DF7G—E型內(nèi)燃機(jī)車電氣系統(tǒng)的研制

安國平

摘 要：文章介紹DF7G-E型模塊化機(jī)車電氣系統(tǒng)，主要介紹機(jī)車電氣配置、性能特點(diǎn)、技術(shù)參數(shù)，充分發(fā)揮出機(jī)車具有啟動(dòng)牽引力大、持續(xù)速度低、恒功范圍寬的特點(diǎn)。希望對相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：東風(fēng)7G-E型；模塊化機(jī)車；電氣系統(tǒng)；研制

前言

DF7G-E型模塊化機(jī)車是北京二七公司自主研發(fā)的用于重載調(diào)車和短途貨運(yùn)作業(yè)的機(jī)車。該車是以DF7G型內(nèi)燃機(jī)車為基礎(chǔ)，根據(jù)客戶的要求以及滿足出口愛沙尼亞的標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計(jì)制造的。機(jī)車上部從Ⅱ端到Ⅰ端依次為：制動(dòng)室、電器室、司機(jī)室、動(dòng)力室、冷卻室、輔助室六個(gè)部分。機(jī)車電器控制部件集中安裝在電器柜，司機(jī)室操縱臺(tái)，輔助交流控制柜中。通過這個(gè)車的設(shè)計(jì)制造，促進(jìn)了產(chǎn)品的技術(shù)改進(jìn)，推動(dòng)了制造工藝的進(jìn)步，提升了員工的精品意識(shí)，加強(qiáng)了制造過程質(zhì)量控制意識(shí)，使我公司機(jī)車的技術(shù)水平和產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量不斷提高。

1 DF7G-E型機(jī)車電氣系統(tǒng)

1.1 主傳動(dòng)系統(tǒng)

DF7G-E型機(jī)車為交-直流電傳動(dòng)機(jī)車。主發(fā)電機(jī)采用JF217H型無刷勵(lì)磁同步發(fā)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)了勵(lì)磁機(jī)、勵(lì)磁整流裝置與主發(fā)電機(jī)的集成，具有結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠的特點(diǎn)。與JF217系列電機(jī)相比，具有啟動(dòng)牽引，持續(xù)牽引電流大的特點(diǎn)。

整流裝置為DF-J81B型硅整流柜，它采用雙三相整流橋電路，交流側(cè)并聯(lián)，兩組橋直流側(cè)分別與前后轉(zhuǎn)向架三臺(tái)牽引電機(jī)相連。如果一組橋發(fā)生故障，還可以使用另一組橋繼續(xù)維持運(yùn)行。整流裝置兩組橋共有12個(gè)元件，每個(gè)橋臂采用一只二極管，因此無均流問題。由于整流元件數(shù)量減少，密度降低，改善了整流裝置和牽引電機(jī)的散熱。

牽引電動(dòng)機(jī)采用ZD109R型，恒功率調(diào)速范圍寬，與ZD109J型電機(jī)相比，啟動(dòng)牽引及持續(xù)牽引電流大，同時(shí)該電機(jī)可靠性更高。為滿足在持續(xù)速度（11.5公里/小時(shí)）到最大速度（100公里/小時(shí)）范圍內(nèi)恒功，主發(fā)電機(jī)與牽引電機(jī)的配合，主電路設(shè)計(jì)有一級磁場削弱。過渡速度為（60±3）公里/小時(shí)。

1.2 輔助交流傳動(dòng)系統(tǒng)

輔助交流傳動(dòng)系統(tǒng)采用變頻與變極相結(jié)合的調(diào)速方案。電源采用一臺(tái)JF409A5型同步輔助交流發(fā)電機(jī)，由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)，由于其轉(zhuǎn)速隨柴油機(jī)變化，其電源頻率在33-100Hz范圍內(nèi)變化。前后通風(fēng)機(jī)采用JD342型異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速與柴油機(jī)轉(zhuǎn)速成正比。柴油機(jī)中冷水及高溫水冷卻采用一個(gè)風(fēng)扇控制，柴油機(jī)額定工況工作時(shí)，各系統(tǒng)冷卻水溫度穩(wěn)定在柴油機(jī)最佳工作狀態(tài)，控制簡單可靠。

柴油機(jī)冷卻風(fēng)扇采用JD358AG型變極異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，該電機(jī)采用獨(dú)立的雙繞組結(jié)構(gòu)，具有高低兩檔轉(zhuǎn)速，由微機(jī)根據(jù)水溫溫度值控制風(fēng)扇電機(jī)起動(dòng)、停止、低速、高速運(yùn)行。

輔助交流發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁由勵(lì)磁裝置控制。它采用直流斬波的方法通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁電壓來控制勵(lì)磁電流，達(dá)到發(fā)電機(jī)輸出電壓與頻率比保持恒定的目的。把輔助發(fā)電機(jī)輸出電壓作為反饋信號，檢測到輸出頻率，根據(jù)壓頻比（V/F=4）得到電壓量作為給定信號，給定隨著輸出頻率（與柴油機(jī)轉(zhuǎn)速成正比）變化。給定和反饋之間的偏差經(jīng)過運(yùn)算后形成控制斬波開關(guān)通斷的脈沖信號，從而控制輸出勵(lì)磁電壓和電流。

輔助交流主電路設(shè)有接觸器，斷路器，便于操作及保護(hù)，若負(fù)載過流或短路，相應(yīng)的斷路器動(dòng)作，保護(hù)電路，避免事故進(jìn)一步擴(kuò)大。

1.3 輔助直流傳動(dòng)系統(tǒng)

輔助直流系統(tǒng)由起動(dòng)發(fā)電機(jī)、蓄電池和空壓機(jī)等用電負(fù)載組成。柴油機(jī)起動(dòng)前，起動(dòng)發(fā)電機(jī)作串勵(lì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，拖動(dòng)柴油機(jī)起動(dòng)；柴油機(jī)起動(dòng)后，起動(dòng)發(fā)電機(jī)作他勵(lì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行，向機(jī)車供電，同時(shí)向蓄電池充電。起動(dòng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁由電壓調(diào)整器控制。起動(dòng)發(fā)電機(jī)為ZQF-46A1型，空壓機(jī)電機(jī)為ZTP-180C4型。司機(jī)室預(yù)熱，柴油機(jī)預(yù)熱，空調(diào)系統(tǒng)采用24V控制系統(tǒng)。司機(jī)室預(yù)熱，柴油機(jī)預(yù)熱首次采用德國技術(shù)，具備定時(shí)控制等功能，節(jié)能環(huán)保。

1.4 微機(jī)控制系統(tǒng)

機(jī)車采用微機(jī)控制技術(shù)，具備恒功率、限流、限壓、接地、防空轉(zhuǎn)功能；柴油機(jī)調(diào)速、邏輯控制功能；對機(jī)車、柴油機(jī)和電氣設(shè)備的保護(hù)功能；顯示、報(bào)警及記錄功能。微機(jī)故障時(shí)，還可以使用故障勵(lì)磁裝置繼續(xù)維持運(yùn)行。（1）機(jī)車功率輸出由司機(jī)給定信號，微機(jī)自動(dòng)控制柴油機(jī)各轉(zhuǎn)速的功率輸出，并實(shí)現(xiàn)恒功。同時(shí)，該機(jī)車作為調(diào)車機(jī)車具備啟動(dòng)牽引力大，加速快等特點(diǎn)。（2）各轉(zhuǎn)速下柴油機(jī)功率給定符合柴油機(jī)即滿足經(jīng)濟(jì)運(yùn)行特性，同時(shí)也滿足調(diào)車及小運(yùn)轉(zhuǎn)作業(yè)要求。

1.5 電氣系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)

（1）JF217H型同步牽引發(fā)電機(jī)，額定容量：1800kVA，額定電壓：251/598V，額定電流：4150/1740A，額定轉(zhuǎn)速：1800r/min，最大起動(dòng)電流 4700A，額定效率：93%/94%。（2）DF-J81B型硅整流柜，額定交流輸入電壓：三相、425/770V，額定交流輸入電流：3955/2183A，最大交流輸入電壓：770+10%V，額定直流輸出電壓：980V，額定直流輸出電流：2×2550A，最大直流輸出電壓：980+10%V。（3）ZD109R型牽引電動(dòng)機(jī)，額定功率：530kW，額定電壓：655V/980V，額定電流：870A/580A，額定轉(zhuǎn)速：740r/min，最大電流：1200A，額定效率：93%，最高電壓：980V，最大轉(zhuǎn)速：2385r/min。（4）ZQF-46A1啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，型號：ZQF-46A1，型式：防護(hù)式，絕緣等級：H/F，冷卻方式：自通風(fēng)，轉(zhuǎn)向：逆時(shí)針（面對輸出端），最高轉(zhuǎn)速：3300rpm，電動(dòng)機(jī)工況：蓄電池電壓：96V，起動(dòng)電流：1600A，勵(lì)磁方式：串勵(lì)，發(fā)電機(jī)工況：額定功率：46kW，額定電壓：115V，額定電流：400A。（5）JQF409A5型輔助交流發(fā)電機(jī)，額定容量：260kVA，額定電壓：400V，額定電流：375A，最大電流：870A。（6）JD358AG型冷卻風(fēng)扇電機(jī)，極數(shù)：10/14，額定功率：60/22kW，額定轉(zhuǎn)速：1200/857r/min，額定電壓：400V，額定電流：120/50A。（7）JD342型通風(fēng)機(jī)電機(jī)，額定功率：45kW，額定電壓：400V，額定電流：80A。

2 結(jié)束語

DF7G-E型模塊化機(jī)通過在愛沙尼亞的各項(xiàng)性能試驗(yàn)，結(jié)果證明該車性能穩(wěn)定、可靠，完全符合客戶使用要求，充分發(fā)揮出機(jī)車具有啟動(dòng)牽引力大，持續(xù)速度低，恒功范圍寬的特點(diǎn)。