ss(4b)型电力机车辅助变流器的研究

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1、SS(4B)型电力机车辅助变流器的研究1绪论1.1课题背景及意义随着我国经济的快速发展，我国的铁路事业也正发生着日新月异的变化，铁路提速范围的不断扩大，更多更新的铁路的修建，说明了我国铁路事业正在迅速发展，而电力机车以其高效舒适、绿色环保等优势，己经成为现代机车运营的中流砥柱。我国韶山（以下简称SS）型电力机车，一共经历了四代、九个系列、十几种车型的发展历程，形成了我国独特的电力机车型谱和系列，将交-直牵引传动技术发展到了较高的水平⑴。SS4型电力机车是由株洲电力机车厂和株洲电力机车研究所共同开发的，于1985年研制成功。这款电力机

2、车分SS4型（1-158号）、SS4改型（159号以后）两个发展阶段，但是规范的型号仍然是SS4型电力机车。SS4型是6400千瓦双机重联八轴货运电力机车，也是中国铁路第三代（无级调压、交一直流电传动）电力机车的首型机车。SS4B型电力机车是在SS4(改）型电力机车基础上，消化吸收国外引进机车的先进技术，设计理念强调以安全、可靠、互换性为前提，同时考虑提高机车性能。神华集团是SS4B型电力机车的唯一用户，除首两台为试制机车外，其余258台SS4B型机车均为神华集团旗下各铁路公司的企业自备车，作为神朔铁路、朔黄铁路、大准铁路、包神铁路

3、煤炭运输的主力机车。韶山系列电力机车概括说来，主要是在晶闹管相控调压、机车牵引（制动）特性控制、转向架动力性能等技术方面做了大量的创新性研发工作。但在电力机车直流传动向交流传动的转化，辅助系统交流变频传动化，机车数字化和网络化方面的尝试较少，起步较晚，发展较慢。直到2003年铁道部决心走技术引进，消化、吸收、再创新，促进铁路机车车辆装备现代化的发展道路，才实现了我国电力机车跨越式的大发展，如引进?欧洲SIEMENS、ALSTOM，美国GE，日本川崎等公司的机车技术，制造出了高速、重载的和谐号机车(系列)，实现了我国电力机车从交-直传

4、动向交-直-交传动的转化，实现了我国机车装备技术水平的全面提升。1.2电力机车辅助供电系统概述电力机车辅助系统是电力机车的重要组成部分，其主要作用是为牵引及制动系统提供保障，保证电力机车主电路系统充分发挥其功率，确保机车正常运行；同时辅助系统还肩负着改善机车环境的重要任务辅助系统主要包括为主变压器及牵引电机降温的冷却乗和;f却风机、以及为受电弓及其他气动设备提供风源的空气压缩机。辅助系统的好坏直接关系到机车能否正常运行，而辅助供电系统就是专门为辅助系统中的交、直流用电设备进行供电而设计的，所以辅助供电系统的性能对整个电力机车的安全运

5、行也至关重要。目前，国产电力机车辅助供电系统主要分为两种供电方式：一种是利用勞相机为辅助系统供电，多用于直流传动电力机车，例如SS3、SS4、SS7、SSs、SS9等；另一种是辅助变流器供电方式，主要应用交流传动机车和部分直流传动机车，包括HXD、CRH系列等交流传动机车和SS7E型等直流传动机车。而国外的大多数机车均采用辅助变流器供电方式。相比于勞相机，辅助变流器具有供电安全可控、输出稳定平衡等明显优势，因此除了老式直流传动电力机车上固有的勞相机辅助供电方式外，不会再有新的电力机车以勞相机作为其辅助供电系统。2SS4B型电力机车辅

6、助变流器方案2.1SS4B型电力机车辅助系统介绍SS4B型电力机车是按照重载货运要求设计的，由两节完全相同的四轴电力机车通过内重联环节连接组成。牵引传动系统采用由晶间管构成的三段不等分桥调压控制技术，牵引特性为恒流、准恒转速控制两台800k调制技术，实现对辅助机组的控制。整流器在相控整流和P整流两种整流方案中做权衡，相控整流相对P整流有一定的技术滞后，但是结合在SS4B电力机车上的应用，相控整流方案会减少对机车既有装置的改造成本，有较高的技术兼容性，因此最终采用相控整流方案。(3)针对SS4B型电力机车既有辅助供电装置进行研究分析：

7、勞相机作为一种辅助供电装置，在国内SS系列的多种车型中都被采用，勞相机技术简单、成本低，但勞相机供电品质较低而且故障频发。相关文献只对勞相机只进行简要分析并未深入研究。本文从勞相机原理出发，建立勞相机有限元仿真模型，研究费相机供电不稳定的根本原因，并得到勞相机输出电压随其输入电压、所带负载变化所产生的不对称度。仿真结果验证了努相机只有在额定状态下才能够输出较为平衡的三相电压，一旦偏离额定状态，努相机的供电质量就会降低。