HXD3部分部件及功能介绍.doc

《 HXD3 型电力机车》分章节部件总结及功能介绍

第三章 设备布置与通风系统

一． 概述：机车设备布置具有以下特点：

（ 1）机车两端设有司机室， 机械间采用走廊， 设备布置在通道两侧， 设备屏柜化， 成套化，便于设备的安装和维护、检修。

（ 2）在机械间内， 辅助设备按功能在两端分布布置；

了系统的可靠性。

（ 3）机车电气传动的主要部件1 台主变压器和 2 台牵引变流装置安装在机车的中心部 位。质量较大的主变压器用下悬式安装在车体下中心部位， 牵引变流装置安装在机械室走廊的两侧。

（ 4）机车设置有同时对主变压器和牵引变流装置进行冷却的复合冷却器，冷却器上部设置轴流通风机进行通风冷却， 2 台复合冷却器靠近牵引变流器和主变压器安装，尽量缩短连接配管。

（ 5）机车以牵引变流装置和复合冷却器为整体单元布置在机车中心部位，有利于机车的重量分配。

（ 6）机车设置单独的轴流通风机对牵引电机进行冷却， 冷却风道进风口设置在顶盖上，通风机安装在机车机械室地板支架上。

（ 7）牵引通风道内设有惯性滤尘器进行二次除尘，保证电机冷却空气的清洁度。 （ 8）机车顶盖设有换气口，有利于机车夏季的换气和冬季的保温。

二．司机室布置：司机室内设有操纵台、八灯显示器、司机座椅、端子柜、饮水机、紧急放风阀、灭火器、暖风机等设备。司机室顶部设有空调装置（冷热）、风扇、头灯、司机室照

1 端主要布置电气设备， 2 端主要

减少系统故障率， 提高

布置空气管路设备， 有利于缩短机车电气导线连接和空气管路连接，

明等设备。 司机室前窗采用电加热玻璃， 窗外设有电动刮雨器，窗内设有电动遮阳帘， 侧窗外设有机车后视镜。

（ 1）操纵台：操纵台是机车人机交换设备，司机通过操纵台上各装置发出控制机车指 令，完成机车牵引、 制动等各项工作， 通过操纵台上各个仪表、 显示器等观测机车运用状态。 （ 2）通风冷却系统：包括复合冷却通风冷却系统、牵引电动机通风冷却系统、辅助变流器通风冷却系统、司机室通风系统、卫生间通风系统、机车机械间通风系统。

第四章 牵引电传动系统

一．牵引电路：网侧电路、四象限整流电路，中间直流电路、逆变及牵引电机电路、库内动车电路

1. 网侧电路：网侧电路通过受电弓接受电网电压，电路中的高压电压互感器和高压电流互

感器将电网中的高压转换为机车所需各种低电压、低电流。 2. 四象限整流电路：将交流电转换为直流电

3. 中间直流电路： 它主要由中间电压支撑电容 FC、瞬时过电压电路和主接地保护电路组

成，可以保持中间回路电压的稳定性，对四象限整流器和逆变器产生的高次谐波进行

滤波。

4. 逆变及牵引电机电路：逆变器通过矢量控制技术，迅速将异步电机输出转矩控制在目标

值，提高了机车的防空转能力，机车采用轴控方式，实现了每个牵引电机的控制，当一些原因引起负载分配不均匀时，可以通过牵引变流器的适当补偿，最大限度发挥机

车牵引力。

5. 库内动车电路：在牵引电路入库插座 XSM1 处介入库内动车电源引线，转换前因电路入库

转换开关 QS3，再闭合地面电源，通过司机控制器就可以使机车移动。

二．主变压器：将 25Kv 的接触网电压变换为电力机车所需的各种低电压，以满足电力机车各种电机电器的需要。

三．牵引变流器： 变流装置用于滞留和交流之间电能的转换， 并对各种牵引电机起控制和调节作用，从而控制机车的正常运行。

四．牵引电机：牵引电机安装在转向架上，通过齿轮与轮对相连，机车在牵引运行状态时， 牵引电机将电能转换为机械能，通过轮对驱动机车运行，机车在电气制动状态时， -牵引电机将机械能转换为电能，产生机车制动力，此时电机处于发电状态。

第五章 高压电器

车顶电器：

1、 受电弓：连接接触网与机车为机车供电。 2、 主断路器：开断，接通机车

25kV 电路。

3、 高压隔离开关：切断故障受电弓。

4、 高压接地开关：检修维护时，接地保护工作人员。

5、 高压电压互感器： 连接在高压回路的高压隔离开关及主断路器间进行机车电网电压测量

和继电器保护。

6、 高压电流互感器：在额定电压为

25kV 的电力机车上做计量或继电保护。

第六章 辅助电气系统

一．辅助电路

1. 辅助变流器： 通过由 IGBT 构成的整流器单元把从主变压器辅助绕组提供的单相交流电转 换为恒定电压直流电，而后通过IGBT构成的逆变器单元把直流电转换为三相交流电。 2. 辅助电动机：机车上的各辅助电动机均通过各自的自动开关与辅助变流器连接，除 空气压缩机外，均不设电磁接触器，使辅助电动机电路更简化更可靠。

2 台

3. 辅助加热装置电路：包括电热玻璃，膝炉，侧墙暖风机，脚炉后墙暖风机，司机室多功能饮水机及低温预热回路

二．辅助电器

1. 控制电器柜：主要安装了机车上大部分的控制继电器，辅助电路用接触器，断路器及部分其它器件。 2. TCMS和 ATP 柜：主要装载 TCMS装置和机车监控装置与机车信号系统

3. 电磁接触器： 电磁接触器在电力机车上用以控制辅助电路中各辅助电动机的接通与开断。 4. 继电器

（1） CMP 交流原边过流继电器：外形紧凑节约安装空间，频率范围为

动，无需备用电源，用闭锁按钮可调节动作电流范围。 （2）中间继电器：带有

4 组转换接点，装有反电动势保护和电磁吹弧装置。 16~60HZ，耐冲击振

5. 辅助变压器： 380V/220V/110V 三相变压器，在电路中给机车提供

电源。

220V 和 110V 单相交流

6. LC 滤波装置：辅助变流器输出的是含有高次谐波的交流矩形波，高次谐波会对后端负载 产生影响，为了减少影响，通过LC滤波器对其输出波形进行整形和滤波。 7. 司机室加热器：采用机械方式强迫热空气对流的方式加热。 8. 低压电流互感器：测量主变压器

相连。

X 端电流，电缆从

X 端引出穿过该互感器后与机车车体

9. 电度表：具有正反向功率计量功能。

10. 其他电器：（ 1）电动刮雨器（ 2）司机室风扇（ 3）机车冷藏室（ 4）头灯

第七章 微机网络控制系统

1、 微机控制监视系统（ TCMS） : 根据司机指令完成对主变流器及异步电动机的实时控制，

辅助变流器的实时控制，牵引 / 制动特性控制传动系统的时序逻辑控制，显示机车运行状态，具备完成的故障保护、故障记忆及显示功能，具备一定城东上的故障自排除，自动切换和故障处理指导功能。

机车控制电器系统主要完成下列功能

1、 顺序逻辑控制：如升、降受电弓，分、合主断路器，司机控制器的换向牵引，制动的转

换，主、辅变流器的启停控制， 机车库内动车逻辑控制， 辅助变流器库内实验逻辑控制。 2、 机车特性控制：采用恒牵引力

/ 制动力 +准恒速特性控制实现对机车的控制要求。 3、 定速控制：根据机车运行速度，可实现牵引工况下机车恒定速度控制。 4、 CCB-Ⅱ制动机的空气制动控制和机车防滑行保护。

5、 机车黏着控制：包括防控转，防滑性控制，轴重转移补偿控制。 6、 故障诊断，显示与保护。 机箱内设备功能

HXD3型操纵台上安装有 S460w-B 型板键开关组，利用控制电路的低压电器简介控制主电路的电气设备。

过分相装置： 当电力机车通过分相区时， 系统根据当时机车速度， 位置，自动平滑牵引电流，断辅助机组和分断主断路器， 通过分相区后， 自动闭合主断路器， 闭合辅助机组和控制牵引电流平滑上升。

主断控制器： 当发生弓网故障产生自动降弓动作的同时， 断开机车主断路器， 切断机车受电弓主气路并发出报警信号， 从而避免了带负载降弓时弓网之间产生严重拉弧而损坏受电弓和接触网。

压力开关：

1、 总风缸压力开关： KP51-1(750-900kpa),KP51-2(825-900kpa)

控制， KP60（ 350-470kpa ）用于机车牵引互锁保护。 2、 停车制动压力开关 KP59：用于机车弹簧储能停车制动。 3、 机车制动缸压力开关

KP61: 用于监控机车制动缸的压力。

用于机车空气压缩机启动

第八章 空气管路与制动系统

一． CCBⅡ微机控制制动系统，特点：

（ 1）控制准确性高，反应迅速；（ 2）安全性较高；（ 3）部件集成化高，可进行线路的部件更换，维护简单；（ 4）有自我诊断，故障显示及处理方法提示功能。

二．风源系统

风源系统的作用是为机车及车辆制动系统提供符合要求的干燥，洁净的压缩空气。 1. 空气压缩机组：具有温度，压力控制装置，可实现无负荷启动，冷却器排风口向下向车

内排风。

2. 空气干燥器：具有低温加热功能，位于空气压缩机组的总风缸之间，具有过滤压缩空气中

油，水，降低压缩空气露点的功能，保证空气系统在正常使用时不会出现液态水。

3. 辅助风源： LP115 型辅助压缩机组作为辅助风源，与升弓控制模块，升弓风缸及风表相

连，为保证压缩空气和管路清洁，辅助压缩机配有小型的单塔干燥器和再生风缸。

二． CCBⅡ制动机

CCBⅡ制动机是基于微处理器和 LON 网的电空制动控制系统， 除了紧急制动作用由机械阀触

发，其他所有逻辑控制指令均由微处理器发出。

主要包括： LCDM——制动显示屏， EPCU——电空控制单元， X-IPM——微处理器， EBV—— 电子制动阀， RIM——继电器接口模块

1. EBV：是 CCBⅡ制动机的人机接口。 操作者通过 EBV直接给 EPCU发送指令， 并通 IPM 进行

逻辑控制。 2. LCDM：是 CCBⅡ制动机的主要显示和操作装置。

3. IPM：是 CCBⅡ制动机的处理器，进行各制动功能的软件运算，并对各部分软件状

态进行检测和维护， 它处理所有与 LCDM有关的接口任务， 并通过 LON 网络传输制动命令给 EPCV

4. 电源箱 PJB：是一个变压器，它给 EPCV和其他可能扩展的装置提供并

将机车蓄电池的 110Vdc 电压变为 66Vdc 电压供 IPM 使用。 5. 电缆箱 CJB：为两端司机室的 EBV和 LCDM 进行通信线转换 6. RIM：位于机车制动柜，是 IPM 与机车间进行通信的继电器接口。

7. EPCV：由电气阀和空气阀组成， 来控制机车空气管路的压力。 他是制动系统的执行部件。

110V 的直流电压，

所有电空阀和空气阀集成到 四．辅助管路系统

8 各线路可更换的模块

1. 停放制动装置 2. 踏面清扫装置 3. 撒沙和鸣笛装置 4. 空气防滑器

第九章 转向架

五大任务：

1、承载车体上不得全部质量，包括车体，动力装置以及各种辅助装置和电机电气设施。 2、 保证必要的轮轨间黏着，以传递牵引力和制动力，使机车运行和停车。

3、 缓和线路对机车的冲击，保证机车运行的平稳性，使垂向和水平向均有较好的运行平稳

性。

4、 保证机车能顺利通过曲线和道岔。

5、 保证机车在牵引力、制动力和各种外力作用下的安全运行。

转向架包括：牵引装置、排石器、基础制动装置、构架、电动机悬挂装置、轮缘润滑装置、轮对、一系悬挂装配、二系悬挂、砂箱。

第十章 车体

一． HXD3 型大功率交流传动货运电力机车车体为整体承载结构，主要作用是承受机车上不设备载荷和传递机车牵引力。

二．车体部件

1. 底架装配：底架是机车主要承载部件，承受车体本身的质量和车内所有设备的质量，同

时传递牵引力和制动力以及复杂的动应力。 2. 司机室：根据“小流线“外形特点，钢结构采用传统的”扳、梁“结构，内部采用铝板

装修 3. 侧墙：承担着大部分的垂直载荷侧墙立柱都与底架边梁相连。

4. 顶盖：设有 3 各可拆卸的活动顶盖，分别为Ⅰ端侧顶盖，顶盖，Ⅱ端侧顶盖。虽然

顶盖不作为车体整体的承载部分，但其上面有车顶电气设备，如受电弓，主断路器，隔离开关，导电杆，支持绝缘子等。另外对提高车体自振频率有很大作用，因此结构设计时也需要考虑足够的强度和刚度。

5. 前围板与排障器：前围板位于车体底架前段下部排障器上方，为底架司机室与排障器的

过渡部件。排障器安装在车体前端下部，它主要用于排除机车运行前方的障碍物，对机车的安全运行起保护作用，因此排障器需要一定的强度和刚度。 6. 牵引缓冲装置：是吸收机车对列车进行连挂时及列车在运行中由于传递牵引力，制动力

的状态作用产生的纵向冲击力。（车钩，缓冲器）

四．车体配重： 为满足车体强度和刚度以及低位牵引的要求，大部分重量要集中在底架部分

车体重心应尽量下移，车体的