1、绪 论 一、电器的定义及分类 由于电能与其他形式的能量相比具有易转换和便于控制、调整、输送等优点，因此在生产、生活及一切科学领域中获得了广泛的应用。 1按电压高低分类（1）高压电器：额定电压500V及以上的电器，称为高压电器。 （2）低压电器：额定电压500V以下的电器，称为低压电器。 2按用途分类 （1）开关电器：用来自动或非自动地开闭有电流的电路，如闸刀开关、自动开关、转换开关、按钮开关、隔离开关和主断路器等。 （2）控制电器：用于自动或非自动地控制电机的启动、调速、制动及换向等，如接触器。（3）保护电器：用于保护电路电机或其他电器设备，使其免受不正常的高电压、大电流的损害，如各种保护继电
2、器、避雷器、熔断器及电抗器等。 （4）调节电器：用于自动调节电路和设备，使参数保持给定值，如电压调节器、温度调节器等。（5）仪用变流和变压器：用于将高电压及大电流变为低电压、小电流，以供仪表测量或继电器保护电路之用，如电流互感器、电压互感器等。 （6）受电器：用于接受电网电能，以作为机车电源，如受电弓。 （7）成套电器：由一定数量的电器按一定的电路要求组合的整体电器屏柜，如高压柜、辅助柜、控制屏、信号屏等。 3按操作方式分类 （1）手动电器：如刀开关、隔离开关、按钮开关等。 （2）自动电器：如高压断路器、接触器、继电器等。 4按电器的执行功能分类 （1）有触点电器：电器通断电路的执行功能由触头
3、来实现。 （2）无触点电器：电器通断电路的执行功能是根据开关元件输出信号的高低电平不同，由一些电子组件来完成的。 （3）混合式电器：有触点与无触点结合的电器。一般正常工作由有触点部分完成，而转换过程由无触点部分完成。 5按电器使用场合和工作条件分类 （1）一般工业企业用电器：适用于大部分工业企业环境，无特殊要求。 （2）特殊工业企业用电器：适用于矿山、冶金、化工等特殊环境 。（3）热带用电器和高原用电器：适合于热带、亚热带地区及高原山区而派生的电器。 （4）家用电器：近些年发展起来的适用于家庭生活环境中的电器。 （5）牵引、船舶、航空用电器：例如船用电器、航空电器、电气铁道用的牵引电器以及汽车
4、、拖拉机用电器等。 二、电力机车电器的分类 在电传动机车上起开关、控制、转换、保护、检测、调节等作用的电工器械（电器）称为牵引电器。1按电器所接入的电路分类 （1）主电路电器：指使用在电力机车主电路中的电器，如受电弓、主断路器、转换开关、高压连接器、高压互感器及电空接触器等。 （2）辅助电路电器：指使用在电力机车辅助电路中的电器，如接触器。 （3）控制电路电器：指使用在电力机车控制电路中的电器，如司机控制器、各种继电器及一些低压开关等。 2按电器在电力机车上的用途分类 （1）控制电器：用来对电力机车上的牵引设备进行切换、调节作用的电器，如司机控制器、接触器、转换开关等。 （2）保护电器：用来保
5、护电力机车上电气设备不受过电压、过电流及其他损害的电器，如自动开关、熔断器、接地继电器、过流继电器、避雷器、机械式继电器等。 （3）检测电器：用于与其他设备配套，检测电力机车各电路电压、电流及机车运行速度等的电器，如互感器、传感器等。 （4）受流器：用于电力机车在接触网上获取电流的电器，如受电弓。 三、电力机车电器在电力机车电气系统中的作用 电器的需求量随着电气化水平的提高而急剧增长。 电力机车电器在电气系统中的作用主要包括： （1）控制作用：能自动或非自动地控制电机的启动、调速、制动及换向等。 （2）保护作用：能根据设备的特点，对设备、环境以及人身实行自动保护，如电动机的过热保护、电网的短路
6、保护、漏电保护等。 （3）测量作用：利用仪表及与之相适应的电器，对设备或其他非电参数进行测量，如电流、电压、功率、转速、温度、湿度等。 （4）调节作用：低压电器可对一些电量和非电量进行调整，如温度的自动调节等。 （5）指示作用：利用低压电器的控制、保护等功能，检测出设备运行状况与电气电路工作情况，如绝缘监测、保护指示等。 （6）转换作用：在用电设备之间转换或对低压电器、控制电路分时投入运行，以实现功能切换，如励磁装置手动与自动的转换，供电的市电与自备电的切换等。 四、电力机车电器的工作条件和基本要求 由于电力机车电器是安装在高速运行的电力机车上，而电力机车内部空间又极为有限，所以其工作条件与一
7、般工业企业用电器有所不同，相应的也有一些不同的要求。1工作环境问题 由于电力机车露天运行，电器工作的环境温度变化范围大，工作时车内温度很高，车底及车顶在冬天或温度很低时甚至可能结冰。 2振动问题 机车运行中，当机车起动或制动时，产生沿机车纵向的振动；当机车通过曲线或道岔时，产生沿机车横向的振动；当机车轮对通过钢轨接缝时，产生垂直方向的振动。这样必然引起电力机车电器的各零件也产生振动。3操作频率问题 机车常有起动、停车以及在不同工况时进行调速的操纵，所以电力机车电器的操作频率较高。 4空间安装位置问题 由于安装电器的机车内部空间是有一定限制的，因此电器要有尽量小的安装尺寸。 五、电力机车电器的发
8、展 随着我国电气化铁道及电力机车技术的迅速发展，电力机车电器在产品的结构、形式、质量方面都有了很大的改进和提高。 随着我国电气化铁道及电力机车技术的迅速发展，电力机车电器在产品的结构、形式、质量方面都有了很大的改进和提高。 1从有触点电器逐步过渡到无触点电器，且两者互相结合，取长补短 随着电子技术的迅速发展，使用电子元件的无触点电器得到了广泛的应用。 2从单个电器过渡到成套电器或成套装置 所谓成套装置，不是指将一般结构的电器简单地、机械地连接在一起，而是将所有电器、组件和小体积的零件按照一定的要求，有机地结合在一起。 3趋向于标准化、系列化、通用化、小型化 机车电器在发展中越来越标准化、系列化、通用化、小型化。 六、本课程的主要任务 本课程是铁道机车专业的专业课程之一，主要任务是学习有关的电器基本理论知识，机车各种高、低压电器的基本结构、动作原理和技术参数及维护与检修。 通过教师讲授、学生自学、作业练习、现场实践等教学环节，达到下述要求： （1）掌握电器发热和电动力、电接触、传动装置、电弧的产生和灭弧的方法和装置等基本理论知识。 （2）掌握SS4G、HXD3型电力机车中使用的各种低压电器的作用、基本结构和工作原理及维护检修。（3）掌握SS4G、HXD3型电力机车中使用的各种高压电器的作用、基本结构和工作原理及维护检修。
