馬 偉（南車四方車輛有限公司,山東 青島 266000）

?

緬甸內(nèi)燃機車新型高壓電器柜設計

馬 偉
（南車四方車輛有限公司,山東 青島 266000）

摘 要：緬甸米軌機車是公司自主研發(fā)用于出口緬甸，是一種防高溫、耐潮濕的混合客貨機車，屬于內(nèi)燃型機車。根據(jù)亞熱帶氣候和客戶要求，機車采用高、低壓電器柜分開布置，模塊化設計充分考慮車體空間狹小和內(nèi)走廊式結(jié)構(gòu)，節(jié)約機車內(nèi)部空間。通過CATIA三維建模，可靠保證柜內(nèi)電器布置合理，并且根據(jù)GB/T21413.1-2008《鐵路應用機車車輛電氣產(chǎn)品 第1部分：一般使用條件和通用規(guī)則》，使高壓柜電器件布置和檢修可靠。

關(guān)鍵詞：內(nèi)燃機車；高壓電器柜；模塊化設計

0 引言

四方車輛有限公司自主研發(fā)設計的出口緬甸內(nèi)燃機車，控制主回路的電器設備、工況開關(guān)和方向開關(guān)等，一般都布置在高壓電器柜內(nèi)部，所以高壓電器柜在總體電器設計方面至關(guān)重要。緬甸機車新型高壓柜是專門為出口緬甸機車配置，充分考慮緬甸亞熱帶氣候的米軌鐵路車輛設計需求，設計的一款高密度布置、交直流隔離、高低壓分開、易檢修維護的新型高壓柜。

1 高壓柜結(jié)構(gòu)設計特點

根據(jù)總體要求，由于緬甸機車是米軌車，車上電氣設備布置緊密，安裝空間緊張，高壓柜內(nèi)部電氣件布置、安裝、走線更是一件繁瑣復雜的問題。由于高壓柜布置在走廊側(cè)，為人員通過順暢及檢修方便，高壓柜由原先大連廠尺寸940mmx1080mmx1830mm壓縮為現(xiàn)在850mmx1055mmx1650mm。設計難點在于電器件的檢修與接線問題，高壓柜采取模塊設計，柜體改造為可拆卸式柜門，進出門改為開放式，大大節(jié)省了機車空間，同時提高高壓柜的可維護性，如圖1，2。

圖1　高壓柜三維設計

圖2　高壓柜結(jié)構(gòu)

因此解決了安裝空間問題，由于高壓柜底部只有100mm的空間，接線時考慮180m㎡線纜折彎半徑，接觸器下端需另加跨接過渡銅排，這樣也使接線得到質(zhì)量保證。

2 控制原理說明

緬甸內(nèi)燃機車由牽引柴油機提供牽引功率，在柴油機起機后，驅(qū)動主發(fā)電機向主傳動系統(tǒng)輸出功率。竹筏電機發(fā)出交流電，經(jīng)整流后向并聯(lián)運行的牽引電機供電。主傳動系統(tǒng)采用AC/DC電傳動，由主發(fā)電機、牽引電機接觸器、工況轉(zhuǎn)換開關(guān)、方向轉(zhuǎn)換開關(guān)、牽引電機（6臺）、制動電阻、制動勵磁接觸器、自負荷開關(guān)等組成。

在牽引工況下，主發(fā)電機在柴油機的帶動下輸出三相交流電，經(jīng)整流后驅(qū)動牽引電機轉(zhuǎn)動。

在制動工況下，牽引電機變換為他勵直流發(fā)電機運行，將牽引電機勵磁繞組與主發(fā)電機經(jīng)整流后的電源接通，在機車慣性的帶動下，牽引電機發(fā)電，將機械能轉(zhuǎn)換為電能，并消耗 制動電阻上。每個牽引電機與一個固定電阻器連接，強迫通風冷卻。

3 高壓柜電器件布置

根據(jù)總體空間及布置需要，高壓電器柜內(nèi)布置器件如表1。

設計高壓柜結(jié)構(gòu)初期，計算高壓柜質(zhì)量約等于650KG，且主要質(zhì)量分布在工況開關(guān)和方向轉(zhuǎn)換開關(guān)上，骨架主要采用50mmX50mm的L型角鋼承重。根據(jù)總體布置，主整流柜到高壓柜之間連接大線走電氣室頂部，牽引電機接觸器到牽引電機大線走車體底架下面，所以將接觸器布置與柜體下部，工況開關(guān)和方向轉(zhuǎn)換開關(guān)布置在上部。再考慮走線時，充分利用大部件與柜體間的空隙，使走線自然下垂，并用玻璃鋼固定夾板固定。自負荷開關(guān)和接地開關(guān)需布置到人員易操作的進出門門口，同時考慮大部件之間的空隙要允許安裝工人單手操作空間。

圖3　高壓柜內(nèi)主要器件拆解

表1　高壓電器柜裝置明細

4 高壓柜對外接口設計

高壓電器柜在設計初期，不僅要考慮內(nèi)部電器布置，還要核對與其他相關(guān)部類的接口。高壓柜是機車電氣控制的核心，與它關(guān)聯(lián)的設備有主整流柜、制動電阻柜、牽引電機、微機柜、操縱臺、制動供風管、油箱等，其中，在現(xiàn)場制造過程中也出現(xiàn)一些設計工藝問題，對在以后研發(fā)過程中起到借鑒作用。

4.1 高壓柜—主整流接口

主發(fā)電機發(fā)出三相電源后，經(jīng)主整流裝置出現(xiàn)銅排，與高壓柜頂部的正極、負極銅排相連接。頂部有大線搭接，且是在設備間走廊上方，增加了與車體頂部隔離板和過走廊隔離板，防止觸電危險。4.2 高壓柜—制動電阻柜接口

圖4　頂部整流正、負端接線防護板

根據(jù)總體布置和原理圖，高壓柜與制動電阻柜之間由12根185 mm2 線纜對接，在施工過程中，出現(xiàn)大線對接交叉和端子變形問題，經(jīng)現(xiàn)場整改，用研裝銅排的方式達到可靠對接。

圖5　接線問題（左）改為銅排后（右）

5 總結(jié)

緬甸內(nèi)燃機車是南車四方車輛有限公司基于多年的內(nèi)燃機車設計、制造經(jīng)驗，自主設計的一種由柴油發(fā)電機提供牽引動力，采用AC-DC交直流傳動的內(nèi)燃米軌機車。其中，高密度的電器設備布置是其技術(shù)關(guān)鍵，高壓電器柜集中了機車控制主回路的所有電器件，是執(zhí)行列車運行的心臟。此次新型高壓柜的設計優(yōu)點，給四方有限公司繼續(xù)研發(fā)其他類似內(nèi)燃機車電器產(chǎn)品提供了更好的借鑒和參考。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.052