聯(lián)電容。

3、韶山4電力機(jī)車(chē)劈相機(jī)的負(fù)載工況

因?yàn)楫?dāng)電網(wǎng)W相缺相時(shí)，劈相機(jī)的W相電勢(shì)高于W相端電壓，從而使W相電流反相，源源不斷的向三相負(fù)載輸出第三相電流，這時(shí)劈相機(jī)才真正進(jìn)入工況運(yùn)行。由于專用劈相機(jī)的軸上不帶機(jī)械負(fù)載，故劈相機(jī)負(fù)載前后的軸輸出機(jī)械功率是不變的，所有它的氣隙正序磁場(chǎng)也保持不變。但W相輸出電流產(chǎn)生的單相磁勢(shì)將使氣隙磁場(chǎng)發(fā)生變化，這就需要從U相和V相輸入相應(yīng)的附加電流，以保持氣隙正序磁場(chǎng)不變，而定子的負(fù)序磁場(chǎng)將隨W相電流增加而增加，這些新增加的負(fù)序磁場(chǎng)同樣有轉(zhuǎn)子產(chǎn)生新的負(fù)序電流去抵消，仍然保持氣隙負(fù)序磁場(chǎng)幾乎為零的特點(diǎn)。因此，劈相機(jī)無(wú)論是空載工況還是負(fù)載工況，其定子U、V、W三項(xiàng)電流不對(duì)稱，這也是劈相機(jī)負(fù)載后三相電壓不對(duì)稱的一個(gè)重要原因，這將直接影響輔助電動(dòng)機(jī)的正常工作。如何在劈相機(jī)負(fù)載后或工作變化時(shí)保持其輸出三相電壓的對(duì)稱性，也是劈相機(jī)運(yùn)用中必須解決的核心問(wèn)題。

以上分析說(shuō)明：劈相機(jī)實(shí)際上是本身只輸出一相電流的異步電機(jī)，劈相機(jī)工況實(shí)際上是三相異步電機(jī)在不對(duì)稱條件下運(yùn)行的特例。

異步電機(jī)進(jìn)入劈相機(jī)工況一般要具有兩個(gè)條件：

（1）電機(jī)軸上的機(jī)械負(fù)載不變；

（2）三相電網(wǎng)中的W相缺相，使W相電流反相輸出。

4、韶山4電力機(jī)車(chē)劈相機(jī)不啟動(dòng)的原因分析及處理

故障1：劈相機(jī)不起動(dòng)

原因分析：

（1）劈相機(jī)控制電路斷路

（2）劈相機(jī)控制電路沒(méi)有電

故障處理：

1、反復(fù)活動(dòng)幾次劈相機(jī)扳鈕，檢查恢復(fù)故障節(jié)控制電源柜內(nèi)“輔機(jī)控制”自動(dòng)開(kāi)關(guān)和劈相機(jī)三項(xiàng)過(guò)流保護(hù)自動(dòng)開(kāi)關(guān)。

2，若故障仍然存在，改裝LCU的機(jī)車(chē)，將故障節(jié)兩低壓柜內(nèi)的LCU扳鈕轉(zhuǎn)換到另外一組。未改裝裝LCU的機(jī)車(chē)，檢查確認(rèn)故障節(jié)中間繼電器567KA不吸合時(shí)，閉合劈相機(jī)起動(dòng)扳鈕后人為使其固定在吸合位。

3、仍然解決不了，檢查確認(rèn)故障節(jié)起動(dòng)電阻吸合，用通風(fēng)機(jī)1代替劈相機(jī)。起動(dòng)電阻不吸合，切除故障節(jié)，單節(jié)車(chē)維持運(yùn)行。

故障2：劈相機(jī)起動(dòng)后，電磁噪音大，起動(dòng)電阻甩不開(kāi)

原因分析：

（1）213KM故障

（2）283AK故障

故障處理：

1、閉合劈相機(jī)扳鈕后，3—6秒內(nèi)某節(jié)劈相機(jī)燈不滅、劈相機(jī)啟動(dòng)噪音大或尖銳聲音，立即斷開(kāi)主斷路器，再斷開(kāi)劈相機(jī)扳鈕。已經(jīng)改LCU的機(jī)車(chē)，將故障節(jié)兩低壓柜內(nèi)的LCU扳鈕轉(zhuǎn)換到另外一組，然后重新閉合劈相機(jī)扳鈕。

2、若解決不了，待劈相機(jī)啟動(dòng)3秒后，人工閉合下故障節(jié)566KA；改裝LCU的機(jī)車(chē)人工閉合一下故障節(jié)283AK按鈕。

3、還不行，未裝LCU的機(jī)車(chē)，檢查確認(rèn)故障節(jié)527KT不釋放時(shí)，設(shè)法使其釋放；213KM焊接時(shí)，斷主斷后撬開(kāi)即可。焊接嚴(yán)重時(shí)，切除故障節(jié)，維持運(yùn)行。

5、劈相機(jī)的日常保養(yǎng)

（1）保持劈相機(jī)清潔，保證劈相機(jī)內(nèi)部和外部無(wú)污物，確保其冷卻散熱狀態(tài)良好。

（2）定期檢查劈相機(jī)周?chē)袥](méi)有漏水、滴水，做好干燥處理。測(cè)量定子繞組的絕緣電阻，確保其達(dá)達(dá)標(biāo)。

（3）定期更換軸承潤(rùn)滑油，保證其運(yùn)轉(zhuǎn)良好，避免軸承缺油干磨造成堵轉(zhuǎn)、走外圓、掃膛燒壞。

（4）機(jī)車(chē)日常使用中發(fā)現(xiàn)劈相機(jī)有異常噪音等非正常情況，回段及時(shí)報(bào)修，以免造成故障擴(kuò)大，造成更多損失。

結(jié)論

以上是我通過(guò)課本上的理論知識(shí)和自己在工作中的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出劈相機(jī)的一些知識(shí)。作為使用機(jī)車(chē)的乘務(wù)員運(yùn)行中要加強(qiáng)瞭望，密切監(jiān)視劈相機(jī)的工作情況，發(fā)現(xiàn)情況立即處理，并及時(shí)將情況報(bào)告單位，避免劈相機(jī)發(fā)生故障。而檢修部門(mén)要設(shè)專人負(fù)責(zé)機(jī)車(chē)劈相機(jī)質(zhì)量檢測(cè)，提高檢修水平，不放有問(wèn)題的劈相機(jī)出段。并和運(yùn)轉(zhuǎn)部門(mén)做好信息交流，使劈相機(jī)的壽命不斷上升，故障頻率在不斷下降。使鐵路運(yùn)輸暢通無(wú)阻。