ZDJ9型轉轍機道岔啟動電路技術改進方案研究

張鵬

摘要：國內的部分交流轉轍機在道岔處于四開（故障）位置，需要重新啟動時，偶爾出現不能正常轉換道岔的現象，并且電機伴有振動和噪聲。由于交流轉轍機屬于安全類產品，關系到鐵路運行安全，對于其中每一個重要零部件的改進均需要反復驗證、確認之后再通過鐵路產品認證中心的認證。

關鍵詞：ZDJ9型轉轍機；道岔啟動；電路技術

轉轍機是中國鐵路運輸領域內應用最為廣泛的道岔轉換設備之一，它不僅可以應用在國家鐵路，也可以應用于地方鐵路、城市軌道交通、以及冶金、礦山等需要以鐵路作為運輸方式的場所。它是應用于各鐵路及駝峰站場，通過轉轍機的轉換來決定道岔的狀態，并且當道岔到位后對其進行鎖閉，同時可以反映出道岔所處狀態的設備。轉轍機既能在普速線路上使用，也能夠在高速客運專線上使用。

1交流轉轍機的功能及結構

1.1 轉轍機的功能

轉轍機是鐵路信號道岔轉換系統的的執行設備，由信號室內的組合電路來控制。大部分轉轍機均由動力部分、傳動部分、表示部分和鎖閉部分組成，具有轉換、鎖閉、道岔監督表示三個基本功能。

（1）轉換功能，具有能夠轉換道岔所需要的牽引力，可以將尖軌或心軌從定位轉換到反位，或者從反位轉換到定位，當無法轉換到定位或反位時，應能隨時操作使其返回到原位置。

（2）鎖閉功能，當道岔的尖、心軌轉換到定位或者反位時，轉轍機將尖、心軌進行鎖閉；當道岔轉換不到定位或者反位時，轉轍機不可以將其鎖閉；鎖閉后，不能因為列車通過道岔時產生的震動而影響鎖閉功能。

（3）監督表示功能，應能實時反應道岔所處的位置狀態，如定位、反位和擠岔故障狀態。

1.2 ZDJ9 型交流轉轍機的結構

（1）電動機：將輸入的三相電源轉化成機械能，即經過電機輸出軸輸出扭矩。ZDJ9 型交流轉轍機為 ZDJ802-4 型專用交流電動機，額定輸出功率為 0.4kw，當電源電源為三相 380V、單相電阻為 54Ω時，額定轉矩為 2N·m，轉速大于或等于 1330r/min。

（2）減速器：安裝在電機與摩擦聯結器之間，把電機的轉速用減速齒輪降下來，以增大轉矩便于更好的轉換道岔。

（3）滾珠絲杠：當接收到摩擦聯結器傳輸的扭矩后，滾珠絲杠組通過絲杠與絲杠母的螺紋傳動將扭矩轉化為水平牽引力。同時推板套通過絲杠母的帶動做水平運動。ZDJ9型交流轉轍機的絲杠為國產磨削絲杠，具有滾珠大、導程大、可靠性高的特點。

（4）摩擦聯結器：

當尖軌夾住東西而使電動機過負載時，時電動機仍能旋轉（空轉），以防止燒壞電動機。當接收到減速器傳輸的扭矩后，摩擦聯結器通過可調節摩擦力將扭矩傳輸給滾珠絲杠組，進而通過摩擦力限定了摩擦聯結器傳輸的扭矩，同時可以保證電機不會因為負載過大造成損壞。

（5）動靜接點組：是轉轍機動作狀態，左、右表示桿組缺口位置的綜合識別機構。用它的表示接點反映道岔位置，它的動作接點（一或四排）轉換到為后便將電動機電路自動切斷，ZDJ9型交流轉轍機的自動開閉器是有兩處壓嵌連接的結構，同一側設置了左右調整板，很大成都上減小了接點組的尺寸，同時減少了零部件類型。

（6）安全開關：當操作人員需要通過手搖把輸出的扭矩完成道岔轉換、鎖閉、桿件位置狀態機械信號輸出的功能時，需將安全接點斷開保證操作人員的安全，以防有人誤操作后時操作人員觸電或者造成機械傷害。

（7）接線端子：采用德國萬可公司生產籠式彈簧接點端子，具有免維護性。使用中不需多次檢查或擰緊，具有很高的抗震和抗沖擊性。

2 ZDJ9型交流轉轍機的控制電路

2.1 ZDJ9 型交流轉轍機控制電路介紹

ZDJ9型交流電轉機道岔控制電路分為道岔啟動和道岔表示，其中啟動電路是啟動電轉機、進而使電轉機可以拉動道岔，并且進行轉換的電路；表示電路是反映某一時刻道岔狀態的電路。ZDJ9型交流轉轍機普遍采用五線制控制電路，采用三相交流電源，供電電壓為380V。為了有效防止電動機在缺相情況下缺相運行，從而燒壞電機，在交流轉轍機控制室組合電路中增設了斷相保護器DCBHQ-S。DCBHQ-S由整流器、電流互感器和保護繼電器BHJ組成。當三相交流電源正常時，交流電流通過電動機的三個定子繞組中，電流互感器正常工作，經整流后得到直流電并供給BHJ的線圈，BHJ得到DC24V電源后吸起，用BHJ的一組接點狀態作為轉轍機的啟動條件。當道岔轉換到定位或反位后，由于轉轍機的接點斷開，進而斷開啟動電路，BHJ由于掉電而落下。

2.2 交流轉轍機控制電路分析

由交流轉轍機五線制控制電路分析可知，交流轉轍機從定位到反位或從反位到定位轉換的過程是通過一個型號為JYJXC-160/260的有極繼電器2DQJ控制轉換方向。當車站聯鎖進行進路排列后，要求轉轍機從定位轉換至反位，但是由于動作過程中出現故障使道岔處于四開位置，不能繼續動作。待故障修復后，需將道岔轉換到位時，特有的控制電路決定了道岔此時不能繼續向反位動作，而且要定位操作，使道岔重新轉換到定位。待道岔重新轉換到反位時，需要再次反位操作，使道岔轉換到反位。進路排列完成后，接通反位的表示指示燈，此時列車才可以安全的通過道岔。

3轉轍機的推廣應用

改進后的ZDJ9型交流轉轍機的首臺樣機在公司鐵路道岔轉換設備實驗基地的試驗道岔上道試驗，將電源屏至轉轍機之間串聯54Ω電阻，模擬現場轉換道岔，道岔解鎖—轉換—鎖閉過程正常，此過程為正常轉換道岔過程。

從電機、整機及上道試驗的結果可以看出，改進后電機性能優于原有電機，進行批量生產后，陸續在沈陽、北京、濟南、廣州等各大鐵路局上道試驗，滿足了鐵路運輸的需要。改進后的ZDJ9型交流轉轍機上道使用至今，對道岔在四開位置時的啟動轉換效果良好，沒有出現一次轉換力矩不夠引起轉換不到位的問題。各站場的使用情況表明：改進后的ZDJ9型交流電轉機完全達到設計目標。

4結語

隨著ZDJ9型轉轍機用量的逐步擴大，現場反應問題的逐步增多，部分鐵路局反應當道岔轉換到四開位置后，需要重新啟動時，交流轉轍機不能正常轉換道岔，并且電機出現明顯的振動和噪聲現象。針對現場反應的現象分析是由于有些轉轍機應用的場所距離車站信號樓控制室比較遠，電路損耗大的特殊環境以及轉轍機、道岔摩擦等會增大阻力，導致當道岔處于四開（故障）位置時偶有電機啟動轉矩不夠，故需要對交流轉轍機的電機進行研究和改進來實現增加電機的啟動轉矩的目標。

參考文獻：

[1]范鎮南，韓力，電機優化設計技術發展情況[J]，中小型電機，2005（3），76-79.

[2]欒國仁，電動轉轍機的發展及主要性能指標探討[J]，鐵道通信信號，1994（2），46-47.

（作者單位：成都地鐵運營有限公司）