HXD2B型電力機(jī)車電氣系統(tǒng)技術(shù)研究_《華東科技》2013年第5期

　　注：本篇摘自《華東科技：學(xué)術(shù)版》2013年第5期，作者：李金宇，徐州機(jī)務(wù)段，江蘇徐州221000

　　雜志信息：《華東科技：學(xué)術(shù)版》由華東六省一市科學(xué)技術(shù)委員會（廳）聯(lián)合創(chuàng)辦，國內(nèi)統(tǒng)一刊號：31-1709/N，國際標(biāo)準(zhǔn)刊號：1006-8465，知網(wǎng)和全文收錄，萬方全文收錄期刊。

　　投稿須知：1、文稿要求：內(nèi)容新穎、論點(diǎn)明確、力求文字精煉、準(zhǔn)確、通順，文題簡明扼要，文稿應(yīng)資料可靠、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、書寫規(guī)范，文責(zé)自負(fù)。

　　2、文章結(jié)構(gòu)：題目、作者、作者單位、摘要、關(guān)鍵詞、文章正文、參考文獻(xiàn)、作者簡介、作者詳細(xì)通訊地址、電話、郵箱。

　　3、論文涉及的課題如取得國家或部、省級以上專項(xiàng)基金或?qū)俟リP(guān)項(xiàng)目，應(yīng)注于文章正文下方。

　　【摘要】：所謂的和諧D2B型號的電力機(jī)車為功率極大的流電傳動的6軸干線貨運(yùn)使用的電力機(jī)車。它是中國鐵路第一次三款使用其最大功率為1600kw，交流電牽入電動機(jī)的6軸“HX型”電力機(jī)車的車型之一（剩下的兩型為和諧DIB與和諧D3B）。它的設(shè)計(jì)是由阿爾斯通PRIMA6000機(jī)車作為基礎(chǔ)而設(shè)計(jì)出來的。和諧D2B型機(jī)車使用的是中間式走廊，實(shí)施整體單獨(dú)通風(fēng)系統(tǒng)以及分布類微機(jī)控制系統(tǒng)，它能夠有效實(shí)現(xiàn)邏輯控制和自診斷功能。

　　【關(guān)鍵詞】：HXD2B型電力機(jī)車；電氣系統(tǒng)；分析研究

　　引言

　　傳統(tǒng)的電力機(jī)車指代牽引電動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動車輪的機(jī)車。電力機(jī)車由于所需要的電能是由電氣化鐵路的供電系統(tǒng)中的接觸網(wǎng)或著第三軌供正在行駛中的電力機(jī)車進(jìn)行供電，因此是一種不是自帶能源的機(jī)車。其電力機(jī)車有著過載能力較強(qiáng)、速度非常之快、維護(hù)過程小、方便滿足多機(jī)牽引、有效節(jié)約能源和可以使用再生制動、運(yùn)營經(jīng)費(fèi)不高、整備作業(yè)時間不長、牽引較大、功率非常大等一些列優(yōu)點(diǎn)。采取電力機(jī)車帶動車列，能夠有效提升列車的運(yùn)行速度以及承載重量，最終大幅度的提升鐵路總體的運(yùn)輸能力與通過能力。

　　1我國傳統(tǒng)電力機(jī)車的現(xiàn)狀

　　電力機(jī)車一般使用交流電到直流電再到交流電的傳動系統(tǒng)、25千伏/50赫茲的電壓制式，和不但有著交流電同時也有著直流電傳動機(jī)車比較，有著恒功范圍較廣寬、軸功率較大、黏著性能較高、功率系數(shù)高、諧波干擾不大、維護(hù)率以及全壽命的運(yùn)營成本極低、運(yùn)營可靠以及適用范圍寬廣等優(yōu)點(diǎn)。其機(jī)車能夠達(dá)到單機(jī)牽引一萬噸重載列車，借助遠(yuǎn)程重聯(lián)能夠有效的滿足雙機(jī)牽引達(dá)到兩萬噸重載組合列車作用下的運(yùn)行模式。

　　其機(jī)車主要是由下面多個子系統(tǒng)組合而成：即受電弓、避雷器、高壓電壓互感器、交流異步電機(jī)以及真空主斷路器、高壓電流互感器等組合而成的主電路系統(tǒng)；它是由輔助變流設(shè)備、充電機(jī)、協(xié)助性電機(jī)等組成的輔助性電路儀器；基于現(xiàn)階段所出現(xiàn)的世界FactoryInstrumetProtocol網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)中的微機(jī)型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)；貫穿在所有子系統(tǒng)中的單獨(dú)式通風(fēng)冷卻系統(tǒng)；由機(jī)車工作監(jiān)視控制設(shè)備、信號裝置、遠(yuǎn)程重聯(lián)監(jiān)視控制設(shè)備與能夠控制的列尾設(shè)備、無線電臺等組合而成的列車安全行駛控制以及監(jiān)測儀器；低動力效果轉(zhuǎn)向架；以及機(jī)車單獨(dú)的生活間、壓車鐵以及工具柜等附屬設(shè)備。在機(jī)車的合理的設(shè)備中，機(jī)車整體重量大概在185噸上下，對應(yīng)軸的質(zhì)量在24噸上下；再附上壓車鐵軸的質(zhì)量大概是25噸，那么機(jī)車的整個重量就在230噸上下，在此種情況下，能夠有效的發(fā)揮出最大的黏著牽引力。

　　從本世紀(jì)初期開始，我國北車集團(tuán)山西大同電力機(jī)車和阿爾斯通公司聯(lián)合實(shí)施和諧D2B型機(jī)車問題的磋商。鐵道部在我國舉辦奧運(yùn)會的前一年和大同電力機(jī)車以及阿爾斯通公司簽下采購合同，總共制定購買了五百輛電力機(jī)車，其合同的總價值高達(dá)114億元人民幣（大概為11億歐元），這其中涵蓋了機(jī)車采購合同、進(jìn)口零部件采購合同以及技術(shù)服務(wù)合同、技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同等幾個相互聯(lián)系的合同，這其中阿爾斯通公司于該協(xié)議中所占的份額達(dá)到了將近30億人民幣。為山西大同電力機(jī)車在2005年和阿爾斯通公司聯(lián)手設(shè)計(jì)、引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)以及制造180臺功率極大交流電傳動8軸和諧D2型號的電力機(jī)車之后的又一次合作。

　　2HXD2B型電力機(jī)車的主要特點(diǎn)

　　2.1設(shè)計(jì)理念

　　該電力機(jī)車為我國某公司自主研發(fā)的首代交流傳動類貨運(yùn)電力機(jī)車，它所遵循的一般準(zhǔn)則是：

　　2、為了能夠整體性的實(shí)現(xiàn)新時期鐵路設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)，要堅(jiān)持達(dá)到操縱簡便、工作安全以及檢修方便的原則。

　　0、堅(jiān)持設(shè)計(jì)起點(diǎn)必須較高、技術(shù)要求領(lǐng)先的原則。依照大功率貨運(yùn)的電力機(jī)車現(xiàn)實(shí)需要，應(yīng)該盡最大可能使用安全、成熟的先進(jìn)技術(shù)。

　　1、堅(jiān)持使用世界上較為先進(jìn)的技術(shù)或者可靠的技術(shù)與我國成熟的技術(shù)結(jié)合起來的原則，以此獲取最高的性價比。

　　2.3牽引逆變器

　　所謂的牽引逆變器就是電機(jī)側(cè)變流器，就站在負(fù)載的角度來說，它能夠分成電壓型與電流型兩類。其電壓型變流器是以直流電壓內(nèi)電路供給中一個穩(wěn)定的直流電壓，它的元件過電壓額可能性非常小，不過因?yàn)橹须娐返膬?nèi)阻也不大，負(fù)載出現(xiàn)問題與換流等出現(xiàn)問題，都會引發(fā)過電流現(xiàn)象。

　　2.2關(guān)于電氣系統(tǒng)的組成

　　電力機(jī)車電氣系統(tǒng)其組成部分廣義的說有很多，但是主要是以主傳動和它的控制系統(tǒng)、機(jī)車控制和監(jiān)視系統(tǒng)以及輔助傳動和它的控制系統(tǒng)。

　　機(jī)車主傳動和它的控制系統(tǒng)的作用主要是借助對機(jī)車的牽引流器的控制，來達(dá)到對牽引電動機(jī)的實(shí)際控制，以此滿足機(jī)車牽引與動力制度的特征控制。它的設(shè)計(jì)方法關(guān)鍵是依照國外傳動機(jī)車的變流技術(shù)來進(jìn)行設(shè)計(jì)的，其牽引變流器使用用水冷IGBT作為主要核心的極大功率變流器。

　　而機(jī)車輔助傳動和它的控制系統(tǒng)的主要作用是滿足對機(jī)車協(xié)助電動機(jī)進(jìn)行控制，協(xié)助電動機(jī)依據(jù)它的工作特性，能夠把它分成以下兩種：一種為對牽引電動機(jī)與冷卻塔的冷卻使用通風(fēng)機(jī)中電動機(jī)的控制，此類控制能夠依據(jù)變頻變壓方式進(jìn)行工作；第二種為取得壓縮機(jī)等相關(guān)負(fù)載的電動機(jī)，此類電動機(jī)只是在定額定壓的方式下進(jìn)行工作。所以分別使用兩套輔助性變流器進(jìn)行供電。

　　實(shí)際上，機(jī)車微機(jī)控制與監(jiān)視控制系統(tǒng)為機(jī)車控制最為重要的部分，它是駕駛員的所有命令與關(guān)鍵性控制電器中的控制信號，比如：輔助性電動機(jī)自動開關(guān)等，都借助機(jī)車微機(jī)控制和監(jiān)視控制系統(tǒng)實(shí)施輸入，利用機(jī)車微機(jī)控制與監(jiān)視控制系統(tǒng)和機(jī)車牽引變流器的控制電源、ATP控制單元以及電空制動單元、輔助性變流器控制單元等實(shí)施數(shù)據(jù)的交換與通信。

　　3結(jié)束語

　　本文對和諧D2B電力機(jī)車電氣系統(tǒng)技術(shù)做了簡單的分析，主要從我國傳熱電機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀以及和諧D2B電力機(jī)車的主要特點(diǎn)入手分析了和諧D2B電力機(jī)車電氣系統(tǒng)的相關(guān)問題。采取電力機(jī)車帶動車列，能夠有效提升列車的運(yùn)行速度以及承載重量，最終大幅度的提升鐵路總體的運(yùn)輸能力與通過能力。本文分析研究結(jié)果希望對于相關(guān)工作者能有所幫助。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[2]陸超，羅世輝，姚遠(yuǎn)。單牽引桿布置方式對機(jī)車曲線通過性能的影響[J]，鐵道機(jī)車車輛，2008（03）。

　　[5]羅華軍，孫永鵬，彭福盈，新型3軸轉(zhuǎn)向架構(gòu)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]，電力機(jī)車與城軌車輛，2009（02）。

　　[3]張紅軍，孫永鵬。雙拉桿式機(jī)車轉(zhuǎn)向架軸箱定位剛度分析[J]。機(jī)車電轉(zhuǎn)動，2009(05).

　　[4]葛來薰，東風(fēng)，8型內(nèi)燃機(jī)車轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及動力學(xué)性能[J]，內(nèi)燃機(jī)車，2010（11）。

　　[1]謝青。機(jī)車旁承結(jié)構(gòu)型式與簡統(tǒng)化設(shè)計(jì)[J]，鐵道機(jī)車車輛，2008（51）。