ZDJ9型转辙机道岔启动电路技术改进方案研究

张鹏

摘要：国内的部分交流转辙机在道岔处于四开（故障）位置，需要重新启动时，偶尔出现不能正常转换道岔的现象，并且电机伴有振动和噪声。由于交流转辙机属于安全类产品，关系到铁路运行安全，对于其中每一个重要零部件的改进均需要反复验证、确认之后再通过铁路产品认证中心的认证。

关键词：ZDJ9型转辙机；道岔启动；电路技术

转辙机是中国铁路运输领域内应用最为广泛的道岔转换设备之一，它不仅可以应用在国家铁路，也可以应用于地方铁路、城市轨道交通、以及冶金、矿山等需要以铁路作為运输方式的场所。它是应用于各铁路及驼峰站场，通过转辙机的转换来决定道岔的状态，并且当道岔到位后对其进行锁闭，同时可以反映出道岔所处状态的设备。转辙机既能在普速线路上使用，也能够在高速客运专线上使用。

1交流转辙机的功能及结构

1.1 转辙机的功能

转辙机是铁路信号道岔转换系统的的执行设备，由信号室内的组合电路来控制。大部分转辙机均由动力部分、传动部分、表示部分和锁闭部分组成，具有转换、锁闭、道岔监督表示三个基本功能。

（1）转换功能，具有能够转换道岔所需要的牵引力，可以将尖轨或心轨从定位转换到反位，或者从反位转换到定位，当无法转换到定位或反位时，应能随时操作使其返回到原位置。

（2）锁闭功能，当道岔的尖、心轨转换到定位或者反位时，转辙机将尖、心轨进行锁闭；当道岔转换不到定位或者反位时，转辙机不可以将其锁闭；锁闭后，不能因为列车通过道岔时产生的震动而影响锁闭功能。

（3）监督表示功能，应能实时反应道岔所处的位置状态，如定位、反位和挤岔故障状态。

1.2 ZDJ9 型交流转辙机的结构

（1）电动机：将输入的三相电源转化成机械能，即经过电机输出轴输出扭矩。ZDJ9 型交流转辙机为 ZDJ802-4 型专用交流电动机，额定输出功率为 0.4kw，当电源电源为三相 380V、单相电阻为 54Ω时，额定转矩为 2N·m，转速大于或等于 1330r/min。

（2）减速器：安装在电机与摩擦联结器之间，把电机的转速用减速齿轮降下来，以增大转矩便于更好的转换道岔。

（3）滚珠丝杠：当接收到摩擦联结器传输的扭矩后，滚珠丝杠组通过丝杠与丝杠母的螺纹传动将扭矩转化为水平牵引力。同时推板套通过丝杠母的带动做水平运动。ZDJ9型交流转辙机的丝杠为国产磨削丝杠，具有滚珠大、导程大、可靠性高的特点。

（4）摩擦联结器：

当尖轨夹住东西而使电动机过负载时，时电动机仍能旋转（空转），以防止烧坏电动机。当接收到减速器传输的扭矩后，摩擦联结器通过可调节摩擦力将扭矩传输给滚珠丝杠组，进而通过摩擦力限定了摩擦联结器传输的扭矩，同时可以保证电机不会因为负载过大造成损坏。

（5）动静接点组：是转辙机动作状态，左、右表示杆组缺口位置的综合识别机构。用它的表示接点反映道岔位置，它的动作接点（一或四排）转换到为后便将电动机电路自动切断，ZDJ9型交流转辙机的自动开闭器是有两处压嵌连接的结构，同一侧设置了左右调整板，很大成都上减小了接点组的尺寸，同时减少了零部件类型。

（6）安全开关：当操作人员需要通过手摇把输出的扭矩完成道岔转换、锁闭、杆件位置状态机械信号输出的功能时，需将安全接点断开保证操作人员的安全，以防有人误操作后时操作人员触电或者造成机械伤害。

（7）接线端子：采用德国万可公司生产笼式弹簧接点端子，具有免维护性。使用中不需多次检查或拧紧，具有很高的抗震和抗冲击性。

2 ZDJ9型交流转辙机的控制电路

2.1 ZDJ9 型交流转辙机控制电路介绍

ZDJ9型交流电转机道岔控制电路分为道岔启动和道岔表示，其中启动电路是启动电转机、进而使电转机可以拉动道岔，并且进行转换的电路；表示电路是反映某一时刻道岔状态的电路。ZDJ9型交流转辙机普遍采用五线制控制电路，采用三相交流电源，供电电压为380V。为了有效防止电动机在缺相情况下缺相运行，从而烧坏电机，在交流转辙机控制室组合电路中增设了断相保护器DCBHQ-S。DCBHQ-S由整流器、电流互感器和保护继电器BHJ组成。当三相交流电源正常时，交流电流通过电动机的三个定子绕组中，电流互感器正常工作，经整流后得到直流电并供给BHJ的线圈，BHJ得到DC24V电源后吸起，用BHJ的一组接点状态作为转辙机的启动条件。当道岔转换到定位或反位后，由于转辙机的接点断开，进而断开启动电路，BHJ由于掉电而落下。

2.2 交流转辙机控制电路分析

由交流转辙机五线制控制电路分析可知，交流转辙机从定位到反位或从反位到定位转换的过程是通过一个型号为JYJXC-160/260的有极继电器2DQJ控制转换方向。当车站联锁进行进路排列后，要求转辙机从定位转换至反位，但是由于动作过程中出现故障使道岔处于四开位置，不能继续动作。待故障修复后，需将道岔转换到位时，特有的控制电路决定了道岔此时不能继续向反位动作，而且要定位操作，使道岔重新转换到定位。待道岔重新转换到反位时，需要再次反位操作，使道岔转换到反位。进路排列完成后，接通反位的表示指示灯，此时列车才可以安全的通过道岔。

3转辙机的推广应用

改进后的ZDJ9型交流转辙机的首台样机在公司铁路道岔转换设备实验基地的试验道岔上道试验，将电源屏至转辙机之间串联54Ω电阻，模拟现场转换道岔，道岔解锁—转换—锁闭过程正常，此过程为正常转换道岔过程。

从电机、整机及上道试验的结果可以看出，改进后电机性能优于原有电机，进行批量生产后，陆续在沈阳、北京、济南、广州等各大铁路局上道试验，满足了铁路运输的需要。改进后的ZDJ9型交流转辙机上道使用至今，对道岔在四开位置时的启动转换效果良好，没有出现一次转换力矩不够引起转换不到位的问题。各站场的使用情况表明：改进后的ZDJ9型交流电转机完全达到设计目标。

4结语

随着ZDJ9型转辙机用量的逐步扩大，现场反应问题的逐步增多，部分铁路局反应当道岔转换到四开位置后，需要重新启动时，交流转辙机不能正常转换道岔，并且电机出现明显的振动和噪声现象。针对现场反应的现象分析是由于有些转辙机应用的场所距离车站信号楼控制室比较远，电路损耗大的特殊环境以及转辙机、道岔摩擦等会增大阻力，导致当道岔处于四开（故障）位置时偶有电机启动转矩不够，故需要对交流转辙机的电机进行研究和改进来实现增加电机的启动转矩的目标。

参考文献：

[1]范镇南，韩力，电机优化设计技术发展情况[J]，中小型电机，2005（3），76-79.

[2]栾国仁，电动转辙机的发展及主要性能指标探讨[J]，铁道通信信号，1994（2），46-47.

（作者单位：成都地铁运营有限公司）