CN108312851A - 一种新型160km内燃机车制动电阻装置 - Google Patents

一种新型160km内燃机车制动电阻装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种新型160km内燃机车制动电阻装置，一种新型160km内燃机车制动电阻装置，包括第一电阻元件、第二电阻元件和钣金结构的外围支撑框架，所述第一电阻元件由第一电阻带和第二电阻带串联而成，所述第二电阻元件由第一电阻带、第二电阻带、第三电阻带和第四电阻带串联而成；该装置具有较高的热交换系数，散热效果好，在高温下，不会出现结构的变形、电气绝缘性能好，使用安全性能高。

Description

一种新型160km内燃机车制动电阻装置
技术领域
本发明涉及内燃机车领域，尤其涉及一种新型160km内燃机车制动电阻装置。
背景技术
时速160km交流传动客运内燃机车(HXN5K)制动电阻装置设计：制动电阻装置是机车车辆牵引系统进行电制动、自负和试验时的能量吸收装置，主要由电阻柜、制动电阻元件、风机电机组、通风系统以及绝缘子等部件组成。
为降低时速160km交流传动客运内燃机车在长大下坡道制动时闸瓦和机车轮箍的磨损，提高行车的安全稳定性。此制动电阻装置利用牵引电机的可逆性，即机车在制动时，牵引电动机呈发电机工况时将列车的动能与位能转换为电能，这时发电机的转矩就是制动转矩，发电机所发出的电能消耗在电阻单元上转变为热能由风机吹至大气中，以这种能耗转换的方式来达到保护闸瓦的同时降速以及提高行车安全性目的。
现阶段，制动电阻装置电气性能和机械性能差，且不耐高温，在生产使用中破损率较大；且在高温工况时，会出现结构变形、电气绝缘性能丧失等破坏性故障，安全性能差。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种新型160km内燃机车制动电阻装置，散热性能好，在高温下的机械和电气性能好，安全性高。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明提供了一种新型160km内燃机车制动电阻装置，包括第一电阻元件、第二电阻元件和钣金结构的外围支撑框架，所述第一电阻元件由第一电阻带和第二电阻带串联而成，所述第二电阻元件由第一电阻带、第二电阻带、第三电阻带和第四电阻带串联而成；
所述第一电阻带、所述第二电阻带、所述第三电阻带和所述第四电阻带均由多片长方形片状电阻通过百叶窗型槽口顺次连接而成，相邻的两片所述长方形片状电阻之间成夹角，所述长方形片状电阻上设有多个长方形散热口，所述百叶窗型槽口上设有圆形散热口；
所述第一电阻带、所述第二电阻带、所述第三电阻带和所述第四电阻带的两端均采用氩气保护焊的方式与引出线相焊接，所述第一电阻带、所述第二电阻带、所述第三电阻带和所述第四电阻带之间通过铜排相连接；所述引出线的材质为紫铜；
所述外围支撑框架内沿长度方向设有多个隔热板，多个所述隔热板间隔设置，所述第一电阻元件和所述第二电阻元件安装于相邻的所述隔热板之间。
进一步，还包括电阻柜组件，所述电阻柜组件的一端连接出风口组件，所述电阻柜组件的另一端顺次连有过渡风道组件、电机安装筒组件和进风筒组件；所述电阻柜组件和所述电机安装筒组件安装在底座组件上；所述过渡风道组件和所述电机安装筒组件安装在电阻柜组件上；所述进风筒组件安装在电机安装筒组件上；所述第一电阻元件、所述第二电阻元件和所述外围支撑框架安装在所述电阻柜组件内。
进一步，所述底座组件、所述电阻柜组件、所述过渡风道组件和所述电机安装筒组件相配合部位的安装孔采用同一样板打孔。
进一步，所述第一电阻带、所述第二电阻带、所述第三电阻带和所述第四电阻带均采用冲压折弯成型。
进一步，所述第一电阻单元和所述第二电阻单元之间的隔离、定位采用高铝瓷材质的绝缘支承件；
所述第一电阻单元、所述第二电阻单元与所述外围支撑框架之间采用高铝瓷材质的绝缘支承件。
进一步，多个所述隔热板选用白云母板和H3246噁嗪环氧玻璃布层压板，所述H3246噁嗪环氧玻璃布层压板设置在所述白云母板的两侧。
进一步，在所述第一电阻带、所述第二电阻带、所述第三电阻带和所述第四电阻带的一端均用气动打标机打上电阻带的序列号、电阻值、工作单号。
进一步，所述第一电阻元件和所述第二电阻元件均成长条状的波浪形。
进一步，所述第一电阻带和第二电阻带的阻值均小于第三电阻带的阻值；所述第三电阻带的阻值小于所述第四电阻带的阻值。
进一步，所述第一电阻元件的电阻为3.063Ω～3.386Ω，所述第二电阻元件的电阻为3.248Ω～3.589Ω。
本发明的有益效果为：该装置具有较高的热交换系数，散热效果好，在高温下，不会出现结构的变形、电气绝缘性能好，使用安全性能高。
1)电阻单元上设有长方形的散热口、百叶窗型槽口上设有圆形散热口，且第一电阻元件和第二电阻元件为长条状的波浪形，使之获得较高的热交换系数，散热效果明显提高(与TZZ2型比较)；
2)引出线采用紫铜材质，改善了早期使用不锈钢作为引出线热烧损故障情况；
3)绝缘支承件的材质选用了火花塞用高铝瓷(95瓷)，吸水率几乎是零，抗折弯强度不小于250MPa，远大于SS3电力机车制动电阻用的高温瓷件；这样大大提高了绝缘零件在高温下的机械和电气性能；高铝瓷工作时，最低使用温度为-40℃，最高使用温度为750℃，介电强度11kV/mm,700℃时体积电阻率不小于200MΩ.cm,折弯强度不低于250MPa等；而此电阻元件设计最高使用温度为650℃，高铝瓷的选用保证了电阻带在高温工况时不会出现结构变形、电气绝缘性能丧失等破坏性故障，保证了电阻元件的使用安全性；
4)隔热板选用白云母板和H3246噁嗪环氧玻璃布层压板，选用这两者材料作为绝缘耐热材料，保证了电阻柜内部的电气安全及电阻带高负荷工作时的安全性，即使在电阻带极端温度下或者是电阻带出现烧损时整个电阻柜也不会发生起火燃烧现象，保证了机车的安全性。
附图说明
图1为本发明的一种新型160km内燃机车制动电阻装置的结构示意图；
图2为第一电阻元件的结构示意图；
图3为第二电阻元件的结构示意图；
图4为相邻长方形片状电阻的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1、图2和图3，一种新型160km内燃机车制动电阻装置包括第一电阻元件501、第二电阻元件502和钣金结构的外围支撑框架，所述第一电阻元件501由第一电阻带401和第二电阻带402串联而成，所述第二电阻元件502由第一电阻带401、第二电阻带402、第三电阻带403和第四电阻带404串联而成；
请参阅图4，所述第一电阻带401、所述第二电阻带402、所述第三电阻带403和所述第四电阻带404均由多片长方形片状电阻302通过百叶窗型槽口303顺次连接而成，相邻的两片所述长方形片状电阻302之间成夹角，所述长方形片状电阻302上设有多个长方形散热口304，所述百叶窗型槽口303上设有圆形散热口305；百叶窗形槽口303、相邻的两片所述长方形片状电阻302之间成夹角、多个长方形散热口304和圆形散热口305均能够充分散热。
第一电阻带401和第二电阻带402形成波浪形，即波浪形的电阻单元具有弹性，从而有利于叠放和散热、不易损坏。
所述第一电阻带401、所述第二电阻带402、所述第三电阻带403和所述第四电阻带404的两端均采用氩气保护焊的方式与引出线相焊接，所述第一电阻带401、第二电阻带402、第三电阻带403和第四电阻带404之间通过铜排相连接；
所述引出线的材质为紫铜，改善了早期使用不锈钢作为引出线热烧损故障情况。
所述外围支撑框架内沿长度方向设有多个隔热板，多个所述隔热板间隔设置，所述第一电阻元件501和所述第二电阻元件502安装于相邻的所述隔热板之间。
所述外围支撑框架内沿长度方向设有多个隔热板，多个所述隔热板间隔设置，所述第一电阻元件和所第二电阻元安装于相邻的所述隔热板之间。
还包括电阻柜组件3，所述电阻柜组件3的一端连接出风口组件1，所述电阻柜组件3的另一端顺次连有过渡风道组件4、电机安装筒组件5和进风筒组件6；所述电阻柜组件3、所述电机安装筒组件5安装在底座组件2上；所述过渡风道组件4、所述电机安装筒组件5安装在电阻柜组件3上；所述进风筒组件6安装在电机安装筒组件5上，所述第一电阻元件、所述第二电阻元件和所述外围支撑框架安装在所述电阻柜组件3内。
所述底座组件2、所述电阻柜组件3、所述过渡风道组件4和所述电机安装筒组件5相配合部位的安装孔采用同一样板打孔。
所述第一电阻401、所述第二电阻带402、所述第三电阻带402和所述第四电阻404带均采用冲压折弯成型，此冲压方式有利于散热。
且，第一电阻带401、所述第二电阻带402、所述第三电阻带403和第四电阻带404均为一体成型，牢固性强。
多个所述电阻单元之间的隔离、定位以及所述电阻单元与所述外围支撑框架之间均采用高铝瓷材质的绝缘支承件。
在以往的SS1和SS3电力机车制动电阻上采用的是高温瓷件，易吸潮，机械和电气性能也不够理想，在生产使用中破损率较大。为此，设计HXN5K型内燃机车制动电阻装置时，绝缘支承件的材质选用了火花塞用高铝瓷(95瓷)，吸水率几乎是零，抗折弯强度不小于250MPa，远大于SS3电力机车制动电阻用的高温瓷件。这样大大提高了绝缘零件在高温下的机械和电气性能。绝缘零件的外表是上釉的，给用户的使用。维护和保养带来方便，在实际组装使用中很少损坏。
高铝瓷工作最低周围空气温度为-40℃，最高使用温度为750℃，介电强度11kV/mm,700℃时体积电阻率不小于200MΩ.cm,折弯强度不低于250MPa等。此电阻元件设计最高使用温度为650℃，高铝瓷的选用保证了电阻带在高温工况时不会出现结构变形、电气绝缘性能丧失等破坏性故障，保证了电阻元件的使用安全性。
多个所述隔热板选用白云母板和H3246噁嗪环氧玻璃布层压板，所述H3246噁嗪环氧玻璃布层压板设置在所述白云母板的两侧。
其中白云母版连续工作温度500℃，间隙工作温度700℃，耐火等级94V-0，介电强度13Kv/mm；H3246噁嗪环氧玻璃布层压板长期耐热大等于380℃，绝对电阻≥1.0*10Ω，可燃性Fv-0等，选用这两者材料作为绝缘耐热材料，保证了电阻柜内部的电气安全及电阻带高负荷工作时的安全性，即使在电阻带极端温度下或者是电阻带出现烧损时整个电阻柜也不会发生起火燃烧现象，保证了机车的安全性。
在所述第一电阻带401、所述第二电阻带402、所述第三电阻带403和所述第四电阻带404的一端均用气动打标机打上电阻带的序列号、电阻值、工作单号。从而保证产品信息的可追溯性。
所述第一电阻带401和第二电阻带402的阻值均小于第三电阻带403的阻值；所述第三电阻带403的阻值小于所述第四电阻带404的阻值。
其中，第一电阻元件501中，两条第一电阻带401分别设置在六条串联的第二电阻带402的两端；
第二电阻元件502中，五条串联相连接的第二电阻带402一端与第一电阻带401相串联，另一端与第三电阻带403相串联，第三电阻带403与第二电阻带402相离的一端与第四电阻带404相串联。
所述第一电阻元件501和所述第二电阻元件502成长条状的波浪形。
所述第一电阻元件的电阻为3.063Ω～3.386Ω，所述第二电阻元件的电阻为3.248Ω～3.589Ω。
该电阻与机车的输出功率相匹配。
电机安装筒组件5焊接要按照工艺流程进行，焊接前调整好电机固定环、叶片位置，焊接后进行去应力退火，精车时保证电机固定环内径和电机安装筒内径同心；过渡风道焊接采用专用工装焊接，保证安装板与法兰的位置尺寸。
电机安装筒组件5、过渡风道组件4、电阻柜骨架3和底座组件2相配合部位安装孔采用同一样板打孔，保证了个零部件安装时的互换性。另外，在制造过程中对每个组件进行了产品序列号分配并标识在零部件相应位置，保证了产品及零部件的可追溯性。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种新型160km内燃机车制动电阻装置，其特征在于：包括第一电阻元件(501)、第二电阻元件(502)和钣金结构的外围支撑框架，所述第一电阻元件(501)由两条第一电阻带(401)和六条第二电阻带(402)串联而成，所述第二电阻元件(502)由一条第一电阻带(401)、五条第二电阻带(402)、一条第三电阻带(403)和一条第四电阻带(404)串联而成；
所述第一电阻带(401)、所述第二电阻带(402)、所述第三电阻带(403)和所述第四电阻带(404)均由多片长方形片状电阻(302)通过百叶窗型槽口(303)顺次连接而成，相邻的两片所述长方形片状电阻(302)之间成夹角，所述长方形片状电阻(302)上设有多个长方形散热口(304)，所述百叶窗型槽口(303)上设有圆形散热口(305)；
所述第一电阻带(401)、所述第二电阻带(402)、所述第三电阻带(403)和所述第四电阻带(404)的两端均采用氩气保护焊的方式与引出线相焊接，所述第一电阻带(401)、所述第二电阻带(402)、所述第三电阻带(403)和所述第四电阻带(404)之间通过铜排相连接；所述引出线的材质为紫铜；
所述外围支撑框架内沿长度方向设有多个隔热板，多个所述隔热板间隔设置，所述第一电阻元件(501)和所述第二电阻元件(502)安装于相邻的所述隔热板之间。
2.根据权利要求1所述的一种新型160km内燃机车制动电阻装置，其特征在于：还包括电阻柜组件(3)，所述电阻柜组件(3)的一端连接出风口组件(1)，所述电阻柜组件(3)的另一端顺次连有过渡风道组件(4)、电机安装筒组件(5)和进风筒组件(6)；所述电阻柜组件(3)和所述电机安装筒组件(5)安装在底座组件(2)上；所述过渡风道组件(4)和所述电机安装筒组件(5)安装在电阻柜组件(3)上；所述进风筒组件(6)安装在电机安装筒组件(5)上，所述第一电阻元件(501)、所述第二电阻元件(502)和所述外围支撑框架安装在所述电阻柜组件(3)内。
3.根据权利要求2所述的一种新型160km内燃机车制动电阻装置，其特征在于：所述底座组件(2)、所述电阻柜组件(3)、所述过渡风道组件(4)和所述电机安装筒组件(5)相配合部位的安装孔采用同一样板打孔。
4.根据权利要求1所述的一种新型160km内燃机车制动电阻装置，其特征在于：所述第一电阻带(401)、所述第二电阻带(402)、所述第三电阻带(402)和所述第四电阻(404)带均采用冲压折弯成型。
5.根据权利要求1所述的一种新型160km内燃机车制动电阻装置，其特征在于：所述第一电阻单元(501)和所述第二电阻单元(502)之间的隔离、定位采用高铝瓷材质的绝缘支承件；
所述第一电阻单元(501)、所述第二电阻单元(502)与所述外围支撑框架之间采用高铝瓷材质的绝缘支承件。
6.根据权利要求1所述的一种新型160km内燃机车制动电阻装置，其特征在于：多个所述隔热板选用白云母板和H3246噁嗪环氧玻璃布层压板，所述H3246噁嗪环氧玻璃布层压板设置在所述白云母板的两侧。
7.根据权利要求1所述的一种新型160km内燃机车制动电阻装置，其特征在于：在所述第一电阻带(401)、所述第二电阻带(402)、所述第三电阻带(403)和所述第四电阻带(404)的一端均用气动打标机打上电阻带的序列号、电阻值、工作单号。
8.根据权利要求1所述的一种新型160km内燃机车制动电阻装置，其特征在于：所述第一电阻元件(501)和所述第二电阻元件(502)均成长条状的波浪形。
9.根据权利要求1所述的一种新型160km内燃机车制动电阻装置，其特征在于：所述第一电阻带(401)和第二电阻带(402)的阻值均小于第三电阻带(403)的阻值；所述第三电阻带(403)的阻值小于所述第四电阻带(404)的阻值。
10.根据权利要求1所述的一种新型160km内燃机车制动电阻装置，其特征在于：所述第一电阻元件的电阻为3.063Ω～3.386Ω，所述第二电阻元件的电阻为3.248Ω～3.589Ω。
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Denomination of invention: A new braking resistance device for 160km diesel locomotive

Effective date of registration: 20220222

Granted publication date: 20200717

Pledgee: Bank of China Limited Wuhan Jianghan sub branch

Pledgor: WUHAN ZHENGYUAN ELECTRIC Co.,Ltd.

Registration number: Y2022420000040