第二十二章 电力机车主电路
内 容 提 要
电力机车电气线路通常由三部分组成，即主电路、
辅助电路和控制电路。
主电路是指将牵引电动机及其相关的电气设备连
接而成的线路，该线路具有电压高、电流大的特
点，因此亦称高压线路或牵引动力电路。根据机
车的运行情况，对机车提出了各种要求，以满足
机车安全运行的需要。主线路的结构将直接影响
机车运行性能的好坏、投资的多少、维修费用的
高低等重要经济指标。
本章通过对各型机车主电路单元电路的结
构方式，如整流调压方式、供电方式、磁
场削弱方式、电气制动方式的讨论过渡到
具体机车的主电路。学完本章应达到如下
目标：
?1,掌握机车主线路的组成及结构特点；
?2,会分析 SS4改型电力机车主线路原理；
?3,会分析 SS8型电力机车主线路原理；
?4,熟悉机车保护线路的原理，熟悉主型机
车上采取的保护措施。
第一节 概述
一、机车电气线路的分类
电力机车的电气线路就是将各电气设备在
电方面连接起来构成一个整体，用以实现
一定的功能。整流器电力机车的电气线路
通常都由三部分组成，分别是主线路、辅
助线路和控制线路。
主线路是指将牵引电动机及与其相关的电
气设备用导线 (或铜排 )连接而成的线路。
辅助线路是指将辅助电机和辅助设备 (如：
取暖设备、电热玻璃等）及与其相关的电
气设备连接而成的线路。其工作电压视辅
助电机类型而定，一般为交流 380伏,220
伏或直流几百伏。
控制线路是指司机控制器、低压电器及主
线路、辅助线路中各电器的电磁线圈等所
组成的线路。通过控制线路可以使主线路
和辅助线路中的电器协调动作。
二、对机车主线路的基本要求
根据机车的运行情况，对机车的电气线路提出一
定要求，机车主线路本身应满足以下几方面的要
求：
1.由于主线路是高压线路，因此在升弓带电情况
下，要保证工作人员与高压带电部分隔离。
2．能快速接通和断开电路。
3．在网压波动的允许范围内能可靠地工作，具
有一定的过载能力，对地有良好的绝缘。
4．能改变机车的运行方向，能进行起动和调速。
5．尽可能作到起动平稳、调速平滑、减少冲击。
6．在故障情况下有维持运行的故
障线路。
7．有防空转保护装置。
8．有充分的保护。
9．有电气制动的机车应能可靠地
进行牵引－制动转换，并保证电气
制动的电气稳定性和机械稳定性。
10．应有使机车入库的低压电源
及入库线路。
电力机车的电气线路就是将各电气设备在
电方面连接起来构成一个整体，用以实现
一定的功能。整流器电力机车的电气线路
通常都由三部分组成，分别是主线路、辅
助线路和控制线路。
第二节 电力机车主线路结构分析
衡量电力机车主线路性能，一般从以下六
个方面进行考察：
一、变流调压方式
整流器电力机车的变流调压方式有高压侧
调压低压侧不可控整流、低压侧调压不可
控整流、晶闸管移相调压和晶闸管级间平
滑调压等几种方式，其工作原理及参数计
算已在第二章中介绍，这里仅分析几种实
际线路工作过程及结构特点。
（ 1）低压侧调压
（ 2）相控调压
二、供电方式
供电方式可分为集中供电、半集中供电及
独立供电等几种方式。
三、磁场削弱方式
磁场削弱的方式有改变励磁绕组匝数的励
磁绕组分段法、励磁绕组串 -并联转换法和
改变励磁电流的电阻分路法及晶闸管分路
法四种方式，其中常用的是后两种。
四、电气制动方式
电气制动方式有电阻制动和再生制动。目
前，大功率电力机车都配备有电气制动。
五、牵引电动机型式及联结方式
牵引电动机型式主要有串励牵引电动机和
复励牵引电动机。为更好的利用机车的粘
着力，一般采用全并联的联结方式。
六、检测及保护方式
机车主线路的交流侧通过电流、电压互感
器对接触网电压、一次侧电流进行检测，
牵引电机电流的检测方式是用直流电流传
感器检测牵引电机的电枢电流和励磁电流，
检测的电流信号接到安装在司机台的电流
表上，直接向司机指示牵引电动机电流。
电压的检测是用直流电压传感器，检测获
得电压信号后接到安装在司机台的电压表
上，直接向司机指示牵引电机电压。
根据机车故障现象的不同性质，线
路中的保护一般分为过流保护、接地
保护、过电压保护、欠电压保护及其
它一些特殊保护。保护的方式则根据
故障对机车线路、电气设备及对列车
运行的影响大小而不同，有切断机车
的总电源，或切断故障线路的电源，
也可以仅给司乘人员以某种信号引起
注意，还可以在故障发生后自动予以
调整。
第三节 典型机车主电路分析
为便于理解机车电气线路，约定在机车
电气线路原理图中，所有开关和触头表示
两位置开关在机车工端向前牵引位；按键
开关在断开位；继电器、接触器、电空阀
在无电释放；行程开关、刀开关触头和联
锁触头在运行位：主断路器联锁触头在主
断路器的断开位。
一,SS8型电力机车主线路分析
机车主电路从六个方面考查其特点：
?1、主传动形式：采用传统的交 -直传动型
式和串励式脉流牵引电动机。
? 2、牵引电动机供电方式：采用转向架独立
供电方式即每台转向架外两台并联的牵引
电动机，由一组整流器供电。当一组整流
器损坏时，能保留 1/2牵引力。
? 3、整流调压电路：采用三段不等分顺控
桥控制，平滑调节整流电压，这样可使机
车功率平滑变化，机车功率因数较高，谐
波电流降低。采用单相半控桥式全波整流。
为改善牵引电机换向性能，在机车主电路
中设有平波电抗器，在牵引电动机励磁绕
组两端并联了固定分路电阻。
?4、电制动方式：采用加馈电阻制动，可使
机车速度低至 12km/h时，仍保持最大制动
力 136kN。
?5、磁削方式：采用晶闸管分路的无级磁场
削弱，以改善列车高速运行时的平稳性。
在速度 0~170km/h范围内，牵引力可平滑
调节。
?6、检测保护：直流电流与直流电压的测量
采用霍尔元件制成的传感器，交流电压与
电流的测量采用交流互感器，达到高压电
路和低压电路的隔离，以利司机安全，并
且使控制、测量、保护一体化，提高了系
统的控制精度。
（ 1）网侧高压电路（ 25kv电路）
（ 2）整流调压电路
（ 3）磁场削弱电路
（ 4）负载电路
1.牵引电路
由于 SS8型采用转向架独立供电方式，故第一转
向架的 1M和 2M牵引电动机并联，由主整流器 1V
供电；第二转向架上的 3M和 4M牵引电动机并联，
由主整流器 2V供电，两组电路完全相同独立。
2.制动电路
（ a）高速区
（ b）加馈区
牵引电机的励磁回路在电制动时四台电机
的励磁绕组全部串联起来由励磁半控桥供
电，其工作电路如下：
① 主变压器励磁绕组端子 X5为正时：
X5＋ →6KM 励磁电源接触器 → 导线
20→D3→ 导线 5→1QPR1→
1QS→D21D11→1QPR2→
2QS→D12D22→2QPR2→
4QS→D14D24→2QPR1
3QS→D23D13→5KM 励磁接触器
→ 导线 3→D6→T6→a5 -
② 主变压器励磁绕组端子 a5为正时：
a5＋ →T5→ 导线 5→1PQR1→
1QS→D21D11→1PQR2→
2QS→D12D22→2QPR2→
4QS→D14D24→1QPR1→
3QS→D23D13→5kM 励磁接触器 → 导线
3→D5→D4→ 导线 20→6KM 励磁电源接触器
→x5 -
从机车主电路可以看出，它励磁组 D21D11、
D23D13与 D12D22,D14D24的接线相反，同样
亦是因电机背向布置安装方式不同所致。
（ 5）保护电路
1.短路保护
2.牵引电机过载保护
3.小齿轮“驰缓”的保护
4.过电压保护
（ a）避雷器 F （ b）阻容保护（ c）压敏电阻
（ d）电子装置的过压保护（电机限压保护）
5.接地保护
6.机车安全联锁
（ 1）屏柜锁
① 不带钥匙（无锁芯）的屏柜锁
② 带钥匙
（ b）控制装置
（ c）司机欲开启和柜门，首先断开司机台机
车电钥匙并取出，此时电磁阀 YV失电切断
风源，控制装置上司机钥匙插孔露出。将
机车电钥匙插孔内推动至闭合位,1”位，使
换向手柄被锁定。
（ 6）测量电路
SS8 型主电路测量包括网压、电机电压、
直流电流、励磁电流、网侧牵引电力等五
部分。
（ a）网压测量
（ b）电机电流测量
（ c）电机电压测量
（ d）网侧电力测量
本章概要
电力机车的主电路是由各单元电路组合而
成的，其中包括网侧高压电路、整流调压
电路、负载电路以及各种保护电路。衡量
机车主线路特点主要从六个方面进行即：
整流调压方式、供电方式、牵引电动机型
式及联结方式、电气制动方式、磁削方式、
检测保护方式。电力机车的主电路的结构
决定了电力机车的性能，对机车实施的自
动控制主要是对主电路进行控制。
SS4改型电力机车采用了三段不等分半控
桥相控调压，转向架独立供电，利用平波
电抗器滤波，带有三级磁场削弱，采用了
加馈电阻制动。
SS8型电力机车采用了三段不等分半控桥
相控调压，转向架独立供电，利用平波电
抗器滤波，采用了晶闸管分路的无级磁场
削弱，采用了加馈电阻制动。
复习题
?1.电力机车的电路由哪几部分组成？
?2.电力机车的主电路是如何构成的？
?3.电力机车的辅助电路是如何构成的？
?4.集中供电的优点、缺点各是什么？
?5.采用加馈电阻制动的优点是什么？
?6.采用无级磁场削弱的优点是什么？
?7.SS8型电力机车的主电路结构有哪些
特点？
?8.SS8型电力机车有哪些检测电路？
内 容 提 要
电力机车电气线路通常由三部分组成，即主电路、
辅助电路和控制电路。
主电路是指将牵引电动机及其相关的电气设备连
接而成的线路，该线路具有电压高、电流大的特
点，因此亦称高压线路或牵引动力电路。根据机
车的运行情况，对机车提出了各种要求，以满足
机车安全运行的需要。主线路的结构将直接影响
机车运行性能的好坏、投资的多少、维修费用的
高低等重要经济指标。
本章通过对各型机车主电路单元电路的结
构方式，如整流调压方式、供电方式、磁
场削弱方式、电气制动方式的讨论过渡到
具体机车的主电路。学完本章应达到如下
目标：
?1,掌握机车主线路的组成及结构特点；
?2,会分析 SS4改型电力机车主线路原理；
?3,会分析 SS8型电力机车主线路原理；
?4,熟悉机车保护线路的原理，熟悉主型机
车上采取的保护措施。
第一节 概述
一、机车电气线路的分类
电力机车的电气线路就是将各电气设备在
电方面连接起来构成一个整体，用以实现
一定的功能。整流器电力机车的电气线路
通常都由三部分组成，分别是主线路、辅
助线路和控制线路。
主线路是指将牵引电动机及与其相关的电
气设备用导线 (或铜排 )连接而成的线路。
辅助线路是指将辅助电机和辅助设备 (如：
取暖设备、电热玻璃等）及与其相关的电
气设备连接而成的线路。其工作电压视辅
助电机类型而定，一般为交流 380伏,220
伏或直流几百伏。
控制线路是指司机控制器、低压电器及主
线路、辅助线路中各电器的电磁线圈等所
组成的线路。通过控制线路可以使主线路
和辅助线路中的电器协调动作。
二、对机车主线路的基本要求
根据机车的运行情况，对机车的电气线路提出一
定要求，机车主线路本身应满足以下几方面的要
求：
1.由于主线路是高压线路，因此在升弓带电情况
下，要保证工作人员与高压带电部分隔离。
2．能快速接通和断开电路。
3．在网压波动的允许范围内能可靠地工作，具
有一定的过载能力，对地有良好的绝缘。
4．能改变机车的运行方向，能进行起动和调速。
5．尽可能作到起动平稳、调速平滑、减少冲击。
6．在故障情况下有维持运行的故
障线路。
7．有防空转保护装置。
8．有充分的保护。
9．有电气制动的机车应能可靠地
进行牵引－制动转换，并保证电气
制动的电气稳定性和机械稳定性。
10．应有使机车入库的低压电源
及入库线路。
电力机车的电气线路就是将各电气设备在
电方面连接起来构成一个整体，用以实现
一定的功能。整流器电力机车的电气线路
通常都由三部分组成，分别是主线路、辅
助线路和控制线路。
第二节 电力机车主线路结构分析
衡量电力机车主线路性能，一般从以下六
个方面进行考察：
一、变流调压方式
整流器电力机车的变流调压方式有高压侧
调压低压侧不可控整流、低压侧调压不可
控整流、晶闸管移相调压和晶闸管级间平
滑调压等几种方式，其工作原理及参数计
算已在第二章中介绍，这里仅分析几种实
际线路工作过程及结构特点。
（ 1）低压侧调压
（ 2）相控调压
二、供电方式
供电方式可分为集中供电、半集中供电及
独立供电等几种方式。
三、磁场削弱方式
磁场削弱的方式有改变励磁绕组匝数的励
磁绕组分段法、励磁绕组串 -并联转换法和
改变励磁电流的电阻分路法及晶闸管分路
法四种方式，其中常用的是后两种。
四、电气制动方式
电气制动方式有电阻制动和再生制动。目
前，大功率电力机车都配备有电气制动。
五、牵引电动机型式及联结方式
牵引电动机型式主要有串励牵引电动机和
复励牵引电动机。为更好的利用机车的粘
着力，一般采用全并联的联结方式。
六、检测及保护方式
机车主线路的交流侧通过电流、电压互感
器对接触网电压、一次侧电流进行检测，
牵引电机电流的检测方式是用直流电流传
感器检测牵引电机的电枢电流和励磁电流，
检测的电流信号接到安装在司机台的电流
表上，直接向司机指示牵引电动机电流。
电压的检测是用直流电压传感器，检测获
得电压信号后接到安装在司机台的电压表
上，直接向司机指示牵引电机电压。
根据机车故障现象的不同性质，线
路中的保护一般分为过流保护、接地
保护、过电压保护、欠电压保护及其
它一些特殊保护。保护的方式则根据
故障对机车线路、电气设备及对列车
运行的影响大小而不同，有切断机车
的总电源，或切断故障线路的电源，
也可以仅给司乘人员以某种信号引起
注意，还可以在故障发生后自动予以
调整。
第三节 典型机车主电路分析
为便于理解机车电气线路，约定在机车
电气线路原理图中，所有开关和触头表示
两位置开关在机车工端向前牵引位；按键
开关在断开位；继电器、接触器、电空阀
在无电释放；行程开关、刀开关触头和联
锁触头在运行位：主断路器联锁触头在主
断路器的断开位。
一,SS8型电力机车主线路分析
机车主电路从六个方面考查其特点：
?1、主传动形式：采用传统的交 -直传动型
式和串励式脉流牵引电动机。
? 2、牵引电动机供电方式：采用转向架独立
供电方式即每台转向架外两台并联的牵引
电动机，由一组整流器供电。当一组整流
器损坏时，能保留 1/2牵引力。
? 3、整流调压电路：采用三段不等分顺控
桥控制，平滑调节整流电压，这样可使机
车功率平滑变化，机车功率因数较高，谐
波电流降低。采用单相半控桥式全波整流。
为改善牵引电机换向性能，在机车主电路
中设有平波电抗器，在牵引电动机励磁绕
组两端并联了固定分路电阻。
?4、电制动方式：采用加馈电阻制动，可使
机车速度低至 12km/h时，仍保持最大制动
力 136kN。
?5、磁削方式：采用晶闸管分路的无级磁场
削弱，以改善列车高速运行时的平稳性。
在速度 0~170km/h范围内，牵引力可平滑
调节。
?6、检测保护：直流电流与直流电压的测量
采用霍尔元件制成的传感器，交流电压与
电流的测量采用交流互感器，达到高压电
路和低压电路的隔离，以利司机安全，并
且使控制、测量、保护一体化，提高了系
统的控制精度。
（ 1）网侧高压电路（ 25kv电路）
（ 2）整流调压电路
（ 3）磁场削弱电路
（ 4）负载电路
1.牵引电路
由于 SS8型采用转向架独立供电方式，故第一转
向架的 1M和 2M牵引电动机并联，由主整流器 1V
供电；第二转向架上的 3M和 4M牵引电动机并联，
由主整流器 2V供电，两组电路完全相同独立。
2.制动电路
（ a）高速区
（ b）加馈区
牵引电机的励磁回路在电制动时四台电机
的励磁绕组全部串联起来由励磁半控桥供
电，其工作电路如下：
① 主变压器励磁绕组端子 X5为正时：
X5＋ →6KM 励磁电源接触器 → 导线
20→D3→ 导线 5→1QPR1→
1QS→D21D11→1QPR2→
2QS→D12D22→2QPR2→
4QS→D14D24→2QPR1
3QS→D23D13→5KM 励磁接触器
→ 导线 3→D6→T6→a5 -
② 主变压器励磁绕组端子 a5为正时：
a5＋ →T5→ 导线 5→1PQR1→
1QS→D21D11→1PQR2→
2QS→D12D22→2QPR2→
4QS→D14D24→1QPR1→
3QS→D23D13→5kM 励磁接触器 → 导线
3→D5→D4→ 导线 20→6KM 励磁电源接触器
→x5 -
从机车主电路可以看出，它励磁组 D21D11、
D23D13与 D12D22,D14D24的接线相反，同样
亦是因电机背向布置安装方式不同所致。
（ 5）保护电路
1.短路保护
2.牵引电机过载保护
3.小齿轮“驰缓”的保护
4.过电压保护
（ a）避雷器 F （ b）阻容保护（ c）压敏电阻
（ d）电子装置的过压保护（电机限压保护）
5.接地保护
6.机车安全联锁
（ 1）屏柜锁
① 不带钥匙（无锁芯）的屏柜锁
② 带钥匙
（ b）控制装置
（ c）司机欲开启和柜门，首先断开司机台机
车电钥匙并取出，此时电磁阀 YV失电切断
风源，控制装置上司机钥匙插孔露出。将
机车电钥匙插孔内推动至闭合位,1”位，使
换向手柄被锁定。
（ 6）测量电路
SS8 型主电路测量包括网压、电机电压、
直流电流、励磁电流、网侧牵引电力等五
部分。
（ a）网压测量
（ b）电机电流测量
（ c）电机电压测量
（ d）网侧电力测量
本章概要
电力机车的主电路是由各单元电路组合而
成的，其中包括网侧高压电路、整流调压
电路、负载电路以及各种保护电路。衡量
机车主线路特点主要从六个方面进行即：
整流调压方式、供电方式、牵引电动机型
式及联结方式、电气制动方式、磁削方式、
检测保护方式。电力机车的主电路的结构
决定了电力机车的性能，对机车实施的自
动控制主要是对主电路进行控制。
SS4改型电力机车采用了三段不等分半控
桥相控调压，转向架独立供电，利用平波
电抗器滤波，带有三级磁场削弱，采用了
加馈电阻制动。
SS8型电力机车采用了三段不等分半控桥
相控调压，转向架独立供电，利用平波电
抗器滤波，采用了晶闸管分路的无级磁场
削弱，采用了加馈电阻制动。
复习题
?1.电力机车的电路由哪几部分组成？
?2.电力机车的主电路是如何构成的？
?3.电力机车的辅助电路是如何构成的？
?4.集中供电的优点、缺点各是什么？
?5.采用加馈电阻制动的优点是什么？
?6.采用无级磁场削弱的优点是什么？
?7.SS8型电力机车的主电路结构有哪些
特点？
?8.SS8型电力机车有哪些检测电路？
