缅甸内燃机车新型高压电器柜设计

马 伟（南车四方车辆有限公司,山东 青岛 266000）



缅甸内燃机车新型高压电器柜设计

马 伟
（南车四方车辆有限公司,山东 青岛 266000）

摘 要：缅甸米轨机车是公司自主研发用于出口缅甸，是一种防高温、耐潮湿的混合客货机车，属于内燃型机车。根据亚热带气候和客户要求，机车采用高、低压电器柜分开布置，模块化设计充分考虑车体空间狭小和内走廊式结构，节约机车内部空间。通过CATIA三维建模，可靠保证柜内电器布置合理，并且根据GB/T21413.1-2008《铁路应用机车车辆电气产品 第1部分：一般使用条件和通用规则》，使高压柜电器件布置和检修可靠。

关键词：内燃机车；高压电器柜；模块化设计

0 引言

四方车辆有限公司自主研发设计的出口缅甸内燃机车，控制主回路的电器设备、工况开关和方向开关等，一般都布置在高压电器柜内部，所以高压电器柜在总体电器设计方面至关重要。缅甸机车新型高压柜是专门为出口缅甸机车配置，充分考虑缅甸亚热带气候的米轨铁路车辆设计需求，设计的一款高密度布置、交直流隔离、高低压分开、易检修维护的新型高压柜。

1 高压柜结构设计特点

根据总体要求，由于缅甸机车是米轨车，车上电气设备布置紧密，安装空间紧张，高压柜内部电气件布置、安装、走线更是一件繁琐复杂的问题。由于高压柜布置在走廊侧，为人员通过顺畅及检修方便，高压柜由原先大连厂尺寸940mmx1080mmx1830mm压缩为现在850mmx1055mmx1650mm。设计难点在于电器件的检修与接线问题，高压柜采取模块设计，柜体改造为可拆卸式柜门，进出门改为开放式，大大节省了机车空间，同时提高高压柜的可维护性，如图1，2。

图1　高压柜三维设计

图2　高压柜结构

因此解决了安装空间问题，由于高压柜底部只有100mm的空间，接线时考虑180m㎡线缆折弯半径，接触器下端需另加跨接过渡铜排，这样也使接线得到质量保证。

2 控制原理说明

缅甸内燃机车由牵引柴油机提供牵引功率，在柴油机起机后，驱动主发电机向主传动系统输出功率。竹筏电机发出交流电，经整流后向并联运行的牵引电机供电。主传动系统采用AC/DC电传动，由主发电机、牵引电机接触器、工况转换开关、方向转换开关、牵引电机（6台）、制动电阻、制动励磁接触器、自负荷开关等组成。

在牵引工况下，主发电机在柴油机的带动下输出三相交流电，经整流后驱动牵引电机转动。

在制动工况下，牵引电机变换为他励直流发电机运行，将牵引电机励磁绕组与主发电机经整流后的电源接通，在机车惯性的带动下，牵引电机发电，将机械能转换为电能，并消耗 制动电阻上。每个牵引电机与一个固定电阻器连接，强迫通风冷却。

3 高压柜电器件布置

根据总体空间及布置需要，高压电器柜内布置器件如表1。

设计高压柜结构初期，计算高压柜质量约等于650KG，且主要质量分布在工况开关和方向转换开关上，骨架主要采用50mmX50mm的L型角钢承重。根据总体布置，主整流柜到高压柜之间连接大线走电气室顶部，牵引电机接触器到牵引电机大线走车体底架下面，所以将接触器布置与柜体下部，工况开关和方向转换开关布置在上部。再考虑走线时，充分利用大部件与柜体间的空隙，使走线自然下垂，并用玻璃钢固定夹板固定。自负荷开关和接地开关需布置到人员易操作的进出门门口，同时考虑大部件之间的空隙要允许安装工人单手操作空间。

图3　高压柜内主要器件拆解

表1　高压电器柜装置明细

4 高压柜对外接口设计

高压电器柜在设计初期，不仅要考虑内部电器布置，还要核对与其他相关部类的接口。高压柜是机车电气控制的核心，与它关联的设备有主整流柜、制动电阻柜、牵引电机、微机柜、操纵台、制动供风管、油箱等，其中，在现场制造过程中也出现一些设计工艺问题，对在以后研发过程中起到借鉴作用。

4.1 高压柜—主整流接口

主发电机发出三相电源后，经主整流装置出现铜排，与高压柜顶部的正极、负极铜排相连接。顶部有大线搭接，且是在设备间走廊上方，增加了与车体顶部隔离板和过走廊隔离板，防止触电危险。4.2 高压柜—制动电阻柜接口

图4　顶部整流正、负端接线防护板

根据总体布置和原理图，高压柜与制动电阻柜之间由12根185 mm2 线缆对接，在施工过程中，出现大线对接交叉和端子变形问题，经现场整改，用研装铜排的方式达到可靠对接。

图5　接线问题（左）改为铜排后（右）

5 总结

缅甸内燃机车是南车四方车辆有限公司基于多年的内燃机车设计、制造经验，自主设计的一种由柴油发电机提供牵引动力，采用AC-DC交直流传动的内燃米轨机车。其中，高密度的电器设备布置是其技术关键，高压电器柜集中了机车控制主回路的所有电器件，是执行列车运行的心脏。此次新型高压柜的设计优点，给四方有限公司继续研发其他类似内燃机车电器产品提供了更好的借鉴和参考。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.052