电传动机车控制—SS9触点电路

1、SS9机车电气线路第一节第一节 主电路主电路一、主电路的特点一、主电路的特点SS9型电力机车主电路具有以下特点： 1 主传动型式采用交直传动和串励式脉流牵引电动机，调速特性控制简单。 2 整流调压与磁场削弱采用三段不等分半控整流桥无级调压，其中一段占二分之一的整流电压，另两段占另二分之一的整流电压。前者用于低速区，而后者用于高速区，以提高高速区的功率因素。机车采用晶闸管分路来达到无级磁场削弱，可提高列车高速运行时的平稳性。机车在整个调速区间内均是无级的； 3 电制动方式电制动采用加馈电阻制动，在低速区可以有较大的制动力； 4 牵引电动机供电方式采用转向架独立供电方式，即每台转向架有三台并联的牵

2、引电动机，由一组整流器供电。优点是当一台转向架的整流电路故障时，可保持1/2的牵引能力，实现机车故障运行；前后两个转向架可进行各架轴重转移电气补偿，即对前转向架减荷后转向架增荷，以充分利用粘着，发挥最大牵引能力；实现以转向架供电为基础的电气系统单元化供电控制系统，装置简单。 5 测量系统直流电流和电压的测量均采用霍尔传感器，交流电流和电压的测量采用交流互感器，使高压电路与测量控制系统隔离，以利于司机安全，并且使控制、测量、保护一体化，同时提高了控制精度； 6 保护系统机车采用双接地保护，每一台转向架电气回路单元各接一台主接地继电器，以利于查找接地故障。二、主电路的构成二、主电路的构成 网侧电路

3、网侧电路见图31。其主要功能是由接触网取得电能，因而属于25kV电路。网侧电路又称高压电路，在主变压器高压绕组AX的A侧为高压部分，主要设备有受电弓12AP、高压隔离开关17QS、18QS、真空断路器4QF、高压电压互感器6TV、高压电流互感器7TA、避雷器5F、主变压器的高压绕组AX。低压部分有：电流互感器9TA、网压表103PV、104PV、电度表105PJ、自动开关102QA、接地碳刷110E160E及变压器100TV。网侧电流从接触网流入升起的受电弓，经主断路器4QF、高压隔离开关17QS（或18QS）、主变压器的高压绕组(A-X)进入车体,通过车体与转向架的软连线、接地电刷110E1

4、60E、轮对、钢轨，返回变电所。高压电压互感器6TV接在主断路器主触头之前，在其二次侧通过保护用自动开关102QA，接有安装于司机室内的网压表103PV、104PV，电度表105PJ的电压线圈。升起受电弓， 就可判断接触网是否有电。在接地端X处，接有交流电流互感器9TA(300A/5A)， 为电度表提供电流信号。 在主断隔离开关与主阀之间接有避雷器5F，用于抑制操作过电压及运行时的雷击过电压。高压电流互感器7TA是原边电流的测量装置，其作用为原边的过流保护。高压隔离开关17QS、18QS用于隔离故障受电弓。受电弓12AP、高压隔离开关17QS、18QS、真空断路器4QF、高压电压互感器6TV、

5、高压电流互感器7TA、避雷器5F、主变压器的高压绕组AX。低压部分有低压部分有：电流互感器9TA、网压表103PV、104PV、电度表105PJ、自动开关102QA、接地碳刷110E160E变压器100TV 整流调压电路 整流调压电路分为两个独立的单元，分别向相应的转向架供电。 现以其中一个调压供电单元，说明其调压过程。 磁场削弱电路磁场削弱电路 当电机电压达到最高值后，要求机车继续加速时，就要进行磁场削弱。SS9型电力机车采用晶闸管无级分路，来实现从满磁场到最深削弱磁场的连续平滑控制，以改善高速区的牵引功能。 牵引电路牵引电路机车牵引供电电路，采用转向架独立供电方式。第一转向架的1M、2M、

6、3M牵引电动机并联，由主整流器70V供电。第二转向架的4M、5M、6M牵引电动机并联，由主整流器80V供电。两组供电电路完全相同且完全独立。牵引电动机共有4个绕组，即电枢绕组、补偿绕组、附加极绕组和主极绕组。前3个绕组在电机出厂前已固定连接，简称之为电枢绕组电枢绕组；因此对外连接的就只有电枢绕组和主极绕组主极绕组，串励电机的转向取决于这两个绕组的连接方式。 制动电路制动电路SS9型电力机车采用了加馈制动电阻。在电制动时，各励磁绕组串联后由励磁电源供电，而电机的电枢电路除串有制动电阻外，还串入一段整流电源。电制动时，位置转换开关107QPR、108QPR转至制动位，将牵引电机的电枢和励磁绕组隔开

7、，并将电机1M6M的励磁绕组串联起来。在电枢电路中串入制动电阻13R63R，并联后与上面的一段整流器串联作为加馈电源，端的下面一段整流器串联与励磁绕组a5-x5相连作为励磁电源。 电枢电路中，由于串有整流器，因而电枢电流方向应与牵引时相同，所以制动时的励磁电流应与牵引时相反(由“牵”“制”转换开关保证)，以改变电机电势的方向。 加馈电阻制动分为两个速度控制区。1 高速区由于电机电势很高，足以维持一定的制动电流，所以无需电源参与工作，主整流器仅起续流作用，晶闸管处于封锁状态。制动电流的通路为主整流器二极管平波电抗器(11L61L)牵引电机(1M6M)制动电阻(13R 63R)二极管。2 加馈区励

8、磁电流已达到最大值。为维持最大制动力应保持最大的制动电流。由于机车速度降低，牵引电机的电势不足以维持最大制动电流。这时绕组a1-x1投入工作，半控桥的晶闸管轮流导通， 相当于牵引电机电势再串联一个整流电压。调节整流电压的大小，以维持制动电流达到某一数值。 保护电路保护电路 机车主电路有短路保护、过载保护、过电压保护及主电路接地保护等四个方面。 机车主保护器件为主断路器机车主保护器件为主断路器4QF，其分断的故障除主电路的短路、分断的故障除主电路的短路、牵引电机过载或环火、牵引电机过载或环火、主电路接地之外，主电路接地之外，还有辅助电路过载、短路、辅电路接地、接触网停电辅助电路过载、短路、辅电路

9、接地、接触网停电或离弓超过或离弓超过0.3s的欠压保护的欠压保护等。1 短路保护 网侧短路保护 当流经高压电流互感器7TA(300A/5A)的电流超过整定值520A时，过流继电器101KC(整定值8.7A，允差5%)动作，主断路器4QF分断。 这种故障往往是车内25kV高压电路的对地短路，包括主变压器高压绕组的击穿，导电杆的对地短路等。但车顶设备对地短路则不起作用，需由牵引变电所的油开关跳闸来进行保护。 整流器侧短路保护 整流器侧短路保护有下面几种： a) 牵引绕组短路； b) 整流元件击穿形成的内短路； c) 整流器母线间的短路。 当产生上述短路时，牵引绕组引线上的电流互感器176TA、17

10、7TA、186TA、87TA(整定值4400A)微机柜短路保护组件逻辑控制单元（LCU）主断路器4QF分断。 过载保护过载保护 牵引工况电机的过载和环火保护当电机环火和过载时，由直流传感器111SC161SC检测电流微机柜保护组件，然后分二路：一路至逻辑控制单元（LCU）主断路器4QF分断；另一路封锁整流桥70V、80V。过载整定值I=1520A。 制动工况的过载保护 电枢电路过载及环火时，由直流传感器111SC161SC检测电流微机柜保护组件，然后分二路：一路至逻辑控制单元（LCU）主断路器4QF分断；另一路封锁整流桥70V、80V。 励磁电路过载时，由直流传感器113SC163SC检测电流

11、微机柜保护组件，然后分二路：一路至逻辑控制单元（LCU）接触器92KM动作；另一路封锁励磁整流桥。 制动电流过载整定值I=1150A。励磁电流过载整定值I=1130A。3 过电压保护过电压保护 大气过电压及操作过电压保护 过电压形成于雷击过电压或操作过电压，主要保护形式有： 避雷器避雷器5F避雷器5F接于主断路器的隔离开关与主阀之间，为金属氧化物避雷器。主要用于防止主断路器分断和合闸过程的操作过电压，也用于机车运行中的雷击过电压。标准冲击波电压为105kV。 阻容保护阻容保护在牵引绕组侧设有RC网络吸收器(71C82C，73R84R)，电容为交流电容器(1700V、18uf)，电阻由两只6.2

12、电阻并联而成，阻值为3.1。 压敏电阻压敏电阻牵引绕组侧还并联有压敏电阻138RV、139RV、148RV、149RV，用以抑制牵引绕组侧的过电压，过电压主要由大气过电压或操作过电压产生。阻容保护和压敏电阻可将过电压限制到牵引绕组峰值电压的2倍以下。 牵引电机的过电压保护牵引电机电压由微机柜限压环节进行限制，使整流器的整流电压输出不超过1185V，允差2.5%。 整流装置换向过电压保护 主整流装置的每一晶闸管和二极管元件上均并联RC阻容保护，用于限制整流元件换向过程中产生的过电压，以保护元件本身。4 接地保护接地保护 牵引工况时，由图34可知，接地保护按“转向架供电单元”设置，所以除网侧电路外

13、，主电路中任一点接地，接地继电器均能动作，无“死区”。 制动工况时，由图35可知接地保护装置也是分区设置，不同的是端接地保护除保护端转向架的电机电枢电路外，还保护6台电机的励磁电路。 端的接地保护仅保护端转向架的电枢电路。 主电路接地故障时，通过97KE、98KE的联锁触点使主断路器4QF开断。 测量电路测量电路 SS9型电力机车主电路测量包括网压、电机电压、直流电流、励磁电流、网侧牵引电路等几部分，分述如下：1 网压测量 网压信号的测量用高压电压互感器6TV(25kV/100V、100VA) ；指示用交流电压表103PV,104PV(0V160V)，该表为双针表，一根针显示网压，实际刻度0k

14、V40kV，在19kV及29kV处有红色标志；另一根针显示控制电源电压。电压表103PV、104PV分别置于两端司机台上。2 电机电流、电压和励磁电流测量 机车主电路采用了12只电流传感器，分别测量1M6M 电机的电枢电流和磁场电流，6只电压传感器，分别测量1M6M 电机电枢的电压，然后将测量的信号送入微机柜。3 网侧牵引电路测量 使用DJ16型电力机车交流电度表105PJ，额定电压100V，额定电流1A， 过载电流5A。电压信号由高压电压互感器6TA(25kV/100V)次级线圈输出，串联自动开关102QA(AC250V，0A10A) 作回路短路保护；电流信号由低压电流互感器9TA输出(LM

15、ZJ-0.5，300A/5A)。该电度表刻度已考虑互感器变比，将指示数乘以100即实际电度数。直流传感器的电压和电流信号不但作为显示信号，还作为自动调节系统的控制信号。4 机车速度测量机车的速度由装于轮对轴端的速度传感器检测，信号送入微机柜和监控装置供机车控制用，并在微机显示屏及速度表上显示机车速度。第二节第二节 辅助电路辅助电路 SS9型电力机车除44、45机车以外辅助电路均采用传统的劈相机供电系统，44、45机车采用静止三相辅助逆变器供电系统。本节重点介绍SS9型电力机车的劈相机系统辅助电路原理。一、劈相机系统辅助电路一、劈相机系统辅助电路SS9型电力机车劈相机供电系统分为两大部分：一是一

16、是传统的单传统的单三相供电系统；一是列车供电系统。三相供电系统；一是列车供电系统。 单三相供电系统劈相机单三相供电系统辅机均采用三相异步电动机拖动，电源来自主变压器的辅助绕组b6-c6-x6，其中b6-x6额定电压为389V，x6-c6额定电压为229V，单相交流电源从b6-x6经库用转换开关235QS至导线201，202给各辅机及窗加热、取暖设备供电、机车在库内可通过辅助电路库用插座294XS引入380V单相或三相交流电源，将235QS投向库用位，则辅助电路设备可由库内电源供电。 SS9型电力机车设置两台劈相机，型号为JP402A，第一台劈相机为电阻分相起动，第二台劈相机及所有辅机为三相起动

17、，劈相机分相起动时必须在第二电动相绕组与发电相绕组间接入起动电阻263R进行分相起动，起动电阻的接通与开断由接触器213KM来执行，起动过程由劈相机起动继电器283AK检测并控制起动电阻回路的开断。283AK的工作电源（DC110V）从逻辑控制单元（LCU）经导线281引入，当按下劈相机扳键开关后，接触器213KM闭合，起动电阻投入，201KM闭合，劈相机开始起动，当283AK测得劈相机发电相电压接近于比较电压(额定网压下,该电压值为220V, 283AK动作,其常开联锁闭合, 逻辑控制单元（LCU）控制213KM主触头打开,开断起动电阻(263R)回路,劈相机起动完成。同时,逻辑控制单元（L

18、CU）开断了导线281通路使283AK失去工作电源处于闭置状态。劈相机起动电阻备有两组劈相机起动电阻备有两组,当第一组烧损可换另一组使用,此时只需把转换刀开关296QS打下位置即可.若第一台劈相机故障,则需把劈相机故障开关242QS置2PX位. 2、 三相负载电路三相负载电路当劈相机起动完毕后,辅助回路导线201、202、203即可提供三相不对称电源，这时各辅机可依次投入工作。电气原理图见图310所示。SS9型电力机车三相负载有：压缩机电动机3MA、4MA两台，牵引通风机电机5MA、6MA、7MA、8MA（30kW）四台，制动风机电动机9MA、10MA、11MA、12MA（16kW）四台，变压

19、器风机电动机13MA（22kW）一台，变压器油泵14MA（10kW）一台,列车供电风机电动机15MA、16MA（750W）二台。各辅助电动机均通过其相应的交流接触器203KM-212KM进行分合控制，为了改善劈相机供电系统的三相电源对称性，在5MA-10MA电动机的D2、D3之间接入移相电容247C254C，它们随电动机作负载投入而投入。库内电源有两种：库内电源有两种： 库内三相电源库内三相电源。一般在机务段内不起动劈相机，直接起辅机时使用。把库内三相电源接到库用插座294SX的207、208、209三点上，通过235QS及导线203与209之间的连接母线直接为辅助电路提供三相电源。 库内单相

20、电源库内单相电源。仅在制造厂、大修库内，电源容量大时使用。单相电源送至库用插座294XS的207、208两点上（为插座上部两点位置），经235QS给辅助电路提供单相电源，此时须使用劈相机实现单-三相供电系统。3、 单相负载电路SS9型电力机车单相负载包括司机室多功能饮水机、窗加热玻璃、热风机、脚炉、空调。 4、保护电路机车辅助电路有辅接地保护、安全阀保护、辅机过载保护、辅机过压保护、辅过流保护等五个方面。 辅接地保护 在变压器辅助绕组x6与地之间设有辅助电路接地保护电路，这个系统由辅助接地继电器285KE，整流元件291U，限流电阻262R，电容257C，辅接地故障开关237QS组成。辅接地保

21、护属有源保护装置，支路经逻辑控制单元（LCU）控制电源223后接地，当辅助电路某点接地时，辅接地保护系统形成回路，285KE动作吸合，其辅助联锁使主断路器分闸线圈得电跳闸，司机台辅助接地信号显示。此时285KE常闭联锁开断，回路串入电阻262R以免出现大电流而烧损接地继电器。同时经由285KE自身联锁和逻辑控制单元LCU“自锁”，保持信号记忆。故障解除后，借助主断路器合闸操作，通过LCU使285KE恢复，在限流电阻262R两端并接电容257C的目的是为了使285KE动作时能可靠吸合，以提高保护系统的可靠性。237QS是辅助接地保护故障隔离开关，若确定辅助电路有一点接地且不能排除时，可切断保护电

22、路，此时机车作故障运行。要求司机严密监视各辅机工作状态，确保安全。 安全保护287YV为机车各室门、高压柜门的联锁安全保护阀。保护阀287YV由双电源供电：一路从控制电路直流110V电源线531经主电路入库开关20QP、50QP联锁，车顶行程门开关297QP联锁至287YV线圈；另一路由微机判断机车有网压则送出经670线至287YV线圈，提高保护系统的可靠性。 辅机过载保护 SS9型电力机车辅机过载保护采用自动开关，各辅机三相回路均接有相应的分别相对应的三相自动开关215QA-228QA。当出现辅机单相、短路、堵转等情况引起过流时，相应的自动开关将保护动作，切断三相电源并显示故障信号。 辅过电

23、压保护 采用跨接在辅助绕组a6-x6两端的R-C过压保护电路，由电阻260R、电容255C组成，吸收过电压。辅过电流保护辅助电路过电流保护采用电流继电器282KC,在辅助绕组短路极其它原因造成辅助电路短路,其电流超过2800A时,282KC吸合动作使机车主断路器分闸,并显示辅助过流信号。 列车供电系统SS9型电力机车为满足客车车厢空调、采暖、照明等电器的用电需要，设置DC600V列车供电系统。该系统采用机车集中整流、客车分散逆变的供电方式机车集中整流、客车分散逆变的供电方式。为确保列车正常供电，列车供电系统设置两套独立的整流装置，分别由供电绕组a7-x7、a8-x8供电，可同时工作，输出功率均

24、为400kW，分别向列车提供两路DC600V电源。二、辅助逆变器系统辅助电路二、辅助逆变器系统辅助电路SS9型电力机车044、045机车是进行中央走廊设备布置的两台样车，设计时辅助电路采用了新型的辅助逆变器系统。辅助逆变器系统辅助电路主要包括三个部分：一是三相供电系统一是三相供电系统，采用先进的静止逆变器技术，完成对机车各三相辅机、三相空调的供电；二是单相供电系统二是单相供电系统，主要实现脚炉、暖风机、窗加热玻璃等取暖设备的供电；三是列车供电系统，采用列车供电柜三是列车供电系统，采用列车供电柜 、三相供电系统、三相供电系统三相供电系统由于采用了新型的辅助逆变器系统，三相输出电压对称三相输出电压

25、对称，同时采用变频变压起动，起动电流小，对电机及负载无冲击，而且在低压下也能稳定输出，不受电网波动影响。辅助逆变器采用分散式逆变器辅助逆变器采用分散式逆变器，基本保证每个逆变单元对应一个辅机，因此各子系统具有比较强的独立性，相互干扰小，并且极大的方便了故障诊断和隔离，因此系统可靠性高。逆 变 器 11V逆 变 器 12V逆 变 器 13V LC滤 波 器11LC LC滤 波 器12LC LC滤 波 器13LC逆 变 器 14V LC滤 波 器 LC滤 波 器 LC滤 波 器14LC逆 变 器 15V逆 变 器 16V15LC16LC2、三相负载电路、三相负载电路SS9型电力机车安装有两个辅助逆

26、变器柜，每个辅助逆变器柜含有6个逆变单元，通过分散逆变的方式分别向每一台辅机提供三相380V交流电源。 辅助逆变器逆变单元代号负载代号额定功率（KW）辅助逆变器111V压缩机11MA2212V牵引风机46MA3013V制动风机17MA15制动风机39MA1514V牵引风机35MA3015V变压器风机11MA2216V列车供电冷却风机113MA0.75空调115EV5辅助逆变器221V压缩机22MA2222V牵引风机24MA3023V制动风机28MA15制动风机410MA1524V牵引风机13MA3025V变压器油泵12MA426V列车供电冷却风机214MA0.75空调216EV5第三节第三节

27、控制电路控制电路 SS9型电力机车有两种控制电路，一种是传统的劈相机系统控制电路，一种是辅助逆变器系统控制电路（0044、0045机车），本节主要介绍劈相机系统控制电路。一、劈相机系统控制电路一、劈相机系统控制电路除0044、0045机车以外，SS9型电力机车辅助电路均采用了劈相机系统，相对应的控制电路由起不同作用的各种控制环节组成，大体可分为以下几部分（逻辑控制单元另见说明）： 整备整备(预备预备)控制电路控制电路：完成机车动车前的所有操作过程；调速控制电路调速控制电路：完成机车的动车控制，即起动、加速、减速；机车内部状态的信号控制电路机车内部状态的信号控制电路：完成机车整车或某些部件的工作

28、状态的显示； 保护控制电路保护控制电路：完成机车主电路、辅助电路的保护功能及其相关的控制；照明控制电路照明控制电路：完成机车的内外照明及标志显示；控制电源电路控制电源电路：直流110V稳压控制电源及其配电电路。其它控制电路其它控制电路：列车供电、刮雨器、空调等辅助设备控制。、整备(预备)控制电路所谓整备控制是指机车动车前的各项预备性操作，如升受电弓、合主断路器、起动劈相机、空气压缩机、通风机，以及完成机车向前或向后、牵引或制动的操作。1、受电弓控制受电弓的升起是由压缩空气进入升弓气缸，推动气缸内的活塞而产生的。所以，要升起受电弓，必须具备足够的压缩空气。 压缩空气的开通与关闭是受电磁阀控制，具

29、体控制过程如下：受电弓的升起，要求有以下几个条件：（1）库用开关20QP、50QP在运行位（库用位时，此开关联锁在断开位）；（2）关好车顶门(车顶门打开时，行程开关联锁297QP在断开位)；（3）关好高压室、变压器室门(换向手柄及司机钥匙，从钥匙箱内拿出，且柜门钥匙全存放在钥匙箱内无法取出，接通电源后，开通升弓气路)。2主断路器控制 SS9型电力机车安装有2种主断路器，即空气主断路器和真空主断路器，其控制方式的主要区别在于真空主断路器只有一个线圈控制真空主断路器的闭合与分断，线圈得电闭合，失电即断开；而空气主断路器有合闸线圈和分闸线圈，分别控制空气主断路器的闭合与分断。下面分别介绍：、真空主断

30、路器控制 真空主断路器合闸受逻辑控制单元（LCU）控制。当按下“主断合”扳键开关401SA1(401SA2)后，560经主断扳键开关401SA1(401SA2)使导线528得电，输出信号给逻辑控制单元；此时，逻辑控制单元综合以上信息，输出“主断合”信号541；若此时主断风缸压力大于450kPa,则主断内部压力继电器动作,其常开点闭合，则541通过主断隔离开关586QS1、586QS2、压力继电器联锁点使主断路器的线圈得电动作，主断路器的动作机构在压缩空气推力的作用下，合上主、辅触头，从而完成主断路器的合闸操作。所以，要使真空主断路器能顺利闭合，必须具备如下几个条件：全车所有司机控制器处于零位；

31、主断路器本身处于正常开断状态(非中间位)；劈相机扳键处于断开位；主断路器风缸压力大于450kPa。 当按下“主断路器分”扳键开关401SA1(401SA2)，使导线549得电并输入分主断信号给逻辑控制单元，经逻辑控制单元使541失电，主断路器动作分闸。这是人为操作使主断路器分断，除此以外，还有许多种保护环节动作后，也会使主断路器分断 、空气主断路器控制 空气断路器的合闸同样受逻辑控制单元（LCU）控制。当扳动“主断合”扳键开关401SA1(401SA2)后，556经401SA1(401SA2)使528得电，输出信号给逻辑控制单元；此时，逻辑控制单元综合以上信息，输出信号541，再通过主断隔离开

32、关586QS、主断常闭点使主断路器的合闸线圈4QFN得电动作，当主断路器风缸压力大于450kPa时，主断路器的动作机构在压缩空气推力的作用下，合上主、辅触头，从而完成主断路器的合闸操作， 当按下“主断分”扳键开关401SA1(401SA2)后，经4QF联锁使主断路器分闸线圈4QFF得电，主断路器动作分闸。这是人为操作使空气主断路器分断，同样还有许多种保护环节动作后，也会使空气主断路器分断。3劈相机控制 所有辅机均由逻辑控制单元（LCU）提供信号进行控制。劈相机1的控制是完成其他辅机控制的先决条件。下面将介绍劈相机1正常与故障时的控制过程。当“辅助控制”自动开关605QA闭合时，导线499经60

33、5QA使导线560得电。按下“劈相机”扳键开关404SA1(404SA2)，导线560经404SA1（404SA2）输入信号529至逻辑控制单元；此时，如劈相机1隔离开关242QS在正常位，则560经242QS输入信号538至逻辑控制单元，逻辑控制单元综合上述信号后输出以下两路信号：输出信号567，使劈相机起动电阻接触器213KM得电，起动电阻投入；输出信号568，通过劈相机1隔离开关242QS（正常位）使劈相机1接触器201KM得电动作，劈相机开始起动。按下“劈相机”扳键开关404SA1(404SA2)后，逻辑控制单元输出信号281，劈相机起动继电器283AK得电动作，导线560经283AK

34、常开点后输入信号537至逻辑控制单元，当逻辑控制单元检测到此信号后，断开输出信号281、567，起动电阻接触器213KM失电，劈相机1甩掉起动电阻，进入正常工作状态。 劈相机1正常起动后，经过3s延时，逻辑控制单元输出信号570，经过劈相机2隔离开关583QS，使劈相机2接触器得电动作，劈相机2起动。当劈相机2正常起动后，其它辅机可开始正常工作。若劈相机1故障，则将242QS打到故障位，用劈相机2代替劈相机1，此时，劈相机2通过分相电阻起动后代替劈相机1的功能，使其他辅机依旧正常工作。具体控制过程为：将242QS打到“劈相机2”位；导线560经242QS后输入信号540至逻辑控制单元，当逻辑控

35、制单元接收到此信号时，则开始用劈相机2电阻分相起动，其起动过程与劈相机1相同，这时，其余辅机由劈相机2带动。 劈相机起动电阻备有两组，当劈相机起动电阻263R烧损时，将起动电阻转换刀开关296QS打向下位置即可使用264R起动 4压缩机控制 按下“压缩机”扳键开关408SA1(408SA2)时，导线560经408SA1 (408SA2)、 压力调节器547KP(风压低于750kPa时闭合，风压高压900kPa时断开)使导线553得电，至逻辑控制单元。逻辑控制单元则输出信号598经过压缩机1隔离开关579QS使压缩机1接触器203KM得电动作，压缩机1开始工作。若不想经风压调节器调节，则可按下“

36、强泵”扳键开关408SA1 (408SA2)，导线560经过“强泵”扳键开关408SA1(408SA2)，输入信号553至逻辑控制单元，从而使压缩机一直处于工作状态。这时，操作人员必须注意监听安全阀在1000kPa整定动作的排气声，以便及时停止强泵工作。若压缩机1故障，只要把压缩机1隔离开关579QS打到故障位，按下“辅压缩机”扳键开关411SA1(411SA2),此时“压缩机”扳键开关408SA1(408SA2)也必须在闭合位。逻辑控制单元输出信号597经过压缩机2隔离开关580QS使压缩机2接触器204KM得电动作，压缩机2投入工作。 机车升弓前若总风缸或控制风缸中已无压缩空气储存，则需利

37、用升弓压缩机(辅助压缩机)向控制风缸充气，供机车受电弓和主断路器合闸使用，其电源由自动开关610QA提供，导线499经610QA、辅压缩机按钮596SB使导线814得电，辅助压缩机接触器442KM得电动作，向升弓压缩机447MD供电，开始打风。5通风机控制 在通风机开始起动前，劈相机应起动完毕。 当按下“通风机” 扳键开关406SA1（406SA2）后，导线560经406SA1（406SA2），输入信号给逻辑控制单元，通过通风机1隔离开关575QS和通风机2隔离开关576QS使通风机1接触器205KM、通风机2接触器206KM得电，牵引通风机5MA、6MA开始起动；经逻辑控制单元控制3s延时后

38、，通过通风机3隔离开关577QS和通风机4隔离开关578QS使通风机3接触器207KM、通风机4接触器208KM得电动作，牵引通风机7MA、8MA起动；再经延时3s后，逻辑控制单元输出信号587和589，通过油泵隔离开关584QS和变压器风机隔离开关599QS使油泵接触器212KM、变压器风机接触器211KM得电动作，油泵14MA、变压器风机13MA同时起动工作。并为制动风机起动作好了准备。至此，完成了通风机的控制。6制动风机控制 当按下“制动风机”扳键开关407SA1（407SA2）后，导线560经407SA1（407SA2）使导线552得电，输入信号给逻辑控制单元，逻辑控制单元即输出信号5

39、88，通过制动风机1、3隔离开关581QS使制动风机1、3接触器209KM得电，制动风机9MA、11MA开始起动；逻辑控制单元经3s延时后，再输出信号595，通过制动风机2、4隔离开关582QS使制动风机2、4接触器210KM得电，制动风机10MA、12MA开始起动直至正常工作。第四节第四节 LCU逻辑控制单元逻辑控制单元SS9型电力机车控制电路采用了逻辑控制单元（Logical Control Unit简称LCU），实现无触点控制以提高机车电气控制线路的可靠性。LCU利用利用现代电力电子技术和微计算机技术构成无触点控制现代电力电子技术和微计算机技术构成无触点控制电路取代机车上原有的时间继电器

40、、中间继电器等电路取代机车上原有的时间继电器、中间继电器等低压电器和大量的迂回线路，具有控制方式灵活、低压电器和大量的迂回线路，具有控制方式灵活、编程方便、布线直观、检修条理清晰等特点，同时编程方便、布线直观、检修条理清晰等特点，同时采用无触点输出控制方式解决了原有系统在强振环采用无触点输出控制方式解决了原有系统在强振环境下的不可靠问题。境下的不可靠问题。LCU逻辑控制装置采用双路冗余设计，并配置手动万能转换开关，当装置一路出现故障时，可人为切换至另一路工作。从而提高了机车整个控制系统的可靠性。目前SS9型电力机车共装备了2种逻辑控制单元。一种是长沙瑞纬公司生产的SS9LCU，一种是深圳通业公

41、司生产的TYLCU，两种LCU配置情况如表所示 SS9型电力机车车号型电力机车车号配属段配属段LCU型号型号00010043、00460072、00820091、01120119沈阳段沈阳段SS9LCU 00440045沈阳段沈阳段TYLCU0073、0077、0078、01020111北京段北京段SS9LCU00740076北京段北京段TYLCU00790081北京西北京西SS9LCU0092009201010101广州段广州段SS9LCU01200124北京段北京段TYLCU01250129、01360140武南段武南段TYLCU01300135、01410154武南段武南段SS9LCU一

42、、一、SS9LCU逻辑控制单元逻辑控制单元、概述、概述SS9LCU逻辑控制单元相当于可编程控制器（PLC）。它在电力机车上的作用主要就是取代传统的继电器有触点控制电路。 1SS9LCU逻辑控制单元与一般工业PLC比较 逻辑控制单元与PLC的作用相同，但一般工业用PLC直接用于电力机车主要存在以下几个问题： （1）机车电子装置必须符合TB/T 1394 机车动车电子装置的要求。而一般的PLC很难满足这一标准的要求。简单地说，一般PLC无法适应机车的工作环境。也无法满足机车控制系统的技术要求。（2）根据IEC标准，一般PLC工作电压为DC 24V或AC 220V，直流输出点的负载能力较低。而电力机

43、车控制电压为DC 110V，且负载电流比较大。 SS9LCU电力机车逻辑控制单元符合TB/T 1394 机车动车电子装置的要求。结构组成符合高速列车硬件规范。其内部核心是单片机其内部核心是单片机。主要由主机板、电源、主要由主机板、电源、输入板、输出板输入板、输出板等所组成。2SS9LCU的输入电路 输入信号主要有三类： （1）电力机车微机控制系统来的信号。这些信号可以直接输入SS9LCU； （2）从司机控制器、按键开关组等来的110V指令信号； （3）从主断路器、隔离开关、两位置转换开关和接触器等的辅助触点或者其它用SS9LCU无法取代的特殊继电器来的110V信号。3电力机车逻辑控制单元的负载

44、特点 国产电力机车上的辅助电机都是采用三相交流异步电动机，而这些三相交流异步电动机是通过三相交流接触器进行控制的。由于三相交流接触器型号的不同，其控制电流变化很大。电空阀与电空接触器的线圈控制电流虽然只有0.12A，但由于线圈有13000匝，所以在线圈开断时感应出的干扰电压可高达1.3KV，对机车微机控制系统和电子线路形成极大的危害。因此，逻辑控制单元的负载，要求SS9LCU不仅能够适应机车恶劣的工作环境，并且应该具有抗干扰性能好等特点。4电力机车逻辑控制单元的输出电路 SS9LCU内部工作电压为几伏水平，负载能力较小，为了使其具有足够的驱动能力，SS9LCU输出单元电路采用MOSFET作功率

45、开关元件，负载能力大，开关速度高。用高频调制信号通过脉冲变压器耦合去控制MOSFET的通断。并且当110V直流电源电压大范围变化时，逻辑功能保持正常。电力机车逻辑控制单元的输入输出电路是SS9LCU与电力机车控制系统的接口电路，其性能直接影响机车的行车安全。、SS9LCU主要技术参数主要技术参数输入电压77V 137.5V（额定110V）瞬间最大负载电流8A持续电流1.2A、3A驱动方式隔离放大驱动输入点数最大126路输出点数最大81路、SS9LCU逻辑控制单元的硬件系统控制单元的硬件系统SS9LCU 的硬件结构主要包括机箱、电源、主机板、输的硬件结构主要包括机箱、电源、主机板、输入板、输出板

46、等。结构示意如图入板、输出板等。结构示意如图3-30所示。每套所示。每套SS9LCU包含功能相同的包含功能相同的A、B两组，并能进行手动转两组，并能进行手动转换。采用标准的换。采用标准的6U机箱硬件结构，可与外围设备进行总机箱硬件结构，可与外围设备进行总线通讯。线通讯。 N201 N202 N203 N204 内 部 风 扇 区边插及布 插 件 箱线区转 换开 关1 23 45 6 7 8 9 101112131415161718192021A输出板1B输出板1A输出板2B输出板2A输出板3B输出板3A主机板B主机板A输入板1B输入板1A输入板2B输入板2A输入板3B输入板3空电源板1电源板2

47、图3-31 SS9LCU插件箱布置图1、电源板电源采用机车电子控制装置专用电源，其输入电压为77伏135伏，输出电压为+5伏/2安、24伏/2安。A、B两组各自采用独立的稳压电源，自带过流、过压、过热等保护功能。2主机板主机板主要完成输入点状态的采集、逻辑运算、输出点状态确定，以及与串行通讯板的数据交换等。 主机板采用了双机冗余设计，一台单片微机处于在线主机板采用了双机冗余设计，一台单片微机处于在线工作状态，而另一台处于热等待。工作状态，而另一台处于热等待。当处于在线工作状态的单片微机发生故障时，由主机板上的冗余管理系统自动将处于热等待单片微机取代发生故障单片微机来管理整个系统并报警。若故障单

48、片微机恢复正常则它又处于热等待状态。在正常工作时两台单片微机通过串行通讯保持具有同样的输入点、输出点及各个定时器的状态信息一样，以使双微机切换时不发生输出点状态不确定的现象。单片微机采用了工业级的ATMEL 89C55WDPI单片机，每台单片机有个看门狗监视单片机是否处于正常工作状态。整块主机板只有一片芯片与系统其他部分保持联系，从而避免其它干扰串入影响单片机正常工作。3、输入板输入板用于输入数字信号。由于从司机控制器、按键开关组等来的信号及从主断路器、隔离开关、两位置转换开关和接触器等的辅助触点来的信号其输入信号为直流110V ，因此必须经过电阻网络降压、稳压管限幅、电容滤波、光电隔离后再经过施密特触发器输入给主机板。这种电路可靠性很高，抗干扰能力强，能适应电力机车上的恶劣工作环境，具体电