SS4G电力机车劈相机启动控制电路故障分析及处理

【摘要】随着我国国民经济的迅速发展，交通运行对我们的生活也越来越重要，铁路运输是我国经济运行的大动脉，在我国交通体系中占有重要地位。机车的运用及安全问题也是国民一直关心的对象。电力机车异步劈相机是电力机车的心脏，他的好坏决定了机车的运行状态，直接影响运输效率。

劈相机质量是影响通风机工作的一个重要因素，而通风的良好又直接关系到电力机车主要电器的工作状态。劈相机安装在机械间内，间接受控制电路控制。劈相机在工作时将单相交流电劈成三相电，为机车供应220V电源，维持电力机车正常运行。

1、劈相机的介绍

单相异步电动机是利用单相交流电源供电的一种小容量交流电机。它具有结构简单、成本低廉、运行可靠、维修方便等优点及可以直接在单相220V交流电源上使用的特点，因此在家用电器及轻工业装置上得到了广泛的应用。

单相异步电动机的种类很多，但除罩极电动机的定子具有凸出的磁极外，其余各类的定子铁芯和普通三相异步电动机的相似。一般情况下，定子铁芯上有两个绕组：一个称工作绕组或主绕组，用以产生主磁场和从电源吸收电功率输入给电机：另一个称为启动绕组或辅助绕组，用来启动电动机。单相异步电动机的转子是普通的鼠笼式转子。

2、劈相机起动与运行

劈相机有辅助电动机起动法和分相起动法两种起动。辅助电动机起动法是在劈相机的转轴上安装一台辅助电动机，起动劈相机时先给辅助电动机通电，通过它带动劈相机转子转动，待劈相机转子转速达到一定值时，通过继电器切除辅助电动机的电源，将劈相机投入单相电网，使劈相机进入空载运行。这种起动方法需要增加设备，设计难度增大，而且使劈相机的结构变得复杂，维修难度加大，实际应用中一般都不采用。分相起动法分为电阻分相起动和电容分相起动两种。它们是利用定子绕组的起动电源与起动电阻（电容）两相间的电角度产生的旋转磁场产生的较大起动转矩使劈相机转子转起来，待劈相机转速达到一定值时，切除起动电阻（电容），劈相机进入空载运行。这种启动方法具有线路简单，设备成本低等优点，因而得到广泛的应用。SS4G电力机车就是采用的电阻分相起动法。

劈相机起动时间不可以太长，在接触网19kv最低网压下不应该超过15秒，但也不可以太短，在最高网压29kv下启动电阻过早切除，是劈相机在低速高电流下单相堵转。正常情况下连续三次起动不成功就应该查明原因排除故障后才能再次尝试起动，避免设备烧损。

劈相机起动完成后才能投入负载。负载变动会影响劈相机的端电压对称性，这也直接影响了负载的三项电流对性。因此，为了保持三项电压的对称性，在通风机和制动风机上并联有电容。但是这导致合闸瞬间会产生较大的冲击电流，对电动机的损伤较大，所以频繁起动的压缩机没有并联电容。

3、韶山4电力机车劈相机的负载工况

因为当电网W相缺相时，劈相机的W相电势高于W相端电压，从而使W相电流反相，源源不断的向三相负载输出第三相电流，这时劈相机才真正进入工况运行。由于专用劈相机的轴上不带机械负载，故劈相机负载前后的轴输出机械功率是不变的，所有它的气隙正序磁场也保持不变。但W相输出电流产生的单相磁势将使气隙磁场发生变化，这就需要从U相和V相输入相应的附加电流，以保持气隙正序磁场不变，而定子的负序磁场将随W相电流增加而增加，这些新增加的负序磁场同样有转子产生新的负序电流去抵消，仍然保持气隙负序磁场几乎为零的特点。因此，劈相机无论是空载工况还是负载工况，其定子U、V、W三项电流不对称，这也是劈相机负载后三相电压不对称的一个重要原因，这将直接影响辅助电动机的正常工作。如何在劈相机负载后或工作变化时保持其输出三相电压的对称性，也是劈相机运用中必须解决的核心问题。

以上分析说明：劈相机实际上是本身只输出一相电流的异步电机，劈相机工况实际上是三相异步电机在不对称条件下运行的特例。

异步电机进入劈相机工况一般要具有两个条件：

（1）电机轴上的机械负载不变；

（2）三相电网中的W相缺相，使W相电流反相输出。

4、韶山4电力机车劈相机不启动的原因分析及处理

故障1：劈相机不起动

原因分析：

（1）劈相机控制电路断路

（2）劈相机控制电路没有电

故障处理：

1、反复活动几次劈相机扳钮，检查恢复故障节控制电源柜内“辅机控制”自动开关和劈相机三项过流保护自动开关。

2，若故障仍然存在，改装LCU的机车，将故障节两低压柜内的LCU扳钮转换到另外一组。未改装装LCU的机车，检查确认故障节中间继电器567KA不吸合时，闭合劈相机起动扳钮后人为使其固定在吸合位。

3、仍然解决不了，检查确认故障节起动电阻吸合，用通风机1代替劈相机。起动电阻不吸合，切除故障节，单节车维持运行。

故障2：劈相机起动后，电磁噪音大，起动电阻甩不开

原因分析：

（1）213KM故障

（2）283AK故障

故障处理：

1、闭合劈相机扳钮后，3―6秒内某节劈相机灯不灭、劈相机启动噪音大或尖锐声音，立即断开主断路器，再断开劈相机扳钮。已经改LCU的机车，将故障节两低压柜内的LCU扳钮转换到另外一组，然后重新闭合劈相机扳钮。

2、若解决不了，待劈相机启动3秒后，人工闭合下故障节566KA；改装LCU的机车人工闭合一下故障节283AK按钮。

3、还不行，未装LCU的机车，检查确认故障节527KT不释放时，设法使其释放；213KM焊接时，断主断后撬开即可。焊接严重时，切除故障节，维持运行。

5、劈相机的日常保养

（1）保持劈相机清洁，保证劈相机内部和外部无污物，确保其冷却散热状态良好。

（2）定期检查劈相机周围有没有漏水、滴水，做好干燥处理。测量定子绕组的绝缘电阻，确保其达达标。

（3）定期更换轴承油，保证其运转良好，避免轴承缺油干磨造成堵转、走外圆、扫膛烧坏。

（4）机车日常使用中发现劈相机有异常噪音等非正常情况，回段及时报修，以免造成故障扩大，造成更多损失。

结论

以上是我通过课本上的理论知识和自己在工作中的实际经验，总结出劈相机的一些知识。作为使用机车的乘务员运行中要加强望，密切监视劈相机的工作情况，发现情况立即处理，并及时将情况报告单位，避免劈相机发生故障。而检修部门要设专人负责机车劈相机质量检测，提高检修水平，不放有问题的劈相机出段。并和运转部门做好信息交流，使劈相机的寿命不断上升，故障频率在不断下降。使铁路运输畅通无阻。