黑龙江交通职业技术学院毕业设计（论文）
著，为减少机车种类，因此常采用客货通用的电力机车。
我国铁路线根据不同的等级，在曲线半径、限制坡道、到发线长度上差异较大；从货物列车编组质量看，多为3500t、5000t，在运煤专线上甚至为万吨列车；而客运列车的编组质量约1000t左右。因此客、货在编组质量、列车运行速度方面的差别极为显著，所以客货通用的电力机车，对我国并不合适。由于我国各铁路线货物列车的编组质量差异较大，因此从我国国情出发，应该研制不同轴式、不同功率等级的货运电力机车，．形成系列，来满足不同编组、不同路况的需求。正是本着这个契机，大连厂与同本东芝公司联合开发试制了HXD3交流货运电力机车，填补了国内六轴交流货运电力机车型谱的空白。使国内交流货运电力机车，可以以6轴和8轴轴式的货运电力机车为基础，来构成12轴、16轴、18轴、24轴?的重联组合，供不同的列车编组、不同的线路断面所需，以满足我国铁路重载的需求。
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第二章 电气线路主电路
第二章 电气线路主电路
HXD3
电力机车上各种电机、电器设备按其功能和作用、电压等级分别组
成几个独立的电路系统。即主电路、辅助电路、控制电路。三个电路通过电一磁、电一机、电一空等联系起来，对机车进行控制。
2.1 主电路及其部件
机车主电路是产生机车牵引力和制动力的电气设备电路。机车主电路主要由
网侧电路、主变压器、牵引变流器及牵引电动机等组成。具体电路如图2．2HXD3型电力机车主电路原理图所示[6]。主电路所完成的功能是电能和机械能间的相互转换。
机车牵引工况时，机车主变压器原边通过受电弓、高压隔离开关和主断路器获得5kV交流电，经过主变压器的降压，由主变压器次边6个独立的牵引绕组分别向6组交直交支路供电。每组交直交电路由一个两点式单相四象限PWM整流器和一个两点式三相WVF逆变器等组成。三相WVF逆变器向牵引电动机供电，牵引电动机在电动机状态下工作，实现电能向机械能的转换，变为机车的牵引力和速度。
机车制动工况时，则进行与上述相反的转换。这时电动机在发电机状态下工作，将列车的动能或位能转换为电能，向接触网回馈电能，这时牵引时按整流器工作的变流器，变为逆变器工作。
全车共有6组变流器，加上相应的电器，分别安装在两套变流器机柜中。牵引变流器的控制采用单轴独立控制方式，机车的单轴输出功率达1200kW。
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图2．2 HXD3型电力机车主电路原理图
2.2网侧电路作用及其主电路器 (1)网侧电路
网侧电路由2台受电弓、2台高压隔离开关、1个高压电流互感器、1个高压电压互感器、1台主断路器、1台避雷器、主变压器原边绕组、2个低压电流互感器和回流装置等组成。
机车通过受电弓APl或AP2从接触网受流，经高压隔离开关QSl或QS2和主断路器QFl，通过高压电流互感器TAl进入车内，经25kV高压电缆与主变压器A端子相连，经主变压器原边AX后，通过6个并联的回流装置EBl一EB6从轮对回流至钢轨。 ①受电弓
采用DSA型受电弓。该弓采用原装德国进口件，在国内组装。各项性能指标均高于国内同类产品，弓内装有自动降弓装置，当弓网故障时，可自动降弓保护。
②高压隔离开关
采用目前国内成熟产品，具有手动操作功能。当一台受电弓发生故障接地时，可通过手动操作高压隔离开关，切除故障的受电弓，由另一台受电弓维持机车维持运行，以减少机破故障，提高机车运用可靠性。 ③高压电压互感器
采用新设计的干式高压电压互感器，其次边输出分别送到牵引变流器1和牵引变流器2的控制单元，作为牵引变流器控制的同步信号使用，还可作为原边电
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第二章 电气线路主电路
压的检测和为电度表的计量提供电压输入。 ④主断路器
采用原装进口真空断路器。该电器的作用为正常状态下的电路的开闭及故障状态下电路的开断，后者包含机车接地和短路等故障。由于故障电流增长快、电流大，因此要求断路器在尽可能短的时间内动作，并能开断极大的短路电流。 ⑤高压电流互感器对主变压器原边电流进行检测，用以驱动保护继电器，起原边过流保护作用。
⑥避雷器避雷器接在主断路器和高压电流互感器之间，用以抑制操作过电压及雷击过电压。
⑦高压接地开关在机车停电进行高压设备或需上车项检修时(同时必须接上接地棒)需通过打开机车天窗门，转换高压接地开关，使车顶网侧部分接地，以确保人身安全。
⑧低压电流互感器一只低压电流互感器为电度表的计量提供原边电流信号，并为机车微机控制系统提供原边电流信号，另一只低压电流互感器给TCMS送入原边电流信号，用于微机显示屏显示。 ⑨回流装黄
保证网侧电流向钢轨的回流作用，同时保护机车轮对轴承不受电蚀以及机车可靠的接地性能。 (2)主变压器
主变压器的六个1450V牵引绕组分别用于两套牵引变流器的供电，两个399V辅助绕组分别用于辅助变流器的供电[7]。
2.3牵引变流器 ①牵引变流器的构成
牵引变流器UMl内部可以看成由3个独立的整流一中间电路一逆变环节构成，每个环节分别有2个接触器、1个输入电流互感器、1个充电电阻、1个四象限变流器、中间电路、1个PWM逆变器、2个输出电流互感器等组成。3个整流一中间电路一逆变环节的主电路和控制电路相对独立，分别提供给3个牵引电动机。当其中一组或几组发生故障时，可自动切除，剩余单元可继续工作。 ②牵引变流器工作原理
在变流器的输入端，设有变流器充电电路。当中间电压为零时，主变压器的牵引绕组通过充电电阻向四象限整流器，给中间直流回路支撑电容充电。若不接入充电电阻，当电源接入时，电容上的电压不能突变，因此电源相当于通过二极管形成短路，，会形成很大的冲击电流。当中间直流电压达到2000V时，中间电路预充电完成，充电接触器切除充电电阻。这时，牵引绕组向中间直流回路支撑电容继续充电，直至2800V。整个充电过程完成后，逆变器可以投入工作。在
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