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        DF7G—E型內(nèi)燃機(jī)車電氣系統(tǒng)的研制

        2015-05-04 07:46:53安國平
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年13期
        關(guān)鍵詞:電氣系統(tǒng)研制

        安國平

        摘 要:文章介紹DF7G-E型模塊化機(jī)車電氣系統(tǒng),主要介紹機(jī)車電氣配置、性能特點(diǎn)、技術(shù)參數(shù),充分發(fā)揮出機(jī)車具有啟動(dòng)牽引力大、持續(xù)速度低、恒功范圍寬的特點(diǎn)。希望對(duì)相關(guān)工作提供參考。

        關(guān)鍵詞:東風(fēng)7G-E型;模塊化機(jī)車;電氣系統(tǒng);研制

        前言

        DF7G-E型模塊化機(jī)車是北京二七公司自主研發(fā)的用于重載調(diào)車和短途貨運(yùn)作業(yè)的機(jī)車。該車是以DF7G型內(nèi)燃機(jī)車為基礎(chǔ),根據(jù)客戶的要求以及滿足出口愛沙尼亞的標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計(jì)制造的。機(jī)車上部從Ⅱ端到Ⅰ端依次為:制動(dòng)室、電器室、司機(jī)室、動(dòng)力室、冷卻室、輔助室六個(gè)部分。機(jī)車電器控制部件集中安裝在電器柜,司機(jī)室操縱臺(tái),輔助交流控制柜中。通過這個(gè)車的設(shè)計(jì)制造,促進(jìn)了產(chǎn)品的技術(shù)改進(jìn),推動(dòng)了制造工藝的進(jìn)步,提升了員工的精品意識(shí),加強(qiáng)了制造過程質(zhì)量控制意識(shí),使我公司機(jī)車的技術(shù)水平和產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量不斷提高。

        1 DF7G-E型機(jī)車電氣系統(tǒng)

        1.1 主傳動(dòng)系統(tǒng)

        DF7G-E型機(jī)車為交-直流電傳動(dòng)機(jī)車。主發(fā)電機(jī)采用JF217H型無刷勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī),實(shí)現(xiàn)了勵(lì)磁機(jī)、勵(lì)磁整流裝置與主發(fā)電機(jī)的集成,具有結(jié)構(gòu)簡單,性能可靠的特點(diǎn)。與JF217系列電機(jī)相比,具有啟動(dòng)牽引,持續(xù)牽引電流大的特點(diǎn)。

        整流裝置為DF-J81B型硅整流柜,它采用雙三相整流橋電路,交流側(cè)并聯(lián),兩組橋直流側(cè)分別與前后轉(zhuǎn)向架三臺(tái)牽引電機(jī)相連。如果一組橋發(fā)生故障,還可以使用另一組橋繼續(xù)維持運(yùn)行。整流裝置兩組橋共有12個(gè)元件,每個(gè)橋臂采用一只二極管,因此無均流問題。由于整流元件數(shù)量減少,密度降低,改善了整流裝置和牽引電機(jī)的散熱。

        牽引電動(dòng)機(jī)采用ZD109R型,恒功率調(diào)速范圍寬,與ZD109J型電機(jī)相比,啟動(dòng)牽引及持續(xù)牽引電流大,同時(shí)該電機(jī)可靠性更高。為滿足在持續(xù)速度(11.5公里/小時(shí))到最大速度(100公里/小時(shí))范圍內(nèi)恒功,主發(fā)電機(jī)與牽引電機(jī)的配合,主電路設(shè)計(jì)有一級(jí)磁場削弱。過渡速度為(60±3)公里/小時(shí)。

        1.2 輔助交流傳動(dòng)系統(tǒng)

        輔助交流傳動(dòng)系統(tǒng)采用變頻與變極相結(jié)合的調(diào)速方案。電源采用一臺(tái)JF409A5型同步輔助交流發(fā)電機(jī),由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng),由于其轉(zhuǎn)速隨柴油機(jī)變化,其電源頻率在33-100Hz范圍內(nèi)變化。前后通風(fēng)機(jī)采用JD342型異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),其轉(zhuǎn)速與柴油機(jī)轉(zhuǎn)速成正比。柴油機(jī)中冷水及高溫水冷卻采用一個(gè)風(fēng)扇控制,柴油機(jī)額定工況工作時(shí),各系統(tǒng)冷卻水溫度穩(wěn)定在柴油機(jī)最佳工作狀態(tài),控制簡單可靠。

        柴油機(jī)冷卻風(fēng)扇采用JD358AG型變極異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),該電機(jī)采用獨(dú)立的雙繞組結(jié)構(gòu),具有高低兩檔轉(zhuǎn)速,由微機(jī)根據(jù)水溫溫度值控制風(fēng)扇電機(jī)起動(dòng)、停止、低速、高速運(yùn)行。

        輔助交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁由勵(lì)磁裝置控制。它采用直流斬波的方法通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁電壓來控制勵(lì)磁電流,達(dá)到發(fā)電機(jī)輸出電壓與頻率比保持恒定的目的。把輔助發(fā)電機(jī)輸出電壓作為反饋信號(hào),檢測到輸出頻率,根據(jù)壓頻比(V/F=4)得到電壓量作為給定信號(hào),給定隨著輸出頻率(與柴油機(jī)轉(zhuǎn)速成正比)變化。給定和反饋之間的偏差經(jīng)過運(yùn)算后形成控制斬波開關(guān)通斷的脈沖信號(hào),從而控制輸出勵(lì)磁電壓和電流。

        輔助交流主電路設(shè)有接觸器,斷路器,便于操作及保護(hù),若負(fù)載過流或短路,相應(yīng)的斷路器動(dòng)作,保護(hù)電路,避免事故進(jìn)一步擴(kuò)大。

        1.3 輔助直流傳動(dòng)系統(tǒng)

        輔助直流系統(tǒng)由起動(dòng)發(fā)電機(jī)、蓄電池和空壓機(jī)等用電負(fù)載組成。柴油機(jī)起動(dòng)前,起動(dòng)發(fā)電機(jī)作串勵(lì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行,拖動(dòng)柴油機(jī)起動(dòng);柴油機(jī)起動(dòng)后,起動(dòng)發(fā)電機(jī)作他勵(lì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行,向機(jī)車供電,同時(shí)向蓄電池充電。起動(dòng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁由電壓調(diào)整器控制。起動(dòng)發(fā)電機(jī)為ZQF-46A1型,空壓機(jī)電機(jī)為ZTP-180C4型。司機(jī)室預(yù)熱,柴油機(jī)預(yù)熱,空調(diào)系統(tǒng)采用24V控制系統(tǒng)。司機(jī)室預(yù)熱,柴油機(jī)預(yù)熱首次采用德國技術(shù),具備定時(shí)控制等功能,節(jié)能環(huán)保。

        1.4 微機(jī)控制系統(tǒng)

        機(jī)車采用微機(jī)控制技術(shù),具備恒功率、限流、限壓、接地、防空轉(zhuǎn)功能;柴油機(jī)調(diào)速、邏輯控制功能;對(duì)機(jī)車、柴油機(jī)和電氣設(shè)備的保護(hù)功能;顯示、報(bào)警及記錄功能。微機(jī)故障時(shí),還可以使用故障勵(lì)磁裝置繼續(xù)維持運(yùn)行。(1)機(jī)車功率輸出由司機(jī)給定信號(hào),微機(jī)自動(dòng)控制柴油機(jī)各轉(zhuǎn)速的功率輸出,并實(shí)現(xiàn)恒功。同時(shí),該機(jī)車作為調(diào)車機(jī)車具備啟動(dòng)牽引力大,加速快等特點(diǎn)。(2)各轉(zhuǎn)速下柴油機(jī)功率給定符合柴油機(jī)即滿足經(jīng)濟(jì)運(yùn)行特性,同時(shí)也滿足調(diào)車及小運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)要求。

        1.5 電氣系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)

        (1)JF217H型同步牽引發(fā)電機(jī),額定容量:1800kVA,額定電壓:251/598V,額定電流:4150/1740A,額定轉(zhuǎn)速:1800r/min,最大起動(dòng)電流 4700A,額定效率:93%/94%。(2)DF-J81B型硅整流柜,額定交流輸入電壓:三相、425/770V,額定交流輸入電流:3955/2183A,最大交流輸入電壓:770+10%V,額定直流輸出電壓:980V,額定直流輸出電流:2×2550A,最大直流輸出電壓:980+10%V。(3)ZD109R型牽引電動(dòng)機(jī),額定功率:530kW,額定電壓:655V/980V,額定電流:870A/580A,額定轉(zhuǎn)速:740r/min,最大電流:1200A,額定效率:93%,最高電壓:980V,最大轉(zhuǎn)速:2385r/min。(4)ZQF-46A1啟動(dòng)發(fā)電機(jī),型號(hào):ZQF-46A1,型式:防護(hù)式,絕緣等級(jí):H/F,冷卻方式:自通風(fēng),轉(zhuǎn)向:逆時(shí)針(面對(duì)輸出端),最高轉(zhuǎn)速:3300rpm,電動(dòng)機(jī)工況:蓄電池電壓:96V,起動(dòng)電流:1600A,勵(lì)磁方式:串勵(lì),發(fā)電機(jī)工況:額定功率:46kW,額定電壓:115V,額定電流:400A。(5)JQF409A5型輔助交流發(fā)電機(jī),額定容量:260kVA,額定電壓:400V,額定電流:375A,最大電流:870A。(6)JD358AG型冷卻風(fēng)扇電機(jī),極數(shù):10/14,額定功率:60/22kW,額定轉(zhuǎn)速:1200/857r/min,額定電壓:400V,額定電流:120/50A。(7)JD342型通風(fēng)機(jī)電機(jī),額定功率:45kW,額定電壓:400V,額定電流:80A。

        2 結(jié)束語

        DF7G-E型模塊化機(jī)通過在愛沙尼亞的各項(xiàng)性能試驗(yàn),結(jié)果證明該車性能穩(wěn)定、可靠,完全符合客戶使用要求,充分發(fā)揮出機(jī)車具有啟動(dòng)牽引力大,持續(xù)速度低,恒功范圍寬的特點(diǎn)。

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