SDD17型機(jī)車電傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

周俊

摘 要：介紹了SDD17型機(jī)車主傳動(dòng)系統(tǒng)、柴油機(jī)起動(dòng)系統(tǒng)、直流輔助系統(tǒng)、機(jī)車保護(hù)系統(tǒng)、機(jī)車重聯(lián)控制系統(tǒng)。重點(diǎn)介紹了柴油機(jī)起動(dòng)電路、起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電路、起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)供電電路、機(jī)車27芯重聯(lián)控制接口。

關(guān)鍵詞：SDD17型機(jī)車；電傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；27芯機(jī)車重聯(lián)

2008年8月，沙特政府啟動(dòng)了三種機(jī)車的國(guó)際招標(biāo)項(xiàng)目。南車戚墅堰機(jī)車有限公司中標(biāo)2臺(tái)沙特達(dá)曼港到利雅得的鐵路貨運(yùn)機(jī)車合同。

沙特機(jī)車有特殊的運(yùn)用環(huán)境要求，用戶要求按照沙漠環(huán)境運(yùn)行的特點(diǎn)即耐高溫、通風(fēng)、冷卻、防風(fēng)沙，防煙霧等特點(diǎn)設(shè)計(jì)，并要求進(jìn)行模塊化的組裝生產(chǎn)。該項(xiàng)目對(duì)戚墅堰公司以及南車都意義重大，是中國(guó)南車海外戰(zhàn)略部署的重要組成部分，不僅關(guān)系到中國(guó)南車在中東地區(qū)的市場(chǎng)地位，而且關(guān)系到中國(guó)鐵路走出去的總體部署。

1.主傳動(dòng)系統(tǒng)

1.1主傳動(dòng)系統(tǒng)部件

主傳動(dòng)系統(tǒng)包括1臺(tái)同步主發(fā)電機(jī)1GS，6臺(tái)直流牽引電動(dòng)機(jī)M1-M6，1個(gè)主硅整流柜1UR，機(jī)車牽引和制動(dòng)時(shí)，接通6臺(tái)直流牽引電動(dòng)機(jī)用的電磁接觸器1KM1-1KM6，電阻制動(dòng)用的電磁接觸器2KM，用于改變機(jī)車運(yùn)行方向的轉(zhuǎn)換開關(guān)1QP，用于機(jī)車牽引和制動(dòng)工況轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換開關(guān)2QP，供機(jī)車進(jìn)行電阻制動(dòng)用的制動(dòng)電阻1R1、1R2。

2.柴油機(jī)起動(dòng)系統(tǒng)

2.1柴油機(jī)起動(dòng)系統(tǒng)部件

直流起動(dòng)發(fā)電機(jī)、蓄電池、蓄電池閘刀開關(guān)、微機(jī)控制柜、超級(jí)電容蓄能充電裝置、蓄能充電接觸器、蓄能充電電阻、蓄能充電開關(guān)、起機(jī)按鈕、滑油泵開關(guān)、滑油泵電機(jī)、滑油泵接觸器、滑油泵電機(jī)斷路器、燃油泵開關(guān)、燃油泵電機(jī)、燃油泵接觸器、燃油泵電機(jī)斷路器、起動(dòng)接觸器、柴油機(jī)電噴控制器。

2.2柴油機(jī)起動(dòng)電路

2.2.1起動(dòng)前滑油控制電路

起動(dòng)柴油機(jī)之前必須先用滑油泵打滑油，向柴油機(jī)各潤(rùn)滑部件填充機(jī)油，以防柴油機(jī)的各運(yùn)動(dòng)部件拉傷。

閉合滑油泵控制開關(guān)3SK1，LCS32在接受此信號(hào)后驅(qū)動(dòng)滑油泵電機(jī)接觸器3KM，3KM主觸頭閉合，接通滑油泵電機(jī) 3MA電路，3MA帶動(dòng)滑油泵工作，向柴油機(jī)各潤(rùn)滑部分輸送機(jī)油。4KM常開觸頭閉合，將4KM動(dòng)作信號(hào)反饋給LCS32。打滑油時(shí)間不應(yīng)超過8分鐘。

2.2.2柴油機(jī)起動(dòng)電路

閉合燃油泵開關(guān)3SK2，LCS32在接受此信號(hào)后驅(qū)動(dòng)燃油泵接觸器4KM線圈，4KM主觸頭接通燃油泵電機(jī)4MA，燃油泵電機(jī)驅(qū)動(dòng)燃油泵工作，燃油泵出口壓力應(yīng)達(dá)到350kPa以上，為柴油機(jī)起動(dòng)作好準(zhǔn)備。4KM常開觸頭閉合，將4KM動(dòng)作信號(hào)反饋給LCS32。

當(dāng)燃油壓力達(dá)到350kPa時(shí)，按下柴油機(jī)起動(dòng)按鈕1SB1，并持續(xù)5秒，LCS32在接受此信號(hào)后驅(qū)動(dòng)燃油泵接觸器3KM線圈，3KM主觸頭閉合，接通滑油泵電機(jī)3MA電機(jī)，3MA帶動(dòng)滑油泵工作，向柴油機(jī)提供滑油。并延時(shí)45秒。

滑油泵電機(jī)停止工作的同時(shí)，LCS32驅(qū)動(dòng)起動(dòng)接觸器6KM線圈，6KM線圈與輔助發(fā)電接觸器5KM1常閉觸頭串聯(lián)，保證只有輔助勵(lì)磁接觸器5KM1的主觸頭斷開的情況下才能起動(dòng)柴油機(jī)。6KM主觸頭閉合，接通起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)2MA電路，2MA作為串勵(lì)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)柴油機(jī)旋轉(zhuǎn)。6KM常開觸頭閉合，將6KM動(dòng)作信號(hào)反饋給LCS32。

當(dāng)聽到柴油機(jī)發(fā)火聲和操縱臺(tái)LCS32顯示屏滑油壓力顯示在80kPa以上時(shí)，柴油機(jī)起動(dòng)完畢。

3.直流輔助系統(tǒng)

沙特機(jī)車直流輔助系統(tǒng)由兩部分組成：74V直流輔助系統(tǒng)和110V直流輔助系統(tǒng)。

3.1起動(dòng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電路

起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)在柴油機(jī)起機(jī)完成以后，由串勵(lì)電動(dòng)機(jī)變成他勵(lì)發(fā)電機(jī)，由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)工作，為蓄電池充電提供電源，為110V直流輔助系統(tǒng)提供電源。

LCS32內(nèi)置起動(dòng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)板，調(diào)節(jié)起動(dòng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁，保證起動(dòng)發(fā)電機(jī)供電穩(wěn)定。起動(dòng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電源一開始由蓄電池供電，當(dāng)起動(dòng)發(fā)電機(jī)供電穩(wěn)定后由起動(dòng)發(fā)電機(jī)供電。起動(dòng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)板有兩塊，互為冷備份，可通過輔發(fā)勵(lì)磁轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行切換。

3.2蓄電池充電電路

蓄電池充電電路由起動(dòng)發(fā)電機(jī)2MA，輔助變流柜UC中的蓄電池充電模塊，蓄電池?cái)嗦菲?QA，蓄電池閘刀開關(guān)1QS，蓄電池GB組成。

3.3起動(dòng)發(fā)電機(jī)供電電路

起動(dòng)發(fā)電機(jī)供電電路分110V和74V兩個(gè)回路。

110V供電回路由起步發(fā)電機(jī)2MA直接供電，74V供電回路由輔助變流柜中的蓄電池充電模塊供電。

4. 機(jī)車重聯(lián)控制系統(tǒng)

沙特機(jī)車采用的是符合AAR北美鐵道協(xié)會(huì)的27芯重聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)的重聯(lián)控制系統(tǒng)。目的是為了便于和沙特現(xiàn)有的EMD機(jī)車進(jìn)行重聯(lián)使用。

4.1 重聯(lián)接口定義及作用

接口1：備用；接口2：信號(hào)、警鈴；接口3：D閥；接口4：控制負(fù)端；接口5：緊急撒砂；接口6：主發(fā)勵(lì)磁；接口7：C閥；接口8：后退、前進(jìn)；接口9：前進(jìn)、后退；接口10：空轉(zhuǎn)；接口11：備用；接口12：B閥；接口13：控制正端；接口14：備用；接口15：A閥；接口16：柴油機(jī)起動(dòng)；接口17：電阻制動(dòng)設(shè)置；接口18：備用；接口19：備用；接口20：備用；接口21：電阻制動(dòng)啟動(dòng)；接口22：空壓機(jī)同步；接口23：手動(dòng)撒砂；接口24：制動(dòng)、功率降低；接口25：備用；接口26：備用；接口27：備用。

4.1.1警鈴重聯(lián)控制（2針）

當(dāng)本務(wù)機(jī)車司機(jī)按壓警鈴按鈕時(shí)，所有重聯(lián)機(jī)車的警鈴得電報(bào)警。

4.1.2柴油機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)（3針、7針、12針、15針）

柴油機(jī)轉(zhuǎn)速是通過司機(jī)控制器檔位手柄給出信號(hào)，檔位手柄上有四對(duì)觸點(diǎn)，觸點(diǎn)的不同組合形成的AV、BV、CV、DV編碼來實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速變化。本務(wù)機(jī)車司機(jī)控制器可通過重聯(lián)插座3針、7針、12針、15針上的重聯(lián)線對(duì)重聯(lián)機(jī)車的柴油機(jī)進(jìn)行調(diào)速。

4.1.3機(jī)車控制74V電源重聯(lián)（4針、13針）

機(jī)車通過重聯(lián)插座4針實(shí)現(xiàn)控制74V負(fù)端重聯(lián)；通過重聯(lián)插座13針實(shí)現(xiàn)控制74V正端重聯(lián)。當(dāng)本務(wù)機(jī)車出現(xiàn)故障，不能給控制系統(tǒng)提供74V電源時(shí)，可通過重聯(lián)機(jī)車提供74V控制電源，本務(wù)機(jī)車仍然可以控制重聯(lián)機(jī)車。

4.1.4主發(fā)勵(lì)磁重聯(lián)控制（6針）

當(dāng)司機(jī)控制器檔位手柄在1-8位時(shí)，通過觸點(diǎn)輸出74V電壓信號(hào)給微機(jī)，控制主發(fā)勵(lì)磁接觸器，使主發(fā)發(fā)電。同時(shí)通過重聯(lián)插座6針實(shí)現(xiàn)重聯(lián)機(jī)車主發(fā)發(fā)電。

4.1.5機(jī)車前進(jìn)、后退方向重聯(lián)控制（8針、9針）

司機(jī)控制器方向手柄通過觸點(diǎn)輸出74V電壓信號(hào)給微機(jī)，控制方向轉(zhuǎn)換開關(guān)實(shí)現(xiàn)機(jī)車前進(jìn)、后退的轉(zhuǎn)換。同時(shí)通過重聯(lián)插座8針、9針實(shí)現(xiàn)重聯(lián)機(jī)車的前進(jìn)和后退。

4.1.6輪對(duì)空轉(zhuǎn)信號(hào)重聯(lián)控制（10針）

機(jī)車微機(jī)系統(tǒng)連續(xù)地檢測(cè)機(jī)車所有牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)速并進(jìn)行比較，如果轉(zhuǎn)速大于預(yù)置的限制值，根據(jù)空轉(zhuǎn)的嚴(yán)重程度逐步降低主發(fā)勵(lì)磁電流，使主發(fā)功率降低，并驅(qū)動(dòng)撒砂閥進(jìn)行撒砂。同時(shí)通過重聯(lián)插座10針實(shí)現(xiàn)重聯(lián)機(jī)車的空轉(zhuǎn)報(bào)警。

4.1.7柴油機(jī)起動(dòng)重聯(lián)控制（16針）

當(dāng)本務(wù)機(jī)車司機(jī)按下柴油機(jī)起機(jī)按鈕，機(jī)車微機(jī)驅(qū)動(dòng)功率控制繼電器吸合，控制系統(tǒng)送出柴油機(jī)起動(dòng)信號(hào)給微機(jī)，機(jī)車進(jìn)入柴油機(jī)起機(jī)過程。如果重聯(lián)機(jī)車也具備柴油機(jī)起機(jī)條件，通過重聯(lián)插座16針實(shí)現(xiàn)重聯(lián)機(jī)車柴油機(jī)起機(jī)。

5 結(jié)束語

沙特機(jī)車電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是在原有直流傳動(dòng)機(jī)車基礎(chǔ)上的改進(jìn)設(shè)計(jì)。柴油機(jī)起機(jī)過程增加了超級(jí)電容蓄能充電裝置，解決了起機(jī)時(shí)蓄電池容量不足的問題。直流輔助系統(tǒng)分74V和110V兩個(gè)電壓等級(jí)，74V主要用于控制系統(tǒng)。機(jī)車重聯(lián)電路采用符合北美AAR標(biāo)準(zhǔn)的27芯重聯(lián)控制系統(tǒng)，便于與沙特現(xiàn)有EMD機(jī)車重聯(lián)使用。