DF7G—E型內燃機車電氣系統的研制

安國平

摘 要：文章介紹DF7G-E型模塊化機車電氣系統，主要介紹機車電氣配置、性能特點、技術參數，充分發揮出機車具有啟動牽引力大、持續速度低、恒功范圍寬的特點。希望對相關工作提供參考。

關鍵詞：東風7G-E型；模塊化機車；電氣系統；研制

前言

DF7G-E型模塊化機車是北京二七公司自主研發的用于重載調車和短途貨運作業的機車。該車是以DF7G型內燃機車為基礎，根據客戶的要求以及滿足出口愛沙尼亞的標準要求設計制造的。機車上部從Ⅱ端到Ⅰ端依次為：制動室、電器室、司機室、動力室、冷卻室、輔助室六個部分。機車電器控制部件集中安裝在電器柜，司機室操縱臺，輔助交流控制柜中。通過這個車的設計制造，促進了產品的技術改進，推動了制造工藝的進步，提升了員工的精品意識，加強了制造過程質量控制意識，使我公司機車的技術水平和產品實物質量不斷提高。

1 DF7G-E型機車電氣系統

1.1 主傳動系統

DF7G-E型機車為交-直流電傳動機車。主發電機采用JF217H型無刷勵磁同步發電機，實現了勵磁機、勵磁整流裝置與主發電機的集成，具有結構簡單，性能可靠的特點。與JF217系列電機相比，具有啟動牽引，持續牽引電流大的特點。

整流裝置為DF-J81B型硅整流柜，它采用雙三相整流橋電路，交流側并聯，兩組橋直流側分別與前后轉向架三臺牽引電機相連。如果一組橋發生故障，還可以使用另一組橋繼續維持運行。整流裝置兩組橋共有12個元件，每個橋臂采用一只二極管，因此無均流問題。由于整流元件數量減少，密度降低，改善了整流裝置和牽引電機的散熱。

牽引電動機采用ZD109R型，恒功率調速范圍寬，與ZD109J型電機相比，啟動牽引及持續牽引電流大，同時該電機可靠性更高。為滿足在持續速度（11.5公里/小時）到最大速度（100公里/小時）范圍內恒功，主發電機與牽引電機的配合，主電路設計有一級磁場削弱。過渡速度為（60±3）公里/小時。

1.2 輔助交流傳動系統

輔助交流傳動系統采用變頻與變極相結合的調速方案。電源采用一臺JF409A5型同步輔助交流發電機，由柴油機驅動，由于其轉速隨柴油機變化，其電源頻率在33-100Hz范圍內變化。前后通風機采用JD342型異步電動機驅動，其轉速與柴油機轉速成正比。柴油機中冷水及高溫水冷卻采用一個風扇控制，柴油機額定工況工作時，各系統冷卻水溫度穩定在柴油機最佳工作狀態，控制簡單可靠。

柴油機冷卻風扇采用JD358AG型變極異步電動機驅動，該電機采用獨立的雙繞組結構，具有高低兩檔轉速，由微機根據水溫溫度值控制風扇電機起動、停止、低速、高速運行。

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

輔助交流主電路設有接觸器，斷路器，便于操作及保護，若負載過流或短路，相應的斷路器動作，保護電路，避免事故進一步擴大。

1.3 輔助直流傳動系統

輔助直流系統由起動發電機、蓄電池和空壓機等用電負載組成。柴油機起動前，起動發電機作串勵電動機運行，拖動柴油機起動；柴油機起動后，起動發電機作他勵發電機運行，向機車供電，同時向蓄電池充電。起動發電機勵磁由電壓調整器控制。起動發電機為ZQF-46A1型，空壓機電機為ZTP-180C4型。司機室預熱，柴油機預熱，空調系統采用24V控制系統。司機室預熱，柴油機預熱首次采用德國技術，具備定時控制等功能，節能環保。

1.4 微機控制系統

機車采用微機控制技術，具備恒功率、限流、限壓、接地、防空轉功能；柴油機調速、邏輯控制功能；對機車、柴油機和電氣設備的保護功能；顯示、報警及記錄功能。微機故障時，還可以使用故障勵磁裝置繼續維持運行。（1）機車功率輸出由司機給定信號，微機自動控制柴油機各轉速的功率輸出，并實現恒功。同時，該機車作為調車機車具備啟動牽引力大，加速快等特點。（2）各轉速下柴油機功率給定符合柴油機即滿足經濟運行特性，同時也滿足調車及小運轉作業要求。

1.5 電氣系統主要技術參數

（1）JF217H型同步牽引發電機，額定容量：1800kVA，額定電壓：251/598V，額定電流：4150/1740A，額定轉速：1800r/min，最大起動電流 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型牽引電動機，額定功率：530kW，額定電壓：655V/980V，額定電流：870A/580A，額定轉速：740r/min，最大電流：1200A，額定效率：93%，最高電壓：980V，最大轉速：2385r/min。（4）ZQF-46A1啟動發電機，型號：ZQF-46A1，型式：防護式，絕緣等級：H/F，冷卻方式：自通風，轉向：逆時針（面對輸出端），最高轉速：3300rpm，電動機工況：蓄電池電壓：96V，起動電流：1600A，勵磁方式：串勵，發電機工況：額定功率：46kW，額定電壓：115V，額定電流：400A。（5）JQF409A5型輔助交流發電機，額定容量：260kVA，額定電壓：400V，額定電流：375A，最大電流：870A。（6）JD358AG型冷卻風扇電機，極數：10/14，額定功率：60/22kW，額定轉速：1200/857r/min，額定電壓：400V，額定電流：120/50A。（7）JD342型通風機電機，額定功率：45kW，額定電壓：400V，額定電流：80A。

2 結束語

DF7G-E型模塊化機通過在愛沙尼亞的各項性能試驗，結果證明該車性能穩定、可靠，完全符合客戶使用要求，充分發揮出機車具有啟動牽引力大，持續速度低，恒功范圍寬的特點。