CN114179620A - 一种工务轨道车电阻制动电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工务轨道车的制动，具体为一种工务轨道车电阻制动电路，其中第一牵引电机M1的供电回路中依次有第一电控接触器1KM、第一电机电枢绕组、上牵引/制动工况转换开关2QP、上方向转换开关1QP、第一电机励磁线圈FF1、下方向转换开关1QP、下牵引/制动工况转换开关2QP；第二牵引电机M2的供电回路中依次有第二电控接触器2KM、第二电机电枢绕组、上牵引/制动工况转换开关2QP、上方向转换开关1QP、第二电机励磁线圈FF2、下方向转换开关1QP、下牵引/制动工况转换开关2QP，本发明工务轨道车电阻制动电路，通过控制将电机由牵引转换成发电工况，并利用制动电阻将能量消耗，进而产生制动力，提高工务轨道车的制动性能。
Description
技术领域
本发明涉及工务轨道车的制动，具体为一种工务轨道车电阻制动电路。
背景技术
随着我国铁路建设的大力发展，长大坡道的铁路线路越来越多。以西成高铁为例，是中国首条穿越秦岭的高速铁路，其隧道群首次采用了25‰的大坡道，且大坡道持续段落长达46km。对于铁路线路运营维护的工务轨道车要求越来越严，尤其是制动方式。传统的工务轨道车制动方式采用纯空气制动方式，利用压缩空气进入制动缸，推动制动缸鞲鞴移动，通过制动杆的传动，使闸瓦抱紧车轮，对轨道车进行减速停车。但是在长大坡道牵引多辆车辆运行时候，纯空气制动具有以下弊端。一是系统用风量加大，配装的空气压缩机满足不用风需求；二是持续制动，闸瓦温升超标，加剧闸瓦及车轮的磨耗。
发明内容
针对纯空气制动方式的工务轨道车在长大坡道并且牵引多辆车辆运行制动时，存在风量不足、闸瓦温升超标、闸瓦及车轮磨损量大等缺点，本发明设计一种工务轨道车电阻制动电路，通过控制将电机由牵引转换成发电工况，并利用制动电阻将能量消耗，进而产生制动力，提高工务轨道车的制动性能。
本发明是采用如下的技术方案实现的：一种工务轨道车电阻制动电路，第一牵引电机M1的供电回路中依次有第一电控接触器1KM、第一电机电枢绕组、上牵引/制动工况转换开关2QP、上方向转换开关1QP、第一电机励磁线圈FF1、下方向转换开关1QP、下牵引/制动工况转换开关2QP；第一电机电枢绕组的一端通过第一电控接触器1KM连接电源，第一电机电枢绕组的另一端和上牵引/制动工况转换开关2QP的不动端连接，上牵引/制动工况转换开关2QP的牵引端和上方向转换开关1QP的不动端连接，上牵引/制动工况转换开关2QP的制动端和第一制动电阻R1的一端连接，第一制动电阻R1的另一端接电源，上方向转换开关1QP的前进端和第一电机励磁线圈FF1的一端连接，第一电机励磁线圈FF1的另一端和下方向转换开关1QP的前进端连接，第一电机励磁线圈FF1的另一端还和上方向转换开关1QP的后退端连接，下方向转换开关1QP的后退端和第一电机励磁线圈FF1的一端连接，下方向转换开关1QP的不动端和下牵引/制动工况转换开关2QP的不动端连接，下牵引/制动工况转换开关2QP的牵引端接电源，下牵引/制动工况转换开关2QP的制动端接第二牵引电机M2的供电回路中上方向转换开关1QP的不动端，
第二牵引电机M2的供电回路中依次有第二电控接触器2KM、第二电机电枢绕组、上牵引/制动工况转换开关2QP、上方向转换开关1QP、第二电机励磁线圈FF2、下方向转换开关1QP、下牵引/制动工况转换开关2QP；第二电机电枢绕组的一端通过第二电控接触器2KM连接电源，第二电机电枢绕组的另一端和上牵引/制动工况转换开关2QP的不动端连接，上牵引/制动工况转换开关2QP的牵引端和上方向转换开关1QP的不动端连接，上牵引/制动工况转换开关2QP的制动端和第二制动电阻R2的一端连接，第二制动电阻R2的另一端接电源，上方向转换开关1QP的前进端和第二电机励磁线圈FF2的一端连接，第二电机励磁线圈FF2的另一端和下方向转换开关1QP的前进端连接，第二电机励磁线圈FF2的另一端还和上方向转换开关1QP的后退端连接，下方向转换开关1QP的后退端和第二电机励磁线圈FF2的一端连接，下方向转换开关1QP的不动端和下牵引/制动工况转换开关2QP的牵引端连接，下牵引/制动工况转换开关2QP的不动端接电源，下牵引/制动工况转换开关2QP的制动端接第一牵引电机M1的供电回路中上方向转换开关1QP的不动端；
第三电控接触器3KM的一端连接电源，另一端连接第二牵引电机M2的供电回路中下方向转换开关1QP的不动端。
电阻制动工况时，牵引/制动工况转换开关2QP动作，上牵引/制动工况转换开关2QP、下牵引/制动工况转换开关2QP的不动端和制动端连接，将电机MA1、MA2的励磁绕组FF1、FF2全部串联起来，第三电控接触器3KM闭合后，由主发电机GS经主整流柜提供励磁电流。此时电机由串励的牵引电机转换为它励的发电机。同时上牵引/制动工况转换开关2QP将牵引电机电枢绕组与制动电阻并联连接。在电阻制动工况下，电机将轨道车的动能转化为电能，消耗在制动电阻上，进而产生制动力。
上述的一种工务轨道车电阻制动电路，牵引电机的励磁电流由主发电机GS经主整流柜后提供，主发电机GS的励磁电流由恒功励磁器提供。
上述的一种工务轨道车电阻制动电路，恒功励磁器收到制动指令后，根据车速，自动调整主发电机GS的励磁电流，进而控制牵引电机的励磁电流，实现轨道车的不同速度下电阻制动的自动控制。
上述的一种工务轨道车电阻制动电路，制动电阻、散热风机集成在电阻制动柜中，电阻制动柜采用立式结构，安装在轨道车机器间内，制动电阻正上方安装有制动电阻冷却通风道，风道出口设计有百叶窗，安装在机器间顶盖上。
上述的一种工务轨道车电阻制动电路，制动电阻、散热风机和压力传感器集成在电阻制动柜中，制动电阻柜采用立式结构，安装在轨道车机器间内，制动电阻正上方安装有制动电阻冷却通风道，风道出口设计有百叶窗，安装在机器间顶盖上。压力传感器能够检测风压，当风压足够时开使用制动电阻制动方案，保证制动电阻的散热效果。
本发明技术方案带来的有益效果：
1.装配电阻制动工务轨道车在长大坡道运行时候，更加安全可靠，更加适用于我国长大坡道铁路线路的运营维护。
2.提高了工务轨道车性能、可靠性及与行业技术水平。进一步提升电传动工务轨道车的影响力，为进一步扩大电传动轨道车市场份额奠定坚实基础。
附图说明
图1为主电路图。
图2为控制电路图。
图3为电阻制动特性曲线图。
图4为电阻制动柜的示意图。
图5为图4的侧视图。
图6为电阻制动柜底部安装尺寸示意图。
图7为电阻制动柜顶部出风口示意图。
具体实施方式
如图1所示，为本发明的主电路图，图中，1KM、2KM、3KM：电控接触器，1QP：方向转换开关，2QP：牵引/制动工况转换开关 ，M1、M2：牵引电机，FF1、FF2：电机励磁线圈，R1、R2：制动电阻。牵引电机的励磁电流由主发电机GS经主整流柜后提供，主发电机GS的励磁电流有恒功励磁器提供。
第一牵引电机M1的供电回路中依次有第一电控接触器1KM、第一电机电枢绕组、上牵引/制动工况转换开关2QP、上方向转换开关1QP、第一电机励磁线圈FF1、下方向转换开关1QP、下牵引/制动工况转换开关2QP；
第一电机电枢绕组的一端通过第一电控接触器1KM连接电源，第一电机电枢绕组的另一端和上牵引/制动工况转换开关2QP的不动端连接，上牵引/制动工况转换开关2QP的牵引端和上方向转换开关1QP的不动端连接，上牵引/制动工况转换开关2QP的制动端和第一制动电阻R1的一端连接，第一制动电阻R1的另一端接电源，上方向转换开关1QP的前进端和第一电机励磁线圈FF1的一端连接，第一电机励磁线圈FF1的另一端和下方向转换开关1QP的前进端连接，第一电机励磁线圈FF1的另一端还和上方向转换开关1QP的后退端连接，下方向转换开关1QP的后退端和第一电机励磁线圈FF1的一端连接，下方向转换开关1QP的不动端和下牵引/制动工况转换开关2QP的不动端连接，下牵引/制动工况转换开关2QP的牵引端接电源，下牵引/制动工况转换开关2QP的制动端接第二牵引电机M2的供电回路中上方向转换开关1QP的不动端，
第二牵引电机M2的供电回路中依次有第二电控接触器2KM、第二电机电枢绕组、上牵引/制动工况转换开关2QP、上方向转换开关1QP、第二电机励磁线圈FF2、下方向转换开关1QP、下牵引/制动工况转换开关2QP；
第二电机电枢绕组的一端通过第二电控接触器2KM连接电源，第二电机电枢绕组的另一端和上牵引/制动工况转换开关2QP的不动端连接，上牵引/制动工况转换开关2QP的牵引端和上方向转换开关1QP的不动端连接，上牵引/制动工况转换开关2QP的制动端和第二制动电阻R2的一端连接，第二制动电阻R2的另一端接电源，上方向转换开关1QP的前进端和第二电机励磁线圈FF2的一端连接，第二电机励磁线圈FF2的另一端和下方向转换开关1QP的前进端连接，第二电机励磁线圈FF2的另一端还和上方向转换开关1QP的后退端连接，下方向转换开关1QP的后退端和第二电机励磁线圈FF2的一端连接，下方向转换开关1QP的不动端和下牵引/制动工况转换开关2QP的牵引端连接，下牵引/制动工况转换开关2QP的不动端接电源，下牵引/制动工况转换开关2QP的制动端接第一牵引电机M1的供电回路中上方向转换开关1QP的不动端。
第三电控接触器3KM的一端连接电源，另一端连接第二牵引电机M2的供电回路中下方向转换开关1QP的不动端。
牵引工况时，第一牵引电机M1和第二牵引电机M2为串励的牵引电机，此时，第一电控接触器1KM、第二电控接触器2KM闭合，第三电控接触器3KM断开，上牵引/制动工况转换开关2QP、下牵引/制动工况转换开关2QP的不动端和牵引端连接；前牵时，上方向转换开关1QP、下方向转换开关1QP的不动端和前进端连接，后牵时，上方向转换开关1QP、下方向转换开关1QP的不动端和后退端连接，此时，牵引电机的励磁线圈反接，实现后牵。
电阻制动工况时，牵引/制动工况转换开关2QP动作，上牵引/制动工况转换开关2QP、下牵引/制动工况转换开关2QP的不动端和制动端连接，将电机MA1、MA2的励磁绕组FF1、FF2全部串联起来，第三电控接触器3KM闭合后，由主发电机GS经主整流柜提供励磁电流。此时电机由串励的牵引电机转换为它励的发电机。同时上牵引/制动工况转换开关2QP将牵引电机电枢绕组与制动电阻并联连接。在电阻制动工况下，电机将轨道车的动能转化为电能，消耗在制动电阻上，进而产生制动力。前制、后制时，方向转换开关1QP动作。
本发明工务轨道车电阻制动方案，配合使用空气制动，使得工务轨道车在长大坡道运行时候制动更加安全可靠，同时能减少闸瓦及车轮磨损，提高工务轨道车的性能与可靠性。
如图2所示，为本发明的控制电路图，在司控器换向手柄上设计 “前制”、“前牵”、“0”、“后牵”、“后制”五位；当换向手柄至于“前制”或者“后制”时，控制司控器调速手柄，恒功励磁器收到制动指令后，根据车速，自动调整主发电机GS的励磁电流，进而控制牵引电机的励磁电流，实现轨道车的不同速度下电阻制动的自动控制。
A、车速度0～28.8 km/h时，采用恒制动励磁电流（550A）方式制动；制动力0～56.2kN。
B、车速度28.8～80km/h时，采用恒制动电流（500A）方式制动；制动力56.2～20.3kN。
C、车速度80～120km/h时，恒制动电流由500A下降到250A；制动力20.3～3.4 kN。
如图4-7所示，为本发明的电阻制动柜示意图，制动电阻，散热风机，压力传感器集成在电阻制动柜中。电阻制动柜采用立式结构，安装在轨道车机器间内，制动电阻正上方安装有制动电阻冷却通风道，风道出口设计有百叶窗，安装在机器间顶盖上。
电阻制动柜技术参数及结构:
制动电阻材质 镍铬合金N40
制动电阻功率 460kW
额定电阻值（20℃） 2×0.8Ω
额定功率 2×230kW
额定电流 550A
最大电流 600A
冷却方式 强迫风冷
风机电机额定功率 30 kW
风机电机电源 电阻抽头取电
该电阻制动方案应用于工务轨道车上进行试验，经过6个月的运行考核，该系统在实际运行中性能稳定、结构可靠，通过了路试验收和实际运用考核。
Claims (7)
1.一种工务轨道车电阻制动电路，其特征在于：第一牵引电机M1的供电回路中依次有第一电控接触器1KM、第一电机电枢绕组、上牵引/制动工况转换开关2QP、上方向转换开关1QP、第一电机励磁线圈FF1、下方向转换开关1QP、下牵引/制动工况转换开关2QP；第一电机电枢绕组的一端通过第一电控接触器1KM连接电源，第一电机电枢绕组的另一端和上牵引/制动工况转换开关2QP的不动端连接，上牵引/制动工况转换开关2QP的牵引端和上方向转换开关1QP的不动端连接，上牵引/制动工况转换开关2QP的制动端和第一制动电阻R1的一端连接，第一制动电阻R1的另一端接电源，上方向转换开关1QP的前进端和第一电机励磁线圈FF1的一端连接，第一电机励磁线圈FF1的另一端和下方向转换开关1QP的前进端连接，第一电机励磁线圈FF1的另一端还和上方向转换开关1QP的后退端连接，下方向转换开关1QP的后退端和第一电机励磁线圈FF1的一端连接，下方向转换开关1QP的不动端和下牵引/制动工况转换开关2QP的不动端连接，下牵引/制动工况转换开关2QP的牵引端接电源，下牵引/制动工况转换开关2QP的制动端接第二牵引电机M2的供电回路中上方向转换开关1QP的不动端，
第二牵引电机M2的供电回路中依次有第二电控接触器2KM、第二电机电枢绕组、上牵引/制动工况转换开关2QP、上方向转换开关1QP、第二电机励磁线圈FF2、下方向转换开关1QP、下牵引/制动工况转换开关2QP；第二电机电枢绕组的一端通过第二电控接触器2KM连接电源，第二电机电枢绕组的另一端和上牵引/制动工况转换开关2QP的不动端连接，上牵引/制动工况转换开关2QP的牵引端和上方向转换开关1QP的不动端连接，上牵引/制动工况转换开关2QP的制动端和第二制动电阻R2的一端连接，第二制动电阻R2的另一端接电源，上方向转换开关1QP的前进端和第二电机励磁线圈FF2的一端连接，第二电机励磁线圈FF2的另一端和下方向转换开关1QP的前进端连接，第二电机励磁线圈FF2的另一端还和上方向转换开关1QP的后退端连接，下方向转换开关1QP的后退端和第二电机励磁线圈FF2的一端连接，下方向转换开关1QP的不动端和下牵引/制动工况转换开关2QP的牵引端连接，下牵引/制动工况转换开关2QP的不动端接电源，下牵引/制动工况转换开关2QP的制动端接第一牵引电机M1的供电回路中上方向转换开关1QP的不动端；
第三电控接触器3KM的一端连接电源，另一端连接第二牵引电机M2的供电回路中下方向转换开关1QP的不动端。
2.根据权利要求1所述的一种工务轨道车电阻制动电路，其特征在于：牵引电机的励磁电流由主发电机GS经主整流柜后提供，主发电机GS的励磁电流由恒功励磁器提供。
3.根据权利要求2所述的一种工务轨道车电阻制动电路，其特征在于：恒功励磁器收到制动指令后，根据车速，自动调整主发电机GS的励磁电流，进而控制牵引电机的励磁电流，实现轨道车的不同速度下电阻制动的自动控制。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种工务轨道车电阻制动电路，其特征在于：制动电阻、散热风机集成在电阻制动柜中，制动电阻柜采用立式结构，安装在轨道车机器间内。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种工务轨道车电阻制动电路，其特征在于：制动电阻、散热风机集成在电阻制动柜中，制动电阻柜采用立式结构，安装在轨道车机器间内，制动电阻正上方安装有制动电阻冷却通风道，风道出口设计有百叶窗，安装在机器间顶盖上。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种工务轨道车电阻制动电路，其特征在于：制动电阻、散热风机和压力传感器集成在电阻制动柜中，电阻制动柜采用立式结构，安装在轨道车机器间内。制动电阻正上方安装有制动电阻冷却通风道，风道出口设计有百叶窗，安装在机器间顶盖上。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种工务轨道车电阻制动电路，其特征在于：制动电阻、散热风机和压力传感器集成在电阻制动柜中，电阻制动柜采用立式结构，安装在轨道车机器间内。制动电阻正上方安装有制动电阻冷却通风道，风道出口设计有百叶窗，安装在机器间顶盖上。
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
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