CN204506587U - 和谐号机车库内牵车电源 - Google Patents

Abstract

和谐号机车库内牵车电源装置，其主要由牵引电机三相隔离开关，逆变电源，操作盒三部分所组成，所述的操作盒主要由指示灯、正反向操作按钮、接线插座、报警器组成，操作盒安装在机车架中间部位下方，左、右两边各设置一个，所述的三相隔离开关与逆变电源置于同一电气开关箱内且电气开关箱采用上下双层安装结构，所述逆变电源的电压输出与三相隔离开关相接，三相隔离开关的另一端与机车牵引电机接通，逆变电源的输入负端接机车车体，输入正端连接操作盒的接线插座，操作盒通过连接线及导轨线排与地面配电柜正端接通。本实用新型充分利用了原有的地面设备系统，大大的节约了生产成本，提高了作业效率，减轻了劳动强度，安全性能大为提高。

Description

和谐号机车库内牵车电源

技术领域

本实用新型涉及机车牵车设备，具体为一种和谐号机车库内牵车电源装置。

背景技术

随着铁路跨越式的发展，铁路机车进入了新型大功率交直交和谐机车时代，老型号的直流机车将逐步的淘汰，为此，目前各铁路局各机务段大量使用了新型和谐号机车。

在以往电力机车进库作业时，先必须办理高压隔离手续方能进入无电区内作业，在无电区内机车的进出，都靠安装在地面的直流电源系统搭载在牵引电机上进行。地面配电柜工作原理：单相交流380V→变压→整流→滤波→DC75V。配电柜的负端接钢轨，正端接预埋在地面的导轨线排上，导轨线排的长度为整个无电区的长度，在导轨线排上每隔几米装有露出地面的接触点。现有老车型号电力机车多为直流牵引电机，因此在机车架下装有牵引电机输入插座，专供在无电区内牵引使用，牵引电机的负端接机车车体，通过车轮与钢轨接触，电机的正端接输入插座，机车移动时地面人员将导线插头插入插座内，导线另一端通过接触棒与地面裸露的接触点接触，形成供电回路，使机车向前移动，当前进到一定距离时，通接下一接触点使机车持续向前移动直至到达指定位置。现各铁路局各机务段库内入库机车牵引作业大都选择了这个固定模式，形成了地面配套完整设施。

但随着大量新型和谐号交流机车的到来，再用此办法以无法牵引入库机车。所有目前采取的有效办法是：

1、用内燃调车机牵引：因不知道入库报活机车检修时间长短，但又不能开走，极易造成机车资源浪费，如果同时几台车入库又造成忙不开等情况，严重影响了生产调度安排，而且原有的地面直流电源系统都不能用上。这一方法现已很少使用。

2、在地面加装几台移动的牵车电源装置：如成都铁科院设计的DC75V型HXD牵车电源装置，可解决和谐号机车在无电区牵车问题，但也存在居多问题，主要是：①该设备体积较大，抬上机车较为困难，劳动强度非常大。②该设备三相输出连接线较长且采用插头连接方式，因牵车时输出电流达200～300A，频繁拔插，很容易造成插头接触不良，加上大电流的冲击造成插头烧结拔不出来，使用时极为不便。③安全性能不好：因该项设备附挂在机车司机室的入口处且体积较大，随着机车的移动，稍遇有障碍物极易造成设备堕落，轻者设备损坏，重者人员伤害，机务段已出现多次类似事故。

发明内容

本实用新型在于提供一种和谐号机车库内牵车电源装置，以有效解决和谐号牵引机车入库的问题。

本实用新型和谐号牵引机车入库装置采用以下技术方案来实现：

和谐号机车库内牵车电源装置，特征在于，其主要由牵引电机三相隔离开关，逆变电源，操作盒三部分所组成，所述的操作盒主要由指示灯、正反向操作按钮、接线插座、报警器组成，操作盒安装在机车架中间部位下方，左、右两边各设置一个；所述的三相隔离开关与逆变电源置于同一电气开关箱内，电气开关箱安装于机车电器柜的侧面板上，且电气开关箱采用上下双层安装结构，电气开关箱的上层放置三相隔离开关，下层设置有电源控制板、CPU控制主板、支撑电容、大功率IGBT开关器件、电压传感器、电流传感器、升弓连锁控制电路，所述逆变电源的电压输出与三相隔离开关相接，三相隔离开关的另一端与机车牵引电机接通，逆变电源的输入负端接机车车体，输入正端连接操作盒的接线插座，操作盒通过连接线及导轨线排与地面配电柜（DC75V）正端接通，构成牵车电源装置输入回路。

对于本实用新型，还设有欠电压、过电压、过电流保护电路以及牵引电机隔离开关通断连锁功能。

有益效果：（1）充分利用了原有的地面设备系统，大大的节约了生产成本；（2）提高了作业效率减轻了人员劳动强度：由原来的多人操作，换成了一人轻松操作；（3）工作环境大为改善：原设备机车入库时所需的连接线较多接线较麻烦，加上设备体积较大，牵车时需附挂在机车司机室入口处，严重影响了作业人员的进出，造成作业人员的检修极为不方便；（4）安全性能大为提高：该装置固定安装在机车内部无需任何拖动，所以没有因设备堕落砸坏设备或砸伤地面工作人员的危险。

附图说明

图1为本实用新型的电路框架图；

图2为电气开关箱内相关部件的安装结构图；

图3为本实用新型接线盒的结构主视图；

图4为本实用新型接线盒的侧视图；

图5为本实用新型的互琐电路原理图。

图中：1--电气开关箱，2--三相隔离开关，3--支撑电容，4--IGBT开关器件，5-- CPU控制主板，6--电源控制板，7--指示灯，8--报警器，9--正反向操作按钮，10--限位开关，11--接线插座，12--喇叭。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体附图，进一步阐述本实用新型：

参照附图1-5所示，和谐号机车库内牵车电源装置，其主要由牵引电机三相隔离开关，逆变电源，操作盒三部分所组成，所述的操作盒主要由指示灯7、正反向操作按钮9（设置有限位开关10）、接线插座11、带有喇叭12的报警器8组成（如附图3、4所示），操作盒安装在机车架中间部位下方，左、右两边各设置一个；所述的三相隔离开关与逆变电源置于同一电气开关箱1内，电气开关箱安装于机车电器柜的侧面板上，且电气开关箱采用上下双层安装结构，上层放置三相隔离开关2，下层设置有电源控制板6、CPU控制主板5、支撑电容3、大功率IGBT开关器件4、电压传感器、电流传感器、升弓连锁控制电路（如附图2所示），所述逆变电源的电压输出与三相隔离开关相接，三相隔离开关的另一端与机车牵引电机接通，逆变电源的输入负端接机车车体，输入正端连接操作盒的接线插座，操作盒通过连接线及导轨线排与地面配电柜（DC75V）正端接通，构成牵车电源装置输入回路；对于本实用新型，还设有欠电压、过电压、过电流保护电路以及牵引电机隔离开关通断连锁功能。

和谐号机车库内牵车入库，主要由原地面配电设备与本实用新型两部分组成。配电柜的正端接导轨线排，负端接钢牵轨，工作原理为：和谐号机车库内牵车电源装置输入负端直接接车体，正端接机车架下方操作盒接线插座，通过连接线与原预埋在地面导轨线排上的DC75V配电柜正端接通，构成牵车电源装置输入回路，逆变电源装置开始工作。逆变电源三相输出电压经牵引电机三相隔离开关，到达机车牵引电机上，使机车产生向前移动，完成牵车入库工作。

牵车作业时地面配电柜DC75V输入电压加载在由3个IGBT所组成的功率开关器件上，微机控制系统所产生的三相PWM驱动信号经三路门极驱动电路至IGBT门极端，控制功率开关器件的开通与关断使之产生恒定的三相交流45V、2HZ的正弦脉宽调制电压，供牵引电机使用。装置设有“向前”、“向后”正反向操作按钮，便于牵车时前进、后退用，另设有“一级”、“二级”、“三级”档位调速开关，供不同速段使用，（HXD1通常选择二级档位上），装置内另设有欠电压、过电压、过电流保护电路以及牵引电机隔离开关通断连锁功能，当检测到的各部分工作状态与单片机系统预先设定的软件程序比较后，决定是否发出运行或保护指令。如附图5所示，牵引电机三相隔离开关主要是隔离牵引电机正常运行时工作电压（1020V，）与牵车逆变电源装置的联系，当机车以及运行时如果检修人员忘记关断牵引电机三相隔离开关，牵引电机工作电压反串到装置内很容易造成设备烧损。所以装置内设有牵引电机隔离防关断电路，当合牵引电机隔离开关时，DC110V正端经隔离开关→接触器→回到DC110V负端接触器合起，断开升弓信号；断开隔离开关时，与机车蓄电池连接的接触器失电，升弓信号接通。机车入库正常作业程序：机车驶入无电区降弓，在调车状态下，合牵引电机隔离开关，换向开关打至“向前”位，将导线插头插入机车下方插座内，导线另一端接触棒点击地面接触点，装置开始工作，延时5秒钟后装置输出的电压经隔离开关至牵引电机，机车向前移动，当机车需反方向运行时，将换向开关“向后”位机车向后移动，机车到达指定位置后断开牵引电机隔离开关，拨下连接线，牵车作业完成。

对于本实用新型，其采用直流变频技术解决和谐号机车牵引输入电源的转换，采用低电压、低变频、大电流的交流输出解决和谐号机车入库牵引，采用模块化的设计与安装使其操作维修极为便利。本实用新型充分利用地面原有设备大大的节约生产成本便于大面积推广，采用成熟的直流变频技术，结构简单操作方便，且功率大、体积小工作性能非常安全稳定。

具体在使用的过程中，应注意以几点：

1.牵车电源装置在上车运行前需调试好各项技术参数，确定最佳工作点如频率、输出电流大小，变频启动的时间长短等，这与装置能否正常工作有着极大的关系。

2.各种保护措施必须做到位.动作要求灵敏可靠。

3电器元件的选择应有足够的冗余，应选用工业级或军品级元器件。

4.牵车电源装置装置输入电流较大（600A），因此导线的截面积选择应最少不少于50平方毫米。

5.牵引电机隔离开关的安装必须牢固并封闭上锁，可安装在装置旁边，因机车正常工作时牵引电机带有1020v高压，需做保护措施，防止高压触电。

6牵车电源装置装置工作时电流较大，因此各个接触点必须连接牢固，不得有任何松动。

牵车电源装置主要技术参数:

输入电压：DC75V±30％；

输出电压：3相AC45V±2％；

最大输出功率：50KW；

工作频率：2HZ。

工作温度：-20℃-60℃

保护功能：过流保护、过压保护、缺相保护、升弓互锁

工作方式：断续

绝缘电阻：≧20MΩ

燥声等级：≦50dB

防护类型：IP20

相对湿度：0-95％不结露。

Claims (2)

1.和谐号机车库内牵车电源装置，特征在于，其主要由牵引电机三相隔离开关，逆变电源，操作盒三部分所组成，所述的操作盒主要由指示灯、正反向操作按钮、接线插座、报警器组成，操作盒安装在机车架中间部位下方，左、右两边各设置一个，所述的三相隔离开关与逆变电源置于同一电气开关箱内，电气开关箱安装于机车电器柜的侧面板上，且电气开关箱采用上下双层安装结构，电气开关箱的上层放置三相隔离开关，下层设置有电源控制板、CPU控制主板、支撑电容、IGBT开关器件、电压传感器、电流传感器、升弓连锁控制电路，所述逆变电源的电压输出与三相隔离开关相接，三相隔离开关的另一端与机车牵引电机接通，逆变电源的输入负端接机车车体，输入正端连接操作盒的接线插座，操作盒通过连接线及导轨线排与地面配电柜正端接通，构成牵车电源装置输入回路。

2.根据权利要求1所述的和谐号机车库内牵车电源装置，其特征在于，所述的整个电源装置电路还设有欠电压、过电压、过电流保护电路以及牵引电机隔离开关通断连锁功能。