韶山3型电力机车(SS3),是中国铁路的第二代电力机车车型之一,是由株洲电力机车厂和株洲电力机车研究所吸收了韶山1型、韶山2型电力机车的成熟经验后,于1979年研制成功的客、货两用干线电力机车,1986年投入批量生产。早期的韶山3型电力机车采用了级间相控调压,作为调压开关调压向全相控调压的过渡方案。1991年,株机厂与株机所对韶山3型电力机车进行技术改进,改为采用晶闸管相控平滑调压,并对转向架、电阻制动等方面作出改进,称为韶山3型4000系,于1992年起投入批量生产。除了株洲电力机车厂,大同电力机车厂、资阳机车厂、太原机车车辆厂均曾经生产韶山3型电力机车,至2006年停产,累计产量超过1500台。
中文名称 | 韶山3型电力机车 | 外文名称 | SS3 type electric locomotive |
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类型 | 电力机车 | 生产国 | 中国 |
设计1 | 株洲电力机车厂 | 设计2 | 株洲电力机车研究所 |
生产厂商1 | 株洲电力机车厂、大同机车厂 | 生产厂商2 | 资阳机车厂、太原机车车辆厂 |
生产型号 | SS3 | 生产年份 | 1978年-2006年 |
产量 | 韶山3型772台、4000系836台 | 主要用户 | 中国铁路总公司 |
昵称 | 三哥、草绿三、墨绿三 |
韶山3型电力机车技术特点
韶山3型电力机车是六轴干线客货运通用电力机车,采用双边内走廊,设两端司机室;主要电器设备以机车最重设备主变压器为中央,分平面斜对称布置为主,有利于重量平衡;车顶两端各装一台单臂式受电弓;车顶中部装一台主断路器。为了方便车体减轻自重、满足轻量化要求,同时又增加结构的刚度和强度,传统的底架承载结构型式已不能满足要求,而代之以框架式整体承载结构形式。通风系统采用车体通风方式,侧墙百叶窗是车内设备通风冷却的进风窗口,百叶窗采用竖式结构,过滤除尘效果较好,外形美观大方。
机车最大速度100公里/小时,轴式Co-Co,小时功率为4800千瓦,持续功率为4320千瓦,比韶山1型机车提高14.3%,因此机车具有较大的牵引力。机车轮周电阻制动功率达4000千瓦,比韶山1型机车电阻制动功率提高25%,两级电阻制动改善了机车低速工况下的制动能力,韶山3型4000系电气制动采用加馈电阻制动。
韶山3型电力机车是交-直流电传动的单相工频交流电力机车。机车主电路主要是由受电弓、主断路器、高压电流互感器、主变压器、硅整流装置、牵引电机、高压电器柜、平波电抗器、制动电阻柜及电路保护装置等组成,是产生机车牵引力和制动力的主体电路。接触网导线上的25千伏单相工频交流电电流,经受电弓进入机车后经过主断路器再进入主变压器,交流电从主变压器的牵引绕组经过硅机组整流后,向六台分两组并联的牵引电动机集中供应直流电,使牵引电动机产生转矩,将电能转变为机械能,经过齿轮的传递驱动轮对。
韶山3型电力机车采用双拍全波桥式整流、低压侧调压开关与晶闸管相控相结合的调压方式,利用低压侧调压开关实现8个大调压级和在每级内利用晶闸管相控无级调压,实现了调压开关8级级间晶闸管相控平滑调压,获得了相当于8段相控无级调压特性。这种调压方式既保留了调压开关功率因数较高、谐波分量和通信干扰较小的特点,又具有平滑无级调压充分利用机车粘着重量的特点。由于采用级间平滑调压加上恒流限制控制,使机车具有较好的加速特性。
随着中国的大功率晶闸管制造技术日趋成熟,且级间平滑调压仍然采用调压开关级间转换,主电路系统相对复杂,因此韶山3型4000系机车改为全相控调压方式,采用晶闸管不等分三段半控桥式相控无级调压。
机车走行部为两台完全相同的三轴转向架。首台韶山3型电力机车出厂时曾经装用均衡梁组合式转向架,与韶山1型电力机车转向架基本相同,但在运用考核中发现均衡梁容易失稳从而引起轴重分配不均,且使用中均衡梁作用不灵活、空转现象严重。为此,株洲电力机车厂于1983年决定在不改变转向架原本技术参数和机车其他部件的前提下,参考ND4型、东风4型柴油机车转向架的长处,简化韶山3型机车转向架结构,取消均衡梁改为独立悬挂,一系悬挂采用轴箱螺旋钢弹簧与弹性定位拉杆悬挂结构,增大一系悬挂轴箱拉杆的总横向刚度,以减少磨耗件和减轻簧下重量;转向架二系悬挂由双中央支承体牵引改成橡胶堆全旁承承载加横向油压减振器,改善转向架受力情况;牵引力和制动力通过牵引中心销传递。轴箱轴承采用能承受轴向和径向的滚动轴承。但由于其中心销式牵引装置因电机悬挂妨碍了中心销位置下移,因此其牵引位置较高,不利于机车的粘着利用 。韶山3型4000系电力机车的牵引装置改为采用平行拉杆牵引装置结构,将牵引点高度由距轨面750毫米降至460毫米,减少转向架的轴重转移,有效提高机车最大粘着率的发挥。
每台转向架装用三台带有补偿绕组、四极、高电压的ZQ800-1型串励脉流牵引电动机,小时功率为800千瓦,持续功率720千瓦,额定电压为1550伏。牵引电机采取抱轴式悬挂、双侧刚性斜齿传动方式。基础制动采用单元制动器。
华氏轮式 | 0-6-6-0 |
UIC轴式 | Co'Co' |
轨距 | 1,435毫米 |
轮径 | 1250毫米(新轮) |
轴重 | 23吨 |
轴距 | 4,300毫米(固定轴距) |
通过最小曲线半径 | 125米 |
机车长度 | 21,416毫米(车钩中心距) |
机车宽度 | 3,100毫米 |
机车高度 | 4,380毫米(车顶平面至轨面) |
整备重量 | 138吨 |
受流电压 | 单相交流 25 kV/50 Hz |
传动方式 | 交-直流电 |
牵引电动机 | ZQ-800-1(ZD103) × 6 |
最高速度 | 100公里/小时 |
持续速度 | 49公里/小时 |
牵引功率 | 4,320千瓦(持续) 4,800千瓦(小时) |
牵引力 | 470 kN(起动) 317.8 kN(持续) |
制动方式 | 踏面制动、电阻制动 |
列车制动 | 空气制动 |
机车编号 | 数量 | 制造厂 | 生产年份 | 备注 |
0001~0677 | 677 | 株洲电力机车厂 | 1978年-1992年 | 绝大部分已按韶山3型4000系标准进行改造 |
6001~6095 | 95 | 大同机车厂 | 1990年-1992年 | 绝大部分已按韶山3型4000系标准进行改造 |
4001~4008 4085~4104 5029~5251 | 251 | 株洲电力机车厂 | 1992年-2006年 | |
4009~4084 4108~4556 | 525 | 大同机车厂 | 1992年-2006年 | 4059与4062号机车 改造为韶山3C 型电力机车 |
4105~4107 | 3 | 太原机车车辆厂 | 1994年 | |
8001~8057 | 57 | 资阳机车厂 | 2000年-2002年 |
相比韶山2型电力机车,韶山3型电力机车具备了一些技术优势:1、级间平滑调压主电路为主变压器低压侧级间平滑调压、双拍全波桥式整流。由于采用调压开关与晶闸管相控相结合的级间平滑调压,加之采用恒流限制控制,...
韶山7C型电力机车是交—直传动4800kW,最高运用速度120km/h的6轴客运电力机车。机车主要特点是:1.采用两段桥相控(全控+半控)和它复励电路,无级调速和无级磁场削弱;2.采用恒流起动及准恒速...
早期型韶山9型机车车体采用侧壁承载式全钢焊接结构,并对车体、变压器油箱、转向架及其他电气部件进行了轻量化设计,使其达到轴重21吨的要求 。总体布置沿用双侧走廊、两端司机室,全车共分七个间隔室,中间为变...
机车编号 | 名称 | 备注 |
SS3-0454 | 先锋号 | 成都铁路局贵阳机务段 |
SS3-0524 | 青年号 | 武汉铁路局江岸机务段 |
SS3-4160 | 共青团号 | 南宁铁路局南宁机务段 |
SS3-4235 | 青年文明号 | 成都铁路局重庆机务段 |
SS3-4258 | 党员先锋号 | 成都铁路局重庆机务段 |
SS3B-5035 | 雷锋号 | 兰州铁路局迎水桥机务段 |
SS3B-5038 | 青年文明号 | 兰州铁路局迎水桥机务段 |
SS3-5068 | 青年文明号 | 广州铁路集团怀化机务段 |
SS3B-5162 | 五四青年号 | 昆明铁路局昆明机务段 |
西安铁路职业技术学院毕业设计 设计题目 : 韶山 4 型电力机车控制电路 专业(班级): 机车 381975 指 导 教 师: 杨 刚 学 生 姓 名: 杨之源 学 号: 057246895 摘要 SS4改型电力机车 (从 159#车起 )是八轴重载货运机车,由两节完全相同的四轴机车用车 钩与连挂风挡连接组成, 其间设有电气系统高压连接器和重联控制电缆, 以及空气系统重联 控制风管, 可在其中任一节车的司机室对全车进行统一控制。 另外,在机车两端还设有重联 装置,可与一台或数台 SS4改进型机车连接,进行重联运行。机车采用国际标准电流制,即 单相工频制,电压为 25kV。采用传统的交 —直传动形式,使用传统的串励式脉流牵引电动 机。机车具有四台两轴转向架, 采用推挽式牵引方式,固定轴距较短, 采用转向架独立供电 方式,全车四个两轴转向架, 具有相应的四台独立的相控式主整流装置。 主整流
本文针对机车运用中发生的一起韶山3型电力机车牵引电机故障扩大修,从电机主动齿轮裂损入手,通过技术分析,找出了造成扩大修的原因,提出了运用段处理此类故障和避免扩大修的建议。
韶山6型电力机车技术特点
韶山6型电力机车是六轴干线客货运通用电力机车,沿用中国"韶山"系列国产电力机车传统布局特点,总体布置与韶山3型电力机车相似。机车采用双边内走廊,设两端司机室;主要电器设备以机车最重设备主变压器为中央,其他设备分平面斜对称布置为主,有利于重量平衡;车顶两端各装一台单臂式受电弓;车顶中部装一台主断路器。车体采用框架式整休承载结构;通风系统采用车体通风方式,侧墙竖式百叶窗是车内设备通风冷却的进风窗口,经过通风支路向牵引电动机、整流装置、变压器、制动电阻等设备冷却。机车最大速度100公里/小时,轴式Co-Co,持续功率为4800千瓦。
韶山6型电力机车是交-直流电传动的单相工频交流电力机车。机车主电路主要是由受电弓、主断路器、高压电流互感器、主变压器、硅整流装置、牵引电机、高压电器柜、平波电抗器、制动电阻柜及电路保护装置等组成,是产生机车牵引力和制动力的主体电路。接触网导线上的25千伏单相工频交流电电流,经受电弓进入机车后经过主断路器再进入主变压器,交流电从主变压器的牵引绕组经过晶闸管整流后,向六台分两组并联的牵引电动机集中供应直流电,使牵引电动机产生转矩,将电能转变为机械能,经过齿轮的传递驱动轮对。
韶山6型电力机车主电路借鉴了8K型电力机车的晶闸管二段桥相控调压方式,采用二套独立的两段半控桥整流调压电路,分别向二台转向架上的牵引电机供电,实现转向架独立供电,并具有电路简单、控制方便的优点,解决了韶山3型电力机车级间相控调压故障率高、调压开关与电子控制系统不协调的缺点。在引进8K型电力机车的同时,株洲电力机车研究所也从美国西屋电气公司引进大功率半导体制造技术,被应用于韶山6型电力机车的晶闸管元件。此外,由于当时的技术水平对并联电机采用无级磁场削弱有较大难度,且成本较有级磁场削弱高得多,因此韶山6型机车仍然采用三级磁场削弱方式,提高机车可靠性。相比调压开关调压电力机车,晶闸管二段桥相控电力机车的功率因数相对较低,因此韶山6型机车参照8K型机车增设了四组功率因数补偿装置,通过在主电路中投入或切除电容器来提高机车的功率因数,机车在50~100%功率范围内功率因数均可大于0.9,以提高电气化铁路的总效率、减少对无线通信的干扰。
机车走行部为两台完全相同的三轴转向架,结构与韶山3型电力机车基本相同,一系悬挂采用轴箱螺旋钢弹簧与弹性定位拉杆悬挂结构,二系悬挂采用橡胶堆全旁承承载;牵引力和制动力通过牵引中心销传递。基础制动采用单元制动器,装用DK-1型电空制动机。
每台转向架装用三台HS14263-01R(ZD112)型脉流牵引电动机,由株洲电力机车厂与日本日立制作所山手工场联合设计、山手工场制造,采用带有补偿绕组、四极串励、高电压、半叠片铸钢机座结构。该型电机结构上与韶山3型机车采用的ZQ800-1型牵引电机相似,但制造工艺有较大差异,其电枢、定子均采用C级绝缘和一体化真空浸漆处理。牵引电机持续功率800千瓦,额定电压为1570伏。韶山6型机车借鉴了8K型机车的牵引电机滚动轴承抱轴式悬挂,并应用了单侧直齿弹性齿轮传动。
韶山6型电力机车仿照8K型机车所采用的恒流限速牵引特性控制方式,在机车起动时按恒流方式起动,待进入特性曲线的斜线段后按调速手轮所指定的速度范围内运行;在满电压满磁场的自然特 性曲线范围内采用类似半梯形、10级的特性控制,满电压后再进行有级磁场削弱。机车电子控制系统并设有防空转防滑行控制、轴重转移电器补偿等功能。
ss韶山3型
相比韶山2型电力机车,韶山3型电力机车具备了一些技术优势:
1、级间平滑调压
主电路为主变压器低压侧级间平滑调压、双拍全波桥式整流。由于采用调压开关与晶闸管相控相结合的级间平滑调压,加之采用恒流限制控制,使机车具有较好的加速特性。韶山3型4000系主电路调压方式为主变压器低压侧晶闸管不等分三段半桥式相控调压,双拍全波桥式整流。
2、高机车小时制
机车小时制功率为4800kW(持续制为4320kW),比SS1型机车功率提高14.3%,因此机车具有较大的牵引力。机车轮周电制动功率达4000kW,比SS1型机车电阻制动功率提高25%。两级电阻制动改善了机车低速工况下的制动能力。韶山3型4000系电气制动采用加馈电阻制动。
3、优秀的变压器
主变压器型号,额定容量为6925kV·A,牵引绕组电压为1111V+277.8Vx4的基本绕组和调压绕组二者组成,冷却方式为强迫油循环风冷。韶山3型4000系主变压器型号为TBQ3B-7000/25型。
4、优秀的调压开关
TKT3-3300/2200型调压开关与SS1型电力机车用调压开关结构相似,由于级间与晶闸管相控配合,因此对触头的开闭逻辑角度要求高,对相应零部件制造和开关组装精度要求高。
5、整流二极管和晶闸管构成桥式整流电路
TGZ3-3300/1550变流装置由整流二极管和晶闸管构成桥式整流电路,并兼具级间平滑调压功能。只需要少量晶闸管就可以达到级间平滑调压的作用,使机车具有多段桥特性,从而提高机车功率因数。
SS3型电力机车是我国第二代(级间相控调压、交直传动)客货用电力机车。该型机车是在吸收了SS1、SS2型电力机车成熟经验,由株机厂和株洲所共同研制,并于 1978年底试制出厂。
6、成熟电子控制柜
具有最早批量装车、技术比较成熟的第一代机车电子控制柜。包括110V稳压电源系统及主回路级间相控电子系统等,其中有电子插件30块。
7、小时制功率为800kW采用小时制功率为800kW,带有补偿绕组、4极、串励ZQ800-1型脉流牵引电动机,额定电压为1550V,持续制电流为495A。
8、TZZ4型立式制动电阻柜
全车配有2台TZZ4型立式制动电阻柜,额定发热功率为2xl900kW。通风机将车体下的空气通过铁丝网吸迸过渡风道,经过冷却电阻带,然后从车顶吹出。平时电阻柜顶部的铝合金百叶窗是关闭的,防止雨雪及其他异物进人电阻柜,制动时气缸连杆将百叶窗打开。 9、转向架
转向架的特点是一系采用轴箱螺旋钢弹簧与弹性定位拉杆悬挂结构,二系采用全旁承橡胶堆简单悬挂结构,采用中心销式传递牵引力的方式,轴箱轴承采用能承受轴向和径向的滚动轴承,牵引电机采取抱轴式悬挂、双侧刚性斜齿传动方式。韶山3型4000系牵引装置改进为平拉杆式,改进牵引点高度。其相关技术参数如下:
机车整备质量/t | 长度/m | 宽度/m | 高度/m | 最大功率/kw | 最大牵引力/kN | 最大速度/km/h |
138 | 20.2 | 3.1 | 4.7 | 4800 | 490 | 100 |
韶山6型电力机车(SS6)是中国铁路使用的电力机车车型之一,是中华人民共和国铁道部为满足陇海铁路电气化需要,继引进6K型电力机车之后,于1989年利用日元贷款、通过国际招标采购的第二批4800千瓦六轴电力机车。韶山6型电力机车由株洲电力机车厂、株洲电力机车研究所联合研制,是在继承韶山3型电力机车的传统设计和制造经验基础上,结合进口8K型电力机车的部分先进技术而成的客货通用电力机车。