出口緬甸新型2000HP內(nèi)燃機車牽引系統(tǒng)設(shè)計

李旭東

(中車四方車輛有限公司，山東青島266111)

摘要：針對出口緬甸新型內(nèi)燃動力機車牽引系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計，介紹了機車主要性能參數(shù)，對牽引系統(tǒng)以及適合當(dāng)?shù)剡\營條件的電氣設(shè)備選型等方面進行了分析，并時機車牽引系統(tǒng)技術(shù)特點進行了歸納總結(jié)。

關(guān)鍵詞：米軌線路;PLC網(wǎng)絡(luò)控制;內(nèi)燃動力;牽引系統(tǒng);防高溫設(shè)計

DOI: 10.16 640/j.cnki.37-1222/t 2018,10.002

1概述

出口緬甸新型2000HP內(nèi)燃機車最高設(shè)計速度110km/h，最高運行速度為100km/h。可運用于客貨兩用。在設(shè)計方面充分考慮了熱帶雨林高溫、高溫的氣候條件和復(fù)雜的運行環(huán)境，采取了多種防高溫、防水、排水措施。并針對緬甸多山區(qū)的運用條件，優(yōu)化設(shè)計了電阻制動等性能。

2機車主要技術(shù)參數(shù)

機車在兩端設(shè)司機室，設(shè)備安裝、檢修方便。其主要參數(shù)如下

2.1 環(huán)境和運用條件

(1)環(huán)境特點：熱帶氣候，旱季多灰塵;

(2)環(huán)境溫度：O℃-45℃;

(3)最大相對濕度：90%;

(4)最高海拔高度：1524m;

(5)最小曲線半徑：62m;

(6)最大坡道：40%0;

(7)軌距：lOOOmm。

2.2機車參數(shù)

(1)傳動方式：交——直電傳動;

(2)柴油機裝車功率：1468kW;

(3)機車寬度：2750mm;

(4)機車高度：3480mm;

(5)整牢控制電壓：DC74V;

(6)軸耍：12.5t

(7)軸式：Bo-Bo-Bo;

(8)齒輪箱傳動比：77/21;

(9)燃油箱窖積：3200L。

3牽引系統(tǒng)設(shè)計

3.1 牽引系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)要求

根據(jù)合同要求，牽引系統(tǒng)需達到一下技術(shù)目標(biāo)：

單機運行，在平直道上能夠以最高速度110km/h運行;

牽引600T客運列車，在平直道上能夠以最高速度100km/h運行;

牽引1500T貨運列車，在單直道上能夠以最高速度90km/h運行;

牽引300T客運列車，在40‰坡道上能夠以最高速度22km/h運行。

3.2牽引系統(tǒng)設(shè)計原理

機車牽引回路的控制主要是主發(fā)電機勵磁控制。柴油機轉(zhuǎn)動甜帶動主發(fā)電機與勵磁發(fā)電機轉(zhuǎn)動，PLC通過調(diào)節(jié)勵磁發(fā)電機的輸出來控制主發(fā)電機的輸出，機車牽引工況時，在不同柴油機轉(zhuǎn)速下實現(xiàn)柴油機的恒功率勵磁控制;機車電阻制動工況時，實現(xiàn)機車制動功率和制動電流的控制。

機車在設(shè)計時考慮了PLC故障狀態(tài)，設(shè)置了ETS手動勵磁工況，通過電阻調(diào)節(jié)勵磁發(fā)電機的輸幽，使PLC故障時，機車同樣可以受控牽引運行。

在牽引工況下，主微機根據(jù)柴油機的轉(zhuǎn)速和發(fā)電機的輸出功率，調(diào)節(jié)主發(fā)電機的勵磁電流，實現(xiàn)柴油機不同轉(zhuǎn)速下的恒功控制。

柴油機的最大運用功率與同步主發(fā)電機經(jīng)主硅整流柜輸出的電功率之間的關(guān)系，可用下式表示：

3.3牽引系統(tǒng)主要設(shè)備參數(shù)

牽引系統(tǒng)所有設(shè)備選型需滿足當(dāng)?shù)馗邷馗邼竦倪\行環(huán)境要求，主要設(shè)備參數(shù)如下表所示

3.4牽引系統(tǒng)試驗驗證

機車總裝完成需要經(jīng)過水阻試驗、自負荷試驗等驗證牽引系統(tǒng)性能。

3.4.1水阻試驗

內(nèi)燃機車水阻試驗用水電阻作為負載取代牽引電動機，模擬電傳動內(nèi)燃機車運行，測試并調(diào)整機車性能參數(shù)的負載試驗。由于永阻裝置結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)電阻值方便，易于散熱，可消耗較大功率的電能，因此普遍應(yīng)用于中國的內(nèi)燃機車負載試驗巾。水阻試驗的目的是對總裝完成的機車進行牽引發(fā)電機外特性的調(diào)整，使其符合設(shè)計要求。

試驗數(shù)據(jù)及結(jié)論：

流和電壓都隨著升高，達到額定轉(zhuǎn)速后，電壓電流可調(diào)，但總功率不變，滿足恒功率控制要求。

3.4.2自負荷試驗

自負荷試驗的原理是將主發(fā)電機發(fā)出的牽引功率全部消耗在制動電阻上，其目的是在進一步驗證發(fā)電機外特性的同時，試驗電阻制動裝置的狀態(tài)是否良好。

柴油機啟動前，將6個自負荷開關(guān)置于閉合位，換向手柄置牽引位，調(diào)速手柄置于1擋位時，機車牽引工況，總電流表(顯示屏)有顯示，制動電阻柜的通風(fēng)機開始工作，牽引電機的通風(fēng)機運轉(zhuǎn)，逐漸將柴油機提高到1800r/min，觀察電阻柜出風(fēng)的百葉窗開啟狀態(tài)正常。是自負荷試驗的功率符合發(fā)電機外特性的功率要求。

4總結(jié)

通過在緬甸現(xiàn)場的試驗驗證，在空載試驗與重載試驗中，該機車顯示出了優(yōu)良的可靠性和牽引性能;山地試驗中，除了驗證坡道能力外，對電阻制動的考核也顯示出了機車穩(wěn)定的電制動性能。試驗數(shù)據(jù)均符合理論計算的結(jié)果。

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作者簡介：李旭東(19 79-)，男，山東樂陵人，研究生，研究方電力電子與電力傳動。