《和谐型电力机车通风系统常见故障分析及对策【13000字论文】》

和谐型电力机车通风系统常见故障分析及对策TOC\o"1-3"\h\u146931引言 1151922通风系统构成 2173212.1机车通风方式 2136682.2牵引通风系统 2247312.2.1牵引通风系统构成 2154722.2.2牵引通风机组 3134302.3巧机组通风系统 6322542.3.1硅机组通风系统构成 6204882.3.2硅整流装置通风机组 6173342.4制动通风系统 926192.4.1制动通风系统构成 9300002.4.2制动电阻通风机组 9202802.5主变压器通风系统 13115442.5.1主变压器通风系统构成 13229092.5.2主变压器通风机组 1393332.6通风机的分类和比较 17113992.6.1通风机的分类 1733492.6.2离心式风机和轴流式风机的比较 1797413通风冷却系统故障分析与改进措施 19318543.1辅机顺序后动控制电路缺陷的分析与改进 19250573.1.1原控制电路的工作原理 19211093.1.2原控制电路存在的问题 19199433.1.3改进方案 2092693.2变流器风道故障及改进措施 21304113.2.1故障现象及分析 21123433.2.2试验与处理 2270023.2.3改进措施 23212313.3防止晶阐管散热片烧损的电路改进 23173193.3.1故障现象 23255473.3.2原因分析 23170013.3.3改进措施 24265284结语 2631283参考文献 271引言通风方式的设计作为电力机车总体设计中至关重要的一环对司机及乘务员乘坐舒适性和列车正常运行具有重要意义。电力机车内部装备有大量大电流电气设备，诸如牵引变压器、牵引变流器、电抗器、牵引通风机及制动电阻等，大的工作电流将使电力设备产生大量的热，为了避免电气设备因为温度过高而引发故障，需要运用强迫通风冷却的方法给这些设备降温，使其温度不会超过设备能够正常工作的最大值，从而使得电气设备能正常的运转。由此可看出，通风冷却系统是电力机车至关重要的构成部分。在实际运行中，和谐型机车的通风系统会出现一些故障，这些故障本身虽小，但足以影响整台机车的运行性能，所以有必要对机车的通风冷却系统进行系统的了解，并基于充分了解的基础上，对通风系统的常见故障提出合理的解决方案。和谐系列电力机车是南车集团和北车集团（现合并为中国中车）与国外企业合作，引进先进技术，并国产化的新一代交流传动客、货运机车，但在实际运用中，和谐型电力机车出现了这样那样的问题，特别是作为电力机车核也部分之一的通风系统，当其发生故障时会严重影响机车的行车状态。故而本文首先对和谐型机车的通风系统作全面的分析、了解，在通风系统的设计计算部分，以牵引通风系统为例，进行了一整套通风系统的相关计算、选型的说明，为其他系统的设计计算提供了可行的方法。在故障分析部分，针对机车在实际运行中通风冷却系统常见的故障，从相关控制电路方面作了详尽的分析说明，然后在此基础上，提出合理的改进措施，这对于和谐型机车通风系统的完善具有重要意义。2通风系统构成2.1机车通风方式国内电力机车的通风冷却方式主要有传统车体通风冷却方式和风道独立冷却通风方式这两大类。车体通风冷却方式的基本作用原理为：利用通风机的运转，抽出机械间的空气，使机械间形成负压状态，外部的冷却空气的压强大于机械间的压强而从侧墙百叶窗被吸入机械间，再将吸入的空气按分量大小分配到各个通风支路，在由通风机将冷却空气吹向需要冷却的设备。车体通风方式的优点有：（1）不用单独设置进风口，结构比较简单，有利于节省空间Ｗ及安装其他相应的设备；（2）空气摄取的速度较小，风阻小，过滤效率高，能够很好的将灰尘等杂志阻挡于通风系统之外；（3）车体通风方式的机械间空气随着列车通风系统冷却空气一起流动。在流动的过程中冷却空气与机械间设备进行热交换而带走设备所产生的热量，保证机械间各部件温度在正常的工作范围，使车内温度维持在一定的水平。当车外温度比较低时，为了维持机械间温度在各部件正常工作的范围，可以将热交换么后温度升高的冷却空气回流到机械间，如和谐型电力机车运用这种设计思想而设置了冬、夏季两套相互独立的通风支路。车体通风方式的缺点是：（1）由于要保证能使车体机械间的空气压强小于大气压强，这对车体的密封要求较高，可能导致顶盖渗水等不良后果；（2）由于机械间空气随着列车通风系统冷却空气一起流动，这将使得空气中的灰尘等杂质残留于机械间，对机械间的电气设备的清洁产生不良影响。2.2牵引通风系统2.2.1牵引通风系统构成牵引通风冷却系统选用车体通风方式。利用通风机再进风口侧形成的负压(一般机车内的负压约为100-200Pa)，将车外的冷却空气通过侧墙过滤器后压入车内，之后牵引通风机运转摄取冷却空气并加压，压力增大的冷却空气经过风道和帆布连管后吹向牵引电机，与牵引电机进行热交换之后从牵引电机的非换向器的一端排大气。强迫冷却的部件为牵引电机。在牵引通风冷却系统中，风机提升了冷却空气的压力，提供了将冷却空气在经风道一一帆布连管而吹向牵引电机所需要的动力，其应用状况与鼓风机一样。牵引风道用薄钢板制造，采用矩形截面，因为矩形风道易与车体结构相匹配，且风机出口和牵引电机进风口均为矩形结构，转弯处都采用圆弧形，以减小涡流和局部阻力。风道从风机出口处开始就分成两条支路，分别通向同一转向架的两个牵引电机，使牵引风机的风量均匀分配到两个牵引电机。风道和牵引电机之间用帆布连管联接。牵引通风机的风量：5m3/s；风压：3200Pa；转速：1480r/min；匹配电机功率：37kw，整列车装备有两台牵引通风机。2.2.2牵引通风机组13-50-Ns6型牵引通风机组(也就是离心式风机及其驱动电机)的作用是冷却牵引电动机、平波电抗器。用于牵引电机冷却的风量较大，而且通风系统的风道较长，因此和谐型电力机车上配备了两台用于给牵引电机冷却用的通风机，其结构如图2-1所示。图2-113-50-Ns6型牵引通风机组（1）13-50-Ns6型离心式通风机主要技术数据：风量Sm3/s、风压3500Pa、叶轮外径600mm、风机重量140kgo13-50-Ns6型离心式风机是由叶轮、螺线形机壳(又称蜗壳)和进风筒等机构构成。叶轮安装在螺线形机壳内，由大叶片、小叶片、轮毅、前环及后轮盘焊接为一体，具体构造如下图2-2所示。叶片由3~钢板冲压成前弯式形状，包括6片大叶片和30片小叶片。图2-213-50-Ns6型通风机叶轮结构示意图进风筒起着把周围空气平顺地引进叶轮的作用。螺线形机壳汇集从叶轮出来的具有一定压力的气流，能让气流以尽可能小的损失流向机壳的出风口，确保围绕叶轮出风口上所有点的气流速度与压力一样，即创造气流在螺形室中呈轴对称的条件。当电机驱动叶轮转动时，冷却空气随着叶轮叶片的旋转而选转。由于存在离心力作用，使得空气在叶轮的叶道内获得能量，产生一定的压力并以某一速度沿着螺线形机壳经出风口进入风道，同时在叶轮中心出现负压，这就使得周围的空气经进风筒被轴向吸入，然后转900进入叶轮，形成了连续气流。（2）FD-280S-4型电动机主要技术参数：额定功率37kW、额定电压380V、额定电流68A、额定转速1480r1min、极数4、额定频率SOHz、功率因数0.87、绝缘等级F、重量440kg。YFD-2805-4型电机在和谐型机车上的真正的轴负荷不超过23kW。型式为自行通风防护式，其构造与三相鼠笼式异步电机类似，由定子(包含机座、定子铁心和定子绕组)、转子(转子铁心、转子绕组、转轴)及端盖、轴承盖等组成。其结构见图2-3。图2-3YFD-280S-4型牵引风机电动机结构图定子铁心和转子铁心均按照给定图形冲制0.5~厚DW470-50冷轧硅钢片叠压而成。定子铁心外径为423mm，内径为280mm，铁心长为195mm，定子为半闭口槽形，定子绕组为双层、短距、叠绕软绕组，F级绝缘，导线为Ø1.25QZ(G)-2/155高强度聚酷漆包线，三相绕组为对称Y接，定子绕组接线原理如图2-4所示。图2-4YFD-280S-4型电动机定子绕组接线原理图转子为铸铝转子结构，转子外径为278.3mm，共50槽，槽形为刀形槽，槽斜15mm}端环、风叶、平衡柱及槽内导条用A199.5一次铸成，并热套于转轴上。机座、端盖和轴承盖是由HT200灰口铁铸造而成。定子铁心和机座出线侧筋间配有2个M16X20mm定位紧固螺钉。轴承外盖(或加油管)上安装有450M10X1~接头式压注油杯，在传动端装有一个2313Z1低噪音单列向心圆柱轴承，在非传动端装有一个313Z1低噪音单列向心球轴承。（3）YFD-280S-4型牵引通风机电动机的使用与维护1)轴承润滑脂体积约为轴承室的1/22/3左右，不能超量。当机车运行5}7万km时，应向轴承室加入一定量的润滑脂。2)电机在运转的时候，自带的电容随之一起联通电路。一旦电路断电，电容两端的电压不会立刻降为0，这时如果将它的两端接通，将会产生大的电击。因此，如果当该电机的断电后，需要立刻对电机进行修理和维护，此时为保证维修人员的人身安全，必须先用导体连接电容的两端，将残留的电荷释放掉。3)其他事项同劈相机。2.3巧机组通风系统2.3.1硅机组通风系统构成硅机组通风系统是由硅风机、风柜以及硅机组等构成的一个独立的通风支路。硅机组通风系统的冷却空气从车内摄取，与硅机组进行热交换之后经风柜、硅风机由车体排大气。硅风柜内装备有3个T455-8型的轴流风机，风量大小为2m3/s、风压大小为800Pa，转速大小为2900r/min、电动机匹配功率为4kW，硅机组下部出风口为矩形，硅机组进风筒为圆形。因此，联接它们采用3个“天方地圆”的过渡风筒以减小阻力。3个过渡风筒并联，且每个过渡风筒内设有一导流锥和4块分格板。使硅机组通风比较均匀。2.3.2硅整流装置通风机组在和谐型电力机车上装备有3台立式T455型用来冷却硅整流装置的通风机组(即轴流式风机及其驱动电机)。其组装结构如图2-5所示。图2-5T455型硅整流装置通风机组结构图T455型硅整流装置通风机组主要由叶轮、双圆筒型机壳、扩压锥、整流罩及驱动电机构成。T455型硅整流装置通风机组在和谐型机车上为立式安装，实际运用中轴的负荷不超过2.1kW。其结构特点为轴流式风机和驱动电机安装在同一双圆筒型机壳内而组成一个整体。叶轮由叶片、轮盘及衬套组成。叶片、轮盘材料为ZAL104铸造铝合金，衬套为HT200灰口铸铁，铸结于轮盘中心。叶轮直接安装在电机轴上，电机依靠法兰端盖上面的螺孔和通风机机壳内套法兰联接。当电动机驱动叶轮转动时，转动叶轮上的叶片对周围空气产生作用力。使空气由吸入端压向排出端，形成具有一定风速的沿着轴向流出的连续气流。风机气流由上往下，从出口端视之，风机转向为顺时针方向。驱动电机在结构上类似于三相鼠笼式异步电动机，是由定子(机座、定子铁心、定子绕组)、铸铝转子(转子铁心、转子绕组、转轴)、端盖和轴承盖等组成。在定子与转子间存在0.45~的间隙，具体构造如下图2-6所示。图2-6T455型电动机结构图定子铁心和转子铁心都是按照给定图形选用o.s}厚W470-s0冷轧硅钢片冲片叠压而成。定子铁心外径17smm，内径98mm，铁心长为11Omm，槽形为半闭口槽，定子绕组为单层同心式绕组，B级绝缘，导线为Øl1.OQZ(G)-2/155改型高强度聚酷漆包线，三相绕组为对称Y接，定子绕组原理见图2-7。图2-7T455型电动机定子绕组接线原理图转子为铸铝转子结构，转子外径为97.1mm，槽形为刀形槽，共22槽。端环、风叶、平衡柱及槽内的导体用AL99.5一次性铸造而成，并热套于转轴上。端盖与轴承端盖等均为HT200灰口铁铸造而成。在电机安装座与定子铁心之间装有一个M8X10mm定位用的紧固螺钉。整机装备有两个加油管，从圆形的通风机壳外壁一直延伸至轴承盖油室，每根一个M8直通式压注油杯，两端各装备一个306Z1低噪音单列向心球轴承。2.4制动通风系统2.4.1制动通风系统构成制动通风系统系由通风机、过渡风道、制动电阻柜等构成一个独立的通风支路。冷却空气由通风机从车体下方空间摄取，由通风机加压之后，克服过渡风道的阻力直接流向制动电阻，与制动电阻进行热交换之后从车顶百叶窗排大气。制动通风系统支路配备TZTF5.64#型轴流式风机，风机前为进风筒，风机后为过渡风筒，两组支路并联后吹向制动电阻，总风量为两个风机的风量之和，风量7.77m3/s、风压1773Pa、转速2920r/min、匹配电机功率22kW，全车配有2台通风机。2.4.2制动电阻通风机组TZTF5.6A型立式制动电阻通风机组(即轴流式风机及其驱动电机)，其作用是降低制动电阻柜的温度。由于所需风量大，而且风道较短及受到安装位置的限制，因此采用轴流式通风机。在和谐型机车上装设有两台，其组装结构如下图2-8所示。图2-8TZTF5.6A型制动电阻通风机组（1）TZTF5.6型轴流式通风机TZTF5.6A型制动电阻通风机组，主要是由叶轮、进风筒、出风筒、主风筒及驱动电机等构成。在和谐型机车上为立式安装，实际运用中轴荷负载不大于14kW，其结构特点为轴流式风机和驱动电机安装于出风筒的支撑筒内而成为一个整体。叶轮装于主风筒内，其叶片和轮盘用A1CuTi铝合金和轮毅(由铸铁HT200制成)铸造为一个整体。叶片呈流线形，共有13片。轮毅与驱动电机的配合方式为键槽连接，叶轮的具体构造如下图2-9所示。图2-9叶轮结构示意图进风筒为收敛式，整流罩是由铸铁铸造而成直接安装于叶轮之上，它能平顺地吸入周围空气，以减少噪音，提高风机效率。出风筒是由整流片、支承筒、外环等部件焊接而成，一端用螺钉固定在主风筒上，另一端与制动电阻柜连接。出风筒起到把从叶轮排出的气流变为轴向的作用。出风筒的支撑筒由16~钢板制成，起着支撑电机的作用，外筒是由4mm钢板制成，内有17片导流片均布在圆周，是叶轮出风的通道。当电动机驱动叶轮转动时，由于叶轮转动对周围空气产生的升力作用，使空气经进风筒沿轴向流入，并在叶轮的叶道中获得能量而产生一定的压力，然后经出风筒形成具有一定风速的沿着轴向流出的连续气流。轴流式风机叶轮的形状与离心式风机叶轮的形状不同，叶片剖面呈机翼形，它的作用原理可根据机翼理论来说明。（2）驱动电动机驱动电机是由定子(机座、定子铁心、定子绕组)、铸铝转子(转子铁心、转子绕组、转轴)、端盖和轴承盖等部件组成，在结构上类似于三相鼠笼异步电机。在定子与转子间存在1.2mm的气缝，其具体结构如图2-11所示。定子铁心和转子铁心均按照给的设计图选取厚0.5mm的W470-50冷轧硅钢片冲片叠压而成。定子铁心外径为290mm，内径为160mm，铁心长170mm。定子槽形为半闭口槽。定子绕组为双层、短距、叠绕软绕组，F级绝缘，导线为Ø1.4QZ<G)-2/155改型高强度聚酷漆包线，电机三相绕组连接方式为对接Y形连接，定子绕组接线原理如下图2-10所示。图2-10TZTF5.6A型驱动电机结构图转子为铸铝转子结构，转子外径157.6mm，槽形为半闭口刀形槽，共28槽。端环、风叶、平衡柱及槽内导体用A199.5一次性铸造而成，热套于转轴上。端盖及轴承盖等部件都是用HT200灰口铁铸造而成。在电机安装座与定子铁心之间装有1个M12X14~定位用紧固螺钉。整机装有2个从电机壳外壁一直延伸至轴承室油室加油管，每根油管上装有1个450M10X1mm接头式压注油杯，在传动端安装了一个46311单列向心推力球轴承，而非传动端则安装了一个311Z1低噪音单列向心球轴承。图2-11TZTF5.6A型驱动电机定子绕组接线原理图2.5主变压器通风系统2.5.1主变压器通风系统构成主变压器通风冷却系统系由牵引变压器油散热器和TZTF6.0#型轴流式风机组成的一个独立的通风支路。冷却空气由列车内部摄取，经通风机加压之后克服过渡风道的阻力流向油冷却换热器，与之进行热交换之后从车底排大气，变压器油通过油泵循环在油冷却散热器中与冷却空气进行热交换而降温的。变压器风道的风机前为进风筒，风机后为过渡风筒，过渡风筒后为油散热器。变压器通风机风量全部经由散热器排大气。风机的风量大小为6.25m3/s、风压大小为1600Pa、转速大小为2950r/min、电机匹配功率为16kW，整列车装有1台风机。2.5.2主变压器通风机组TZTF6.0G型立式主变压器通风机组(即轴流式风机及其驱动电机)的作用是冷却主变压器油散热器，由叶轮、进风筒、出风筒、主风筒及驱动电机等部件构成在和谐型电力机车上为立式安装，在实际运用中轴负荷不大于11kW，其结构特点为轴流式通风机和驱动电机安装于进风筒的支承筒内而成为一个整体。因为主变压器产生的产热量比较大，所以需要的冷却空气的量也比较大，还有允许的风道长度较短及安装的位置受到限制等条件，所以主变压器通风机选取轴流式通风机。该通风冷却机组竖立安装于油冷却器的上方，冷却空气由车顶摄取，吸收了油冷却器的热量后由车体底部排大气。其具体组装结构如下图2-12所示。图2-12TZTF6.OG型主变压器通风机组（1）轴流式通风机其叶轮安装在主风筒内，叶片和轮盘用A1CuTi铝合金和轮毅(由HT200灰口铸铁制成)铸成一体。叶片呈流线形，共有10片。轮毅通过键固定在驱动电机的轴上，叶轮结构如图2-13所示。图2-13叶轮结构示意图进风筒形式为收敛式，由铸铁铸造而成的整流罩直接装于叶轮之上。它的作用是能够平顺地将周围空气吸入，以减少噪音，提高风机效率。电机固定在进风筒的支承筒上。出风筒由钢板制成的整流片、支承筒、外环等零件焊接而成。它的一端用螺钉固定在主风筒上，另一端与主变压器冷却系统联接。当电动机驱动叶轮转动时，由于叶轮转动对周围空气产生的升力作用，使空气经进风筒沿轴向流入，并在叶轮的叶道中获得能量而产生一定的压力，然后经出风筒形成具有一定风速的沿着轴向流出的连续气流。2.5.2.2驱动电动机驱动电机的结构类似于三相鼠笼异步电机，是由定子(机座、定子铁心、定子绕组)、铸铝转子(转子铁心、转子绕组、转轴)、端盖和轴承盖等部件构成。在定子与转子之间存在0.9mm的气隙，具体结构如下图2-14所示。图14TZTF6.OG型电动机结构图定子铁心和转子铁心都是按照给定的设计图选取厚0.5mm的W470-50冷轧硅钢片冲片叠压而成。定子铁心外径为260mm，内径为1SOmm，铁心长143mm。定子槽形为半闭口槽。定子绕组为双层、短距、叠绕的软绕组，绝缘级别F级，导线为Ø1.3mm和Ø1.4QZCG)-2/155改型高强度聚酷漆包线，三相绕组连接方式为Y型对称连接，定子绕组接线原理如下图2-15所示。转子为铸铝转子结构，转子外径：148.2mm，槽形为半闭口刀形槽，共26槽。端环、风叶、平衡柱及槽内导体均选用A199.5一次性铸造而成，热套于转轴上。端盖与轴承盖等部件都是选用HT200灰口铁铸造而成。在定子铁心与电机安装座之安间装有2个用于定位的M12X16mm紧固螺钉。整机安装有2个从通风机圆形机壳外壁一直延伸到轴承室油室的加油管，每根油管上安装有1个M10x1mm直通式压注油杯，在传动端装有一个46310Z1单列向心推力球轴承，在非传动端装有一个310Z1低噪音单列向心球轴承。2.6通风机的分类和比较2.6.1通风机的分类通风机有很多不同的类型，针对不同的特点将会有不同的分类方法，常见的分类方式有如下4种：（1）根据风机叶轮内气流的流动方向的不同，可分为离心式风机和轴流式风机两类。其中离心式风机的气流沿轴向流入叶轮，通过叶轮后变为径向流出，轴流式风机中的气流沿轴向流入叶轮，通过叶轮后仍沿轴向流出。（2）依据通风机所产生的风压大小，能够将风机分为全压力不超过1000Pa的低压风机、全压力在1000^-3000Pa之间的中压风机和全压力超过3000Pa的高压风机三类。（3）根据风机叶轮进风口数目的不同，能够将风机分为单侧进风风机和双侧进风风机两类。其区别主要在于单侧进风通风机只有一个进风口，而双侧进风通风机有两个进风口。（4）根据风机叶轮数目的不同，可将风机分为单级通风机和两级通风机两类。本文根据以上叙述的分类方法（1），分析比较了离心式风机与轴流式风机的基本特征。2.6.2离心式风机和轴流式风机的比较离心式风机与轴流式风机在电力机车上都得到了广泛的应用，由于他们各自具有不同的工作特点和特性，因此应用于各自的场合不能够互换。本文将从以下的四个方面来分析比较两种风机的工作特点和特性。（1）适用范围。一般情况下当工作场合所需气体流量比较小、风压比较大、转速比较低时，应选用离心式风机。相反，如果遇到工作场合所需气体流量比较大、风压比较小、转速比较高的情况，应该选用轴流式风机。如果当风压不超过1000Pa时，应尽量选用轴流式风机。另外，由于轴流式风机的特性曲线的有效部分陡斜，所以较适用于通风阻力变化较大，而流量变化较小的地方；由于离心式风机的特性曲线有效部分较平缓，所以较适用于通风阻力变化较小，而流量变化较大的地方。（2）基本结构。离心式风机的构造相对简单，拆卸、维修以及保养比较便捷，但是由于其体积通常都比较庞大，所以安装时所占用的空间也比较大，另外离心式风机的质量较大，转动速度也比较低，传动方式十分复杂。反之轴流式风机的结构相对离心式风机来说比较紧凑，体积较小，质量比较小，因此高速电机能够直接被用作带动轴流式通风机，另外虽然轴流式通风机的传动方式相对简单，但是其构造精细，所以这给通风机的拆卸维修保养带来了麻烦。（3）工况调节。通过改变通风机转速来调节通风机的工况同样适用于离心式风机和轴流式风机，由于调节通风机转速基本不用人为操作，因此经济性优良，而被作为通风机工况调节的最优良的方法。此外，还可以调节轴流式风机叶轮叶片的安装角度、或者是改变风机的叶轮级数以及叶轮数量等进行工况调节，这种工况调节方法的经济性也比较良好。而离心式风机的工况调节通常选用闸门调节法，该调节方法会产生较大的风阻，而且不经济。同时，转速调节和导流器调节的方法也可用于离心式风机的工况调节，但这两种调节方式应用范围均比较局限且调节过程非常繁复，不具备通用性而未能广泛的推广和应用。（4）实际性能。由于轴流式风机的风压较小，流量较大，因此反风方法较多，反之离心式风机风压较大，流量较小所以它的反风方法比较单一。在联合运行的工况中，因为轴流式风机运行的特征曲线近似于马鞍形，所以在运行中不稳的工况点有可能出现，联合工况的运行稳定性较差。反之离心式风机的联合运行工况就相对可靠。此外，轴流式通风机在工作的过程中产生较大的噪声，所以轴流式风机在运用时应合理的选用降噪方式进行降噪处理。通常离心式风机的平均效率会低于轴流式风机，但是其最高效率却高于轴流式风机。3通风冷却系统故障分析与改进措施3.1辅机顺序后动控制电路缺陷的分析与改进3.1.1原控制电路的工作原理根据本文第四章第2小节的介绍，当和谐型电力机车过分相区时，司机仅仅按下“主断合”按键，断开主断路器，司机操纵台上的其余按键开关都保持原状；当列车行驶到下一供电区间后，司机再次按下“主断合”控制按钮，主断路器闭合，490号电路通电，待劈相机成功启动后，507电路通电(如图5-1)，然后根据具体情况对其他辅助电机进行启动控制：（1）如果主风缸的压力超过750kPa，547KP风压继电器的辅助开关触头保持断电状态，空压机不会再列车通过分相区后开启，而此时通风机则采取常用方式开启运行。（2）当主风缸空气压力降低到750kPa以下时，547KP的辅助触点接触，空压机开始运行。要避免空压机和通风机一起接入电路，所以线路中加入了控制空压机与通风机按顺序启动的35KA继电器。因为此时16KM，17KM空压机接触器闭合，35KA断电，从而切断了通风机接触器的电源。3.1.2原控制电路存在的问题（1）和谐型电力机车属于输送乘客的机车，需要将压缩空气输一送到它后面的列车总风管和制动管，所以对风量的要求比较大，主断路器在列车过分相之后进行合闸工况时需要通风冷却，这种情况下风压继电器往往处在临界工况。在劈相机开启成功之后，507号电路处于通电状态，一号风机开始投入使用。若这时主风缸空气压力恰巧降到750kPa以下，则风压继电器547KP切换到通电状态，一号压缩机开始运行。二号压缩机与二号风机在延时3秒后也将同时开始运行，发生二次启动过载的状况。（2）若劈相机发生故障，必须把劈相机隔离开关15QS调至故障档位，启动电阻转换开关5QP调至电容档位，一号通风机通过电容分相启动后发挥劈相机的作用。这时，若主风缸空气压力降到750kPa以下，风压继电器547KP的联锁触点接通，压缩机将开始运行。如此，二号风机与空压机一起开启，发生启动过载的状况。图3-1改进前及改进后的辅机顺序启动控制电路3.1.3改进方案若要让机车在过分相区后通风机和压缩机不同时启动，只需使压缩机在通风机之前开始运行，即让压缩机先运行6秒，再由35KA接通通风机接触器电路。改进电路为图3-1中矩形框中部分。下面是改进后的电路工作过程：（1）若机车正常运行，通风机及各辅机均正常运行，风压继电器547KP控制压缩机的运行状态。在机车过分相区时，主断路器分闸，507号电路断电，各个辅机停止运行。过分相区后，主断路器闭合。待劈相机成功开启后，507号电路接通，这时由于通风机、压缩机按钮开关没有断开，548号电路经时间继电器41KT常闭触点、过分相故障隔离开关40QS让550号电路通电，压缩机开始运行。延迟6秒后，继电器35KA通电，通风机才开始运行。在这10秒的泵风时间内，主风缸空气压力升高值不超过20kPa，不会达到最大值。（2）若劈相机发生故障，选取一号风机取代劈相机工作时，列车在通过分相区后41KT的常开触点断开508-526号电路，526号电路通电，不受18KM联锁的控制，只受35KA联锁的控制。一号通风机启动成功，507号电路通电，因时间继电器4IKT常闭触点闭合，压缩机首先开始运行。经过6秒，顺序启动中间继电器35KA通电，二号通风机开始运行。在压缩机运行10秒后，时间继电器41KT通电，其常开触点再接通接触器18KM联锁触点，解决了压缩机和二号通风机一块启动的问题。3.2变流器风道故障及改进措施3.2.1故障现象及分析在和谐型电力机车变流器的通风冷却系统风道上面装有三个常开触点串联在控制电路之中的风道继电器。在遇到变流器通风冷却系统发生故障、任意一个继电器故障、风道内无风或者供风压力低于294kPa的情况下，相对应的风道继电器常开触点就不能闭合，风速延时控制回路不能导通，风速延时继电器11KT的线圈不能通电，致使继电器25KA的线圈也不能通电，在司机室微机显示屏上表现为“预备”灯不灭，形成不了牵引回路。自从和谐型电力机车开始运行以来，变流器风速保护回路一向运行正常，但在某一段时间内变流器风道接连发生故障。因为在车辆行驶时，司机确定不了继电器的工作情况，当司机确认了风机运行正常之后，常常把“变流器风道故障”转换开关38QS调至“故障”档位。如此就等于短接了串联在一起的三个变流器风道继电器常开触点，所以风速保护回路也就发挥不了应有的作用了。即使这时机车仍然能够带故障工作，但是一旦变流器柜冷却系统发生故障，硅整流元件就会因为没有及时冷却而烧损，发生机破事故。所以，“变流器风道故障”转换开关38QS不能长时间地打在“故障”档位，置“故障”档位只能当做一种紧急方案。要研究产生变流器风速保护电路故障的原因，按照以往的经验可从以下三方面着手。第一，检查变流器风机电机(7MA，9MA.11MA)，只要任意一台电机转速降低或者发生故障，就会导致变流器冷却系统供风量达不到动作的风量值，风道继电器不动作，不能接通风速延时保护电路。若司机在列车运行过程当中，按下了“通风机”按钮，牵引通风机成功启动之后，司机操作台的微机显示屏上的“硅风机”指示灯也熄灭了，三台风机也接连正常启动，那么这第一个原因就可以被初步排除掉了。第二，检查是否存在风道不畅通或堵塞现象，从而导致变流器风道继电器达不到动作需要的风量值而不能闭合。若想确认这一点，需要详细地检查包括变流器柜顶部前后两个风道、下部风柜以及与风道继电器相连的小风管在内的整个通风系统，有无发生风道堵塞现象。第三，检查变流器风道继电器，确定是否因自身的机械故障而导致继电器失效或动作响应慢，造成风速保护控制电路没有正常接通的故障。如果是因为这个原因，那么仅从故障现象来看，由于这三个风道继电器在控制电路中是以串联方式控制的，因此并不能够确定是哪个继电器出现故障，接下来就必须进行试验或解体检查。3.2.2试验与处理如果要进一步确定变流器风速故障的原因，可以进行跟车试验。试验方法是在每个风道继电器(7KF，9KF，11KF)的常开触点上均并联一个DC110V的小试灯，电路图见图3-2。在车辆运行过程中可以利用小试灯的明灭判断继电器的动作状况：若小试灯熄灭，则其对应的继电器处于正常闭合状态(因为继电器闭合而将小试灯短接)；若小试灯点亮，则其对应的继电器处于断开状态。待机车入库后再检查继电器的状态，同跟车试验的结果相符，即发亮的小试灯所对应的继电器确实存在机械变形或机械损伤，继电器的动、静触点都存在一定程度的烧损痕迹，动、静触点错位，接触面积过小，动作行程较大，膜片上下方的两个密封垫圈位置不准、变形，导致继电器不能够正常工作。根据跟车试验以及之后的检查结果，对出现故障的风道继电器进行相应的检修工作，包括校准膜片位置、调整动静触点开距等，均取得了不错的成果。图3-2并联在风道继电器上的小试灯3.2.3改进措施因为和谐型电力机车的小修周期要长于一般的内燃机车小修周期，并且风道继电器在风速控制电路中属于使用频率较高的元件，容易产生机械损伤或变形，因此，可以在辅修时重点检修风速冷却系统，尤其是风路及控制电路。具体措施如下：（1）用小风管疏通风路(尤其是与风道继电器相连的风路)；（2）检查进风口有无异物堵塞；（3）检查紧固螺钉是否紧固到位，确保风路的气密性；（4）解体检查风道继电器，打磨、调整接触不良的动、静触点；（5）检查膜片的安装和密封圈的状态是否良好；（6）在小修时加强校验继电器，更换性能不良的配件；（7）对走廊上的滤尘网进行定期拆下清洗，确保良好的通风性能。3.3防止晶阐管散热片烧损的电路改进3.3.1故障现象和谐型电力机车在某些时期，特别是在天气恶劣的冬季，再加上环境污染问题，运行环境日趋恶化，频繁发生“污闪”、瓷瓶爆裂、电气设备短路起火烧损等事故。曾经多次发生过机车的硅整流柜通风机出风口处有许多火星落下，好在发现得比较及时，事态没有进一步恶化，然而还是严重影响了铁路运输的正常秩序。3.3.2原因分析经过事后对事故机车的仔细检查，发现上述故障现象都是因晶闸管散热片烧损引发的。经分析认为，主要由下面这几个方面的原因引发该故障现象：（1）操纵原因当机车牵引列车越过进站信号机进站停车时，司机把主手柄归“零”，让机车惰行直到进站停车。由于要顾及到降低司机室噪音以及节能等因素，这个时候司机常常把通风机顺序启动开关6SK断开，停止所有的通风机。但是机车进站时的速度依旧较快，会卷扬起车辆走行部下方成分复杂的雪屑或尘土等细小颗粒物质，从硅风机出风口吸进车辆内部，一些湿度较大的颗粒物粘附在晶闸管散热片上，积少成多，既让散热片的散热性能降低，还伴随着电器绝缘水平的下降，使该处放电烧损的概率大大增力口。（2）空气污染严重和天气影响我国北方城市大多属于重工业城市，环境污染问题更为明显，空气中有大量的成份比较复杂的颗粒状悬浮物(其中一部分属于是导电介质)，这将减弱机车的空气冷却能力。在含有这些成份复杂且湿度较大的冷却空气通过晶闸管散热片时，不免会在散热片上的晶闸管极间引发放电起火而烧损设备，导致机破。特别是遇到大雪这样的恶劣天气时，在机车硅风机的出风口处往往会存有积雪，致使通风口的通风面积严重减小，大大削弱机车的冷却能力。3.3.3改进措施为了避免机破，在机车进站时如果开启所有的通风机，不仅大大增加耗电量，还使司机室噪声污染严重，干扰司机室操作人员的正常工作。考虑到上述情况的发生，现对和谐型电力机车原有的硅风机电路进行一些改进，以实现在机车进站时，单独让硅风机运行，其他辅机均停止运行。如此，既能够减小司机室的噪声污染，为操纵人员提供一个比较舒适的工作环境，降低其操作的出错率，又能够避免类似机破事故的发生，提高车辆的安全正点率。此外，还可以节约电能，减少运营成本，间接地提高经济效益。该电路的改进方案见图3-3。改进方案的详细说明如下：（1）把司机操纵台上面的备用琴键开关设置成9SK，作为硅风机的控制开关；（2）把19KT的常闭联锁连接到通风机顺序启动开关6SK下方的508号电路上，起到顺序启动牵引风机、变压器油泵、变压器风机、制动风机等辅机的控制功能；（3）把顺序启动中间继电器35KA通过531号电路和9SK与507号电路连接；（4）被通风机顺序启动开关6SK控制的风机，仅当硅风机启动