第三节　控制电路

韶山4改进型电力机车控制电路可分为有接点控制电路和无接点控制电路，这里只介绍有接点控制电路。韶山4改进型电力机车的控制电路按其所起作用不同，由5个环节组成，即：控制电源、整备电路、调速控制电路、机车内部状态信号控制电路和照明电路。由于保护电路、机车内部状态信号控制电路和照明电路比较简单，本章不做介绍。

一、控制电源

韶山4改进型电力机车控制电源是由110V电源柜和蓄电池组成，通常二者并联为控制电路提供稳定的110V电源，蓄电池为升弓、合闸和降弓时作低压试验、照明用及电源柜故障时维持运行提供控制电源。

110V电源柜由主变压器辅助绕组提供399.86V单相交流（随网压变化）电源（见附图三）。经电源变压器670TC变成220V单相交流电送入110V整流硅机组，经过V1～V4整流，再经平波电抗器671L、电容663C滤波后，成为较平稳的直流电和蓄电池并联，供控制电路使用。蓄电池相当于一个数千微法的电容，兼起滤波作用，因此正常工作时，不得断开蓄电池。

二、整备控制电路

所谓整备控制电路是指机车动车前的各项预备性操作，如闭合钥匙，升受电弓，合主断路器，启动劈相机、压缩机、通风机以及完成向前或向后，牵引或制动的转换等项操作。现分述如下：

1.控制电源钥匙570QS控制

电源钥匙是控制电路的主要开关，它不仅有电联锁，而且有机械联锁。当其置于关闭位时，主台各扳钮（头、副灯除外）均不能按动；当其闭合后，各扳钮可以开闭，但扳钮开放后，钥匙即被锁在开放位。钥匙闭合后531、466、401线有电。

控制电源线464→受电弓单极自动开关602QA→570QS（闭合位）→531（见附图五）。

464线→控制器自动开关604QA→465线→（见附图四）。

531、466、401线有电后，接通如下电路：

（1）531→库用开关20QP、50QP（运行位）→车顶门行程开关（关闭位）297QP→门联锁保护电空阀287YV得电吸合，开通52调压阀去门联锁阀的风路，将高压室门锁闭（见附图二）。

（2）531→辅助电路库内开关235QS（运行位）→中间继电器284KE得电吸合，常开闭合将b6、206接通（见附图二）。

（3）466→零位时间继电器532KT常闭联锁→主司机控制器627AC（0位）→辅助司机控制器628AC（0位）→412线→零位中间继电器568KA得电吸合。零位灯亮（见附图四）。

466→线路接触器12KM、22KM、32KM、42KM常闭联锁→线路接触器中间继电器558KA得电吸合，保证线路接触器在释放状态下，才能进行两位置开关转换操作。

（4）531→恢复中间继电器562KA常闭联锁→主断路器延时继电器539KT得电吸合（见附图五）。

（5）531→主断路器辅助联锁4QF（断开位吸合）→劈相机自启时间继电器528KT得电吸合（见附图五）。

（6）401→钥匙互锁继电器569KA供电。

（7）如果重联开关在重联位时，重联继电器545KA、546KA、547KA、548KA得电吸合。

531→570QS（闭合位）→592QS（重联位）→545KA、546KA、547KA、548KA。

2.受电弓控制（见图1—4）

（1）前弓升弓过程

531→前弓按钮403SK（闭合位）→532线→受电弓故障隔离

（2）后弓升弓过程：531→后弓按钮402SK→535线→内重联线→另节车（后节车）N532线有电，使后弓升起。

（3）设置受电弓风压继电器515KF的目的是只有当重联的两节车高压室门都关好后，才能升弓，以保证人身安全。

（4）两台车重联时，导线532经重联中间继电器546KA常开联锁使外重联线W2532线有电，经外重联电缆后，使另一台车W2532有电，促使另一台车受电弓升起（以上见附图五）。

3.主断路器控制（见附图五）

（1）主断路器闭合过程

531→主断路器“合”按键401SK→537线→主断路器故障隔离开关586QS→零位中间继电器568KA常开联锁→主断路器延时继电器539KT常开联锁→劈相机中间继电器567KA常闭联锁→541线有电，若此时风压足够（大于450kPa），4KF吸合，则主断路器合闸线圈4QFN得电动作，主断路器闭合。

（2）主断路器闭合的必要条件

①全车司机控制器在零位，568KA吸合；

②劈相机按键处于断开位，567KA处于释放状态；

③主断路器风缸风压大于450kPa。

（3）539KT受恢复中间继电器562KA控制。合闸前得电，合闸按键闭合期间562KA得电动作，常闭打开，引起539KT失电，延时1s释放，常开打开，切断合闸电路，避免合闸线圈4QFN和主接地继电器97KER、98KER恢复线圈长时间通电烧损。

（4）两节车重联时，操纵节537线通过受电弓风压隔离开关588QS、内重联线，使另一节主断路器闭合；两台或多台机车重联时，操纵节537线通过重联中间继电器546KA常开联锁、外重联线，使重联机车主断路器闭合。

（5）分闸过程

464线→主断自动开关603QA→主断路器“断”扳钮400SK→544线有电→主断路器辅助联锁4QF→542线有电，此时若4KF吸合则分闸线圈4QFF得电，主断路器断开。另外还有多种保护环节动作后，也会使主断路器断开。

（6）两节车重联时，操纵节544线，通过内重联线，使非操纵节主断路器断开；两台或多台机车重联时，操纵节544线，通过重联中间继电器547KA常开联锁、外重联线使重联机车主断路器断开。

4.劈相机控制（见附图五）

（1）手动控制

按下劈相机按钮404SK，则464→605QA→560线→404SK→591QS手动位→564→劈相机中间继电器567KA得电吸合，常开闭合，则560线→567KA常开→561线有电，561线接通如下5条支路：

①561→劈相机启动中间继电器566KA常闭联锁→533KT得电吸合，常开闭合，通过531线给283AK提供电源（见附图二）。

②213KM吸合，常开闭合，则561→213KM常开联锁→劈相机故障隔离开关242QS→辅机保护接点215EF→劈相机接触器201KM吸合，劈相机开始启动。

③若启动正常，则283AK动作，常开闭合，则561→283AK常开联锁→566KA得电自锁，常闭打开，切断213KM、533KT供电回路，甩掉劈相机启动电阻，使劈相机进入正常工作状态。

561→215EF→566KA常开联锁→566KA自锁。

④533KT失电，延时3s释放，常闭闭合，则561→533KT常闭联锁→577线有电，为其他辅机启动作好准备。

⑤561线还使辅机各时间继电器得电吸合。

以上是单节车启动情况，双节车时，通过内重联线N564使另一节车567KA得电，另一节车劈相机启动。

两台车重联时，564线通过重联中间继电器547KA使W2564有电，通过重联电缆，另一节车W2564有电，使另台车567KA得电，劈相机启动。

（2）自动控制

所谓自动控制是指断开主断路器后劈相机扳钮不关闭，闭合主断路器后，劈相机自动启动，无需人为操纵劈相机扳钮，劈相机即可启动。这一功能主要用于过分相后，减少司机操作步骤。其原理如下：

当主断路器闭合后，其辅助联锁打开，528KT失电，延时1s常闭闭合，560线→404SK（按下位）→591QS（自起位）→528KT常闭联锁→564→567KA得电。以后过程与手动位相同。

当主断路器断开时，528KT得电，常闭打开，567KA失电，常开打开，561线无电，使劈相机接触器失电释放。

（3）通风机电机3MA代替劈相机

劈相机故障时，将242QS打向1FD位（“2”位），296QS打向电容位。

随后的操作过程与启动劈相机类似。即首先按下404SK，567KA得电动作，使561线有电，213KM、533KT吸合，启动电容接入。然后，561线→213KM常开联锁—242QS“2”位→695线→通风机1辅机保护接点219EF→通风机1电机接触器205KM得电吸合，通风机1开始启动。当发电相电压达到283AK整定值时，283AK动作，使566KA得电吸合并自持，213KM、533KT失电释放启动电容甩开，启动完成。同时，561经533KT常闭给577送电，为其他辅机做好准备。

5.辅机控制（见附图五）

韶山4改进型电力机车辅机控制与其他机车相似，所不同的是：它增加了通风机自启控制。为节省篇幅，其他辅机控制不作介绍，仅介绍通风机自启控制。

所谓自起控制，是指调速手轮达到某一级位以上时通风机能够自动启动。调速手轮达到1.5级以上时，417线有电（见附图四），自起中间继电器549KA得电。此时，577线→通风机扳钮406SK非按下位→570QS闭合位→549KA常开联锁使549KA自锁。导线603经549KA另一常开联锁，二极管509V给578线送电，使牵引通风机1、2，变压器风机及油泵顺序启动。当调速手轮回“0”后，由于549KA仍自锁，所以通风机并不自动关闭，必须闭合一下406SK，切除549KA供电回路，使其解锁，然后，再关闭406SK，才能关闭通风机。

6.两位置转换开关控制（见附图四）

（1）牵引状态

换向手柄置前位，402、403、406线有电，其中402线给调速手轮供电，403线控制机车向前，406线控制牵引。其控制环节是：

①403→558KA常开联锁→两位置开关107YVF和108YVF两电磁阀得电，负责前后转换的方向鼓转到向前位。

②406→558KA常开联锁→牵引制动中间继电器560KA（牵引时失电）常闭联锁→励磁接触器92KM常闭联锁→107YVT、108YVT得电，两位置开关牵制鼓转到牵引位。

③换向手柄置后时402、404、406线有电。402、406线作用不变。

404→558KA常开联锁→107YVBW、108YVBW得电，方向鼓转向后位。

④两节车内重联时，通过内重联线N406控制另一节车完成牵引转换。通过本车的N403经内重联电缆交叉重联，使另一节车N404有电；另一节车完成向后转换，保证全车运行方向一致。

⑤两台车重联时，通过外重联线W2406控制另一台车完成牵引转换。通过W2403完成另一台车的方向转换，确保两台机车运行方向一致。

（2）制动状态

换向手柄“制位”导线402、403、405有电。402线作用与牵引时同。导线403提供机车向前的信号，导线405→560KA常开联锁→558KA常开联锁→107YVB、108YVB得电，两位置开关转到“制”位。两节车重联时通过N405使另一节车也转到“制”位。两台车重联时，通过W2405使另一台车转到“制”位，保证重联机车同步工作。

7.风速延时控制（530KT得电电路）

通风机工作正常后，风速继电器即动作，引起风速中间继电器动作。其常开联锁闭合，接通风速时间继电器530KT的得电电路。

牵引时，530KT的供电电源是406线。

制动时，530KT的供电电源是405线，405线经560KA常开联锁、两制动风机辅机保护接点、风速中间继电器后，使518线有电，再串入牵引风速延时电路使530KT得电，其目的是保证电阻制动时，牵引通风机应正常工作，保证电机散热。

573QS、574QS和575QS、576QS分别是两台牵引风机风速故障和风机故障隔离开关。

589QS、590QS和581QS、582QS分别是两台制动风机风速故障和风机故障隔离开关。

8.预备环节控制（见附图四）

在全车整备控制电路完成后预备中间继电器556KA得电吸合。其电路流经是：

（1）牵引向前时，403→561KA常闭联锁→两位置开关前位辅助联锁107QPF、108QPF→427线→两位置开关牵制鼓辅助联锁（牵引位吸合）107QPT、108QPT使导线429有电。当调速手轮处于1.5级以下时，低级位延时继电器525KT处于失电状态，常闭闭合，则429线→525KT常闭→567KA常开联锁（此时劈相机已工作）→560KA常闭联锁→432线→4QF（主断路器闭合位）→556KA得电。

当调速手轮1.5级以上时，525KT得电，常闭打开，429线经530KT常开联锁给556KA供电。

（2）牵引向后时，404→107QPBW、108QPBW（向后时闭合）→427线有电。以后路径与前位同。

（3）制动位时，405线有电，经励磁接触器91KM常开联锁（此时已闭合）、530KT常开联锁给556KA供电。

405线给励磁接触器91KM、92KM供电，条件是机车闸缸压力小于150kPa，调速手轮离“0”，线路接触器吸合。

目前，有些韶山4改进型电力机车电阻制动预备回路中串入了制动风机接触器209KM、210KM常开联锁。目的是保证只有制动通风机启动后，电阻制动预备电路才能完成。

三、调速控制电路

当机车整备完备，预备继电器556KA得电后，机车状态信号正常时，就可以通过调速手轮进行调速控制，根据前后顺序，下面分几个环节介绍：

1.零位控制（见附图四）

韶山4改进型电力机车全车有4个司机控制器，每节车都有自己独立的零位继电器568KA和零位延时继电器532KT。

（1）单节时零位中间继电器568KA得电电路如下：

464→604QA→465线→570QS（闭合位）→532KT常闭联锁→418线有电。

如此时调速手轮在零位（包括辅台），则418→主司机控制器627AC→411→辅助司机控制器628AC→412→568KA得电。

当调速手轮离“0”后（机械“0”位）412线失电，415线有电，558KA、568KA亦失电。532KT得电，常闭打开，进一步保证558KA、568KA失电。

（2）两节车重联时通过N418控制另节车568KA，通过N415控制另节车532KT。以保证两节车同步。两台车重联时则通过W2418和W2415分别进行控制。

2.低级位延时控制（525KT得电电路）（见附图四）

调整手轮1.5级以上，417线有电使525KT得电，其作用见预备电路。

3.线路接触器控制（见附图四）

调速手轮离开零位，532KT得电，常开闭合，接通了531线给线路接触器的供电电路。

在线路接触器回路中串接有牵引风机故障隔离开关575QS、576QS，制动风机故障隔离开关581QS、582QS，其目的是当牵引风机故障时将其相应的故障隔离开关置“故”位，所冷却的两台电机的线路接触器不能吸合，避免牵引电机烧损。电阻制动时，如某台制动风机故障时，将其故障隔离开关置“故”位，则相应的两台电机线路接触器不能吸合，避免牵引电机和制动电阻烧损。

4.调速控制（见附图四）

韶山4改进型电力机车采用无级调速方式，主要是无接点电路，本书只介绍与调速有关的有接点控制电路。

机车速度给定信号由司机控制器输出，当司机转动调速手轮时，速度给定及相应的电流给定信号也随之改变，从而达到控制机车速度之目的。主司机控制器627AC输出的速度给定信号通过电位器637R来完成，这一环节中，1701线是从电子柜内送出的+15V电源线，700是地线，1703是速度给定信号线，送入电子柜内，电子柜根据这一信号，对机车速度及电机电流进行相应的控制。辅助司机控制器628AC则通过电位器638R来控制。

5.钥匙互锁控制（见附图四）

为防止一台机车的两节车都闭合钥匙，造成窜车现象，韶山4改进型电力机车加装了钥匙互锁控制环节，具体控制过程如下：

当A节车为操纵节时，B节车应为非操纵节，即B节车钥匙开关570QS应断开，所以A节车401线有电，B节车401线无电。A节车的401线通过内重联线使B节车钥匙互锁中间继电器569KA得电吸合，常闭打开，则非操纵节送入电子柜“AE”的操纵端信号419线无电，使其始终接收调制信号。反之若A、B两节车都闭合钥匙开关570QS，则两节车401线都有电，569KA都吸合，419线都无电，两节车电子柜都处于接收状态，结果牵引无流。

四、控制线路线号划分及零部件代号编制原则

韶山4改进型电力机车的线号划分与其他韶山系列机车的线号划分类似，具体划分如下：

1.整备调速控制电路400～629，500除外。

2.照明控制电路，630～689，780～789。其中，680～689为升弓压缩机及风扇控制；780～789为仪表照明控制。

3.信号显示控制电路701～779。

4.电空制动控制电路801～899。

5.通讯信号控制电路901～999。

6.电子控制电路1001～1399，1600～1799。其中1001～1199是从主电路直接送入电子控制电路的线号；1200～1399是从辅助回路直接送入电子控制回路的线号；1600～1799是控制电路与电子回路单独联系线号；1500～1599是辅机电子保护传感器线号。

7.内重联线号前带有“N”字母如：N401、N403等：外重联线前带有“W”字母，如W400，经重联中间继电器控制的导线线号，是在原线号前面加“2”，如线号为401导线，经重联继电器接点后，就成为2401。这样做的好处是便于记住每根重联线的用途。

8.线号500是逆变电压+24V和+15V的地线；400和600是控制电源+110V的地线。其中600是电源屏内使用，通过667QS与400线相连；线号700是电子柜内本身电源的地线，400、500、700这三种地线相互独立且互不联系。

零部件代号编制原则也是采用流水数字和文字符号相结合的方式。