出口缅甸新型2000HP内燃机车牵引系统设计

摘 要：针对出口缅甸新型内燃动力机车牵引系统的创新设计，介绍了机车主要性能参数，对牵引系统以及适合当地运营条件的电气设备选型等方面进行了分析，并对机车牵引系统技术特点进行了归纳总结。

关键词：米轨线路；PLC网络控制；内燃动力；牵引系统；防高温设计

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.002

1 概述

出口缅甸新型2000HP内燃机车最高设计速度110km/h，最高运行速度为100km/h。可运用于客货两用。在设计方面充分考虑了热带雨林高温、高湿的气候条件和复杂的运行环境，采取了多种防高温、防水、排水措施。并针对缅甸多山区的运用条件，优化设计了电阻制动等性能。

2 机车主要技术参数

机车在两端设司机室，设备安装、检修方便。其主要参数如下：

2.1 环境和运用条件

（1）环境特点：热带气候，旱季多灰尘；

（2）环境温度：0℃-45℃；

（3）最大相对湿度：90%；

（4）最高海拔高度：1524m；

（5）最小曲线半径：62m；

（6）最大坡道：40‰；

（7）轨距：1000mm。

2.2 机车参数

（1）传动方式：交-直电传动；

（2）柴油机装车功率：1468kW；

（3）机车宽度：2750mm；

（4）机车高度：3480mm；

（5）整车控制电压：DC74V；

（6）轴重：12.5t；

（7）轴式：Bo-Bo-Bo；

（8）齿轮箱传动比：77/21；

（9）燃油箱容积：3200L。

3 牵引系统设计

3.1 牵引系统设计技术要求

根据合同要求，牵引系统需达到一下技术目标：

单机运行，在平直道上能够以最高速度110km/h运行；

牵引600T客运列车，在平直道上能够以最高速度100km/h运行；

牵引1500T货运列车，在平直道上能够以最高速度90km/h运行；

牵引300T客运列车，在40‰坡道上能够以最高速度22km/h运行。

3.2 牵引系统设计原理

机车牵引回路的控制主要是主发电机励磁控制。柴油机转动时带动主发电机与励磁发电机转动，PLC通过调节励磁发电机的输出来控制主发电机的输出，机车牵引工况时，在不同柴油机转速下实现柴油机的恒功率励磁控制；机车电阻制动工况时，实现机车制动功率和制动电流的控制。

机车在设计时考虑了PLC故障状态，设置了ETS手动励磁工况，通过电阻调节励磁发电机的输出，使PLC故障时，机车同样可以受控牵引运行。

在牵引工况下，主微机根据柴油机的转速和发电机的输出功率，调节主发电机的励磁电流，實现柴油机不同转速下的恒功控制。

柴油机的最大运用功率与同步主发电机经主硅整流柜输出的电功率之间的关系，可用下式表示：

PF=（Ne-Nf）*ηF*ηZ =UF*IF *10-3

其中：

PF ——同步主发电机经主硅整流柜的输出功率 （kW）；

Ne ——柴油机输出功率 （kW）；

Nf ——机车辅助功率 （kW）；

ηF ——同步主发电机的效率；

ηZ ——主硅整流柜的效率；

UF ——同步主发电机经主硅整流柜的输出电压 （V）；

IF ——同步主发电机经主硅整流柜的输出电流 （A）。

3.3 牵引系统主要设备参数

牵引系统所有设备选型需满足当地高温高湿的运行环境要求，主要设备参数如下表所示：

3.4 牵引系统试验验证

机车总装完成需要经过水阻试验、自负荷试验等验证牵引系统性能。

3.4.1 水阻试验

内燃机车水阻试验用水电阻作为负载取代牵引电动机，模拟电传动内燃机车运行，测试并调整机车性能参数的负载试验。由于水阻装置结构简单，调节电阻值方便，易于散热，可消耗较大功率的电能，因此普遍应用于中国的内燃机车负载试验中。水阻试验的目的是对总装完成的机车进行牵引发电机外特性的调整，使其符合设计要求。

试验数据及结论：

流和电压都随着升高，达到额定转速后，电压电流可调，但总功率不变，满足恒功率控制要求。

3.4.2 自负荷试验

自负荷试验的原理是将主发电机发出的牵引功率全部消耗在制动电阻上，其目的是在进一步验证发电机外特性的同时，试验电阻制动装置的状态是否良好。

柴油机启动前，将6个自负荷开关置于闭合位，换向手柄置牵引位，调速手柄置于1挡位时，机车牵引工况，总电流表（显示屏）有指示，制动电阻柜的通风机开始工作，牵引电机的通风机运转，逐渐将柴油机提高到1800r/min，观察电阻柜出风口的百叶窗开启状态正常。最终，自负荷试验的功率符合发电机外特性的功率要求。

4 总结

通过在缅甸现场的试验验证，在空载试验与重载试验中，该机车显示出了优良的可靠性和牵引性能；山地试验中，除了验证坡道牵引能力外，对电阻制动的考核也显示出了机车稳定的电制动性能。所有试验数据均符合理论计算的结果。

参考文献：

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[2]孙喜运，杨产兴.首批CKD7型机车在缅甸的交车验收试验[J].内燃机车，1995（12）：13-15.

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作者简介：李旭东（1979-），男，山东乐陵人，研究生，研究方向：电力电子与电力传动。