韶山3型4000系电力机车逻辑控制单元的设计与加装改造

摘要

随着我国铁路电气化里程的不断增加，电力机车的数量也在逐年递增，同时对电力机车控制性能的要求也越来越高。目前部分韶山3、韶山4、韶山6B等主力车型的电气控制还采用传统的有触点继电器控制。这种控制方式在机车长期运行过程中不可避免地会出现接触表面不洁净、氧化和因电弧烧蚀而成的凹凸不平滑，导致触点接触面变成点状接触，容易引起动静触头的接触不良，导致控制电路的误动作。同时由于机车速度的提高，车体振动加剧，继电器触点的振动也随之增大，从而危及行车安全。为了克服有触点继电器控制不足，改善机车控制性能，采用逻辑控制装置（Logic Control Unit-LCU）代替传统的继电器控制成了通行的办法。该方法运用先进的微型计算机技术和电力电子技术组成的逻辑控制单元控制，提高了机车运行的安全性。
　　本文以韶山3型4000系电力机车为研究对象，对该车型的逻辑控制单元(LCU)进行了系统的设计，主要包括梯形图的设计、结构的设计、硬件系统和软件系统的设计等，接着对所设计的逻辑控制单元(LCU)进行验证，结果表明，本文所设计的LCU是完全满足机车实际运用的产品。
　　此外本文还制定了韶山3型电力机车加装机车逻辑控制单元(LCU)的具体实施方案，主要从高低压柜配置、低压柜布局变化和逻辑控制单元的布线图设计等方面进行了详细的介绍。最后从逻辑控制单元的运用、维护和故障分析等方面对机车运行中可能出现的一些问题进行了总结。结果表明，本文关于韶山3型电力机车加装逻辑控制单元的方案可行有效，加装后的电力机车更便于使用和维护，同时预留部分输入、输出通道，为后期逻辑控制功能扩展提供条件。最后，分析逻辑控制单元日常运用中出现的实际问题，提出的相应的维护措施，通过故障现象描述，分析故障原因并制定解决方案，对后续故障的排查、定级和处理，有一定的帮助。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 前言

1．2 研究的目的和意义

1．3 国内外研究现状

1．4 研究的可行性分析

1．4．1 逻辑控制单元输入信号的主要类型

1．4．2 电力机车逻辑控制单元与PLC比较

1．5 本文主要工作

第二章 韶山3电力机车逻辑控制单元的设计

2．1 韶山3型4000系电力机车概述

2．1．1 韶山3型4000系电力机车技术参数

2．1．2 韶山3型4000系电力机车电气线路

2．2 逻辑控制单元装置设计

2．2．1 梯形图设计

2．2．2 结构设计

2．2．3 硬件设计

2．2．4 软件设计

2．3 逻辑控制单元验证

2．4 本章小结

第三章 韶山3型电力机车加装机车逻辑控制单元方案

3．1 加装原因和目的

3．1．1 加装的原因

3．1．2 加装的目的

3．2 加装逻辑控制单元前高低压柜配置

3．2．1 低压电器柜设备布置

3．2．2 高压电器柜设备布置

3．3 加装逻辑控制单元低压柜布局变化

3．3．1 Ⅰ端低压柜改造

3．3．2 Ⅱ端低压柜改造

3．4 加装逻辑控制单元布线图设计

3．4．1 Ⅰ端高压柜

3．4．2 Ⅱ端高压柜

3．4．3 Ⅰ端低压柜

3．4．4 Ⅱ端低压柜

3．4．5 车体布线图设计

3．5 高低压柜改造后实物图

3．6 本章小结

第四章 逻辑控制单元的运用、维护及故障分析

4．1 逻辑控制单元运用情况

4．2 逻辑控制单元的维护

4．2．1 日常检查维护

4．2．2 定期维护

4．2．3 乘务员交接班时专项检查

4．3 逻辑控制单元运用中故障分析

4．3．1 故障分析及处理示例

4．3．2 故障统计及分析

4．4 本章小结

结论

致谢

参考文献