緬甸內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）

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緬甸內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，屬于內燃型機車。根據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走廊式結構，節約機車內部空間。通過CATIA三維建模，可靠保證柜內電器布置合理，并且根據GB/T21413.1-2008《鐵路應用機車車輛電氣產品 第1部分：一般使用條件和通用規則》，使高壓柜電器件布置和檢修可靠。

關鍵詞：內燃機車；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設計的出口緬甸內燃機車，控制主回路的電器設備、工況開關和方向開關等，一般都布置在高壓電器柜內部，所以高壓電器柜在總體電器設計方面至關重要。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 高壓柜結構設計特點

根據總體要求，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，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　高壓柜結構

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量保證。

2 控制原理說明

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

在牽引工況下，主發電機在柴油機的帶動下輸出三相交流電，經整流后驅動牽引電機轉動。

在制動工況下，牽引電機變換為他勵直流發電機運行，將牽引電機勵磁繞組與主發電機經整流后的電源接通，在機車慣性的帶動下，牽引電機發電，將機械能轉換為電能，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

根據總體空間及布置需要，高壓電器柜內布置器件如表1。

設計高壓柜結構初期，計算高壓柜質量約等于650KG，且主要質量分布在工況開關和方向轉換開關上，骨架主要采用50mmX50mm的L型角鋼承重。根據總體布置，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，工況開關和方向轉換開關布置在上部。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。自負荷開關和接地開關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，不僅要考慮內部電器布置，還要核對與其他相關部類的接口。高壓柜是機車電氣控制的核心，與它關聯的設備有主整流柜、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，在現場制造過程中也出現一些設計工藝問題，對在以后研發過程中起到借鑒作用。

4.1 高壓柜—主整流接口

主發電機發出三相電源后，經主整流裝置出現銅排，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，出現大線對接交叉和端子變形問題，經現場整改，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

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

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