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博士学位论文机车电动机加工研究

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博士学位论文机车电动机加工研究

电力机车司机室噪声控制研究 随着人们对噪声危害认识的不断深入和环保意识的加强,司乘人员对机车司机室乘坐舒适性也提出了更高的要求。如GB/T3450- 2006徽道机车和动车组司机室噪声限值及测量方%})规定电力机车司机室内噪声限值78 dB }!},参照LJIC651标准,HXDl型机车技术合同规定该机车司机室内部噪声限值为75 dB C}。同时,机车司机室的噪声水平也直接影响到司机的观察能力和反应能力,与行车安全有着密切的关系。所以,电力机车司机室噪声控制研究变得十分迫切。测点位置测点距司机室地板上表而而高度位置/m分析说明0315 0.5入口门40 46 50走廊门39 4043 38侧窗3R 42 48噪声测试及分析前窗42 41 45隔声量在敏感频率段较低,山于内面板穿孔所致,改为无孔板可以大大提高该部分隔声量800 Hz对应36 dB,波动剧烈,说明该处「1的隔声量和密封差,需提高隔声量800 Hz对应44 dB,波动剧烈,说明该处窗的隔声量、密封和窗下移动开口部分漏声,需加强该部分设计250 Hz对应37 dB. 800 Hz对应38 dB.波动剧烈,该处窗有共振现象,需设法避兔此现象发生 木研究以HXD 1型机车为研究对象,分别于2008年3月和7月对}D 1型机车进行了静态和大秦线正常运营动态噪声测试,为电力机车司机室噪声控制研究提供了依据。1.1隔声量测试分析 在静态测试过程中,对HXD 1型机车的入口门、走廊门、侧窗、前窗进行了隔声量测试,测试结果及分析说明如表1所示。1.2噪声源测试分析1.2.1测点布置 在机车底架靠变压器梁的轮轨处布置两个测点,用于测试轮轨噪声。机械间布置一个测点,用于测试机械间噪声。在司机室按不同高度布置4个测点,用于测试司机室包括司机座椅、侧窗、入口门、走廊门位置的不同位置没有明显的变化。其总声压级大小均为90 dB <},主要频率范围出现在3155 000 Hz之间,呈明显的宽频带特性。与图1比较可以发现,机械间内的噪声峰值和轮轨噪声峰值频率基本一致,说明机械间的噪声有一部分来源于轮轨噪声,但由于机车底架地板等的隔声作用,传到机械间的轮轨噪声在传递过程中得到了较大的衰减,因此可以推断,机械间的噪声主要是机械间里面的设备产生的。 如图3所示,机车不行驶,压缩机运行,在变频风机以频率30 Hz运行时,测点频率、声压曲线变化比较平滑;当变频风机以60 Hz频率运行时,测点声压值160 Hz以下的低频声压值增加较大。在1 600 Hz频率范围出现尖点,最大声压值为102 dB (}。说明变频风机以60 Hz运行时在1 600 Hz频率范围左右的噪声声压值影响最敏感。-闷卜-匀速15 knvh一‘一匀速7U km!h┌───────────────────┐│资 │├───────────────────┤│/\ │├───────────────────┤│户犷曰汉,。\. │├───────────────────┤│ ‘冲声褚一-一卜叫以冻 ││心峪_尸尸r1‘.、‘ │├───────────────────┤│」.。尸今杯、 │├───────────────────┤│”/、压缩机运行,变”风机:;OI-Iz运行 │├───────────────────┤│‘月一~压缩机运行,变领风机tif)H:运行 │└───────────────────┘10帕卯豹7060旬

电空制动机采用电信号作为控制指令,动力源则采用压力空气。下面是我为大家推荐的浅谈电力机车制动机论文,欢迎浏览。

《 防止SS4改型电力机车非正常制动的对策 》

摘要:非正常制动在机车运用中时有发生,给 安全生产 带来了极大的隐患。本文阐述了一种防止电力机车非正常制动的报警装置,该装置在SS4改型电力机车上的使用,有效地减少了此类问题的发生,为机车的安全运用提供了有力的保障。

关键词:SS4改型电力机车;非正常制动;报警装置

中图分类号:F407.61

一 引言

机车非正常制动报警装置采用双语音报警盒,多传感器,重联设计。以单片机为核心,采用智能语音芯片,具有语音声光报警提示功能,适合各型内电机车,安装简便。可有效的防止因乘务员误操作、误打手制动、制动系统故障等因素,造成的机车动轮长时间制动,从而预防动轮弛缓或轮对擦伤故障的发生,保障了机车安全运行。

二 工作原理

机车非正常制动报警装置包括速度信号检测、第一转向架空气制动信号检测、第二转向架空气制动信号检测、手制动检测、单片机电路、语音报警、信息显示、数据设置、电源模块、重联输入输出、存储电路等部分。

机车非正常制动报警装置原理框图

1、速度信号检测

速度信号取自机车速度传感器,经隔离后进行整形,输出两路信号,一路为开关信号,表示机车有速度信号,另一路为脉冲信号,送入单片机电路,计算出机车制动后的走行距离。

2、制动信号检测

a. 采用压力开关检测机车空气制动信号。安装在制动风管上。当机车空气制动时,输出开关信号,送入逻辑判断电路。每台机车安装两个,任何一个动作,均表示机车处于制动状态。

b. 采用接近开关检测机车手制动信号,安装在带有手制动机位置的制动缸鞲鞴上,当机车手制动时,输出开关信号,送入逻辑判断电路。

3、单片机电路

单片机单元是报警器的核心。它一方面负责机车各项参数数据的设定和初始化,另一方面单片机电路会根据设定好的参数数据对速度信号脉冲进行计算,计算机车的制动距离,根据检测的制动信号,输出部位信号指示。当制动距离达到设定值时,输出制动距离信号。其报警逻辑为:

报警模式1=速度×制动

报警模式2=速度×制动×制动距离

即:机车运行中,当速度≥3Km/h时,如果机车制动,则语音提示三遍“机车制动”(报警模式1);当机车制动距离超过报警距离时,语音连续提示“注意,机车制动”(报警模式2)。

4、重联输入输出

重联输入输出负责监测重联信号的输入,并在有制动信号的情况下输出重联信号。

5、参数设置单元

该部分负责机车参数数据设置,分为三项:

a. 机车类型设置(电力机车或内燃机车);

b. 传感器类型设置(光电传感器或磁电传感器);

d. 报警距离设置(100M-900M)。

6、存储电路

负责存储设定好的机车各项参数,使报警装置在非使用状态下(断电),可存储已设定好的参数,包括机车类型,传感器类型,制动报警距离。

7、显示电路

本设置采用数码管显示加LED显示电路,用于显示报警器工作状态、报警状态、制动信号状态和机车运行状态,在设置功能下显示参数设置的状态。

8、语音电路

负责报警器的语音报警,在设置状态下,语音提示当前的设置状态。

三 技术指标

1、电源

电源电压: DC 110V±30%

功率:10W

2、制动报警距离

距离计程分度:10 M

报警距离设定:100―900 M(可以100M为进制选择)

3、速度通道:

适用测速电机:可选择光电或磁电速度传感器(独立供电或并联供电)。

采样灵敏度: 300 mV AC

输入阻抗: >10 KΩ

4、闸缸制动传感器(压力开关)

工作电压: DC 15±2 V

动作压力:0.4±0.1 bar

5、停车制动缸传感器(接近开关)

工作电压: DC 15±2 V

动作距离:4±1 mm

6、绝缘电阻: >20 MΩ

7、报警模式:制动信号显示、语音提示、声光同时报警。

8、使用环境条件符合TB/T 3021-2001《机车电子装置》要求。

四 安装 方法

每台机车安装两套机车非正常制动报警装置,包括两个报警盒、2个压力开关传感器、2个接近开关传感器和连接电缆。

1、报警盒安装:

报警盒安装在司机室侧墙面上。通过P0(10芯电缆)和P1(5芯电缆)引入1号端子柜内的接线盒上,由接线盒引出线接到端子柜内。

2、接线盒安装:

将接线盒安装在一号端子柜右侧,用Φ4自攻螺丝固定;

3、压力开关的安装:

压力开关安装在机车制动柜202BP压力传感器

下方,将202BP拆下,安装转接座(SS4压力开关

三通),202BP和压力开关安装到位。所有接头缠绕

密封胶带,安装时用力适当。 压力开关

4、接近开关的安装:

将机车处于缓解状态下,接近开关安装在右2轮的制动缸鞲鞴的一侧,用于监视鞲鞴动作判断机车上闸、缓解状态,同时监视机车手制动动作。

五 使用方法

1、接通电源,报警装置处于工作状态。报警器首先进行数据的初始化并提示开机提示音,之后显示电路工作。当机车静止时,可设置报警装置的各项参数,包括机车类型、传感器类型和制动报警距离。

2、当机车无制动时,数码管显示“0000”。当机车制动时,报警器上对应的“本节手制动”、“本节空气制动”、“后节手制动”“后节空气制动”指示灯亮,分别表示机车本节或后节制动。当报警装置重联使用时,有重联制动时,数码管显示“H000”。

3、机车运行中(速度≥3Km/h),如果机车制动,语音提示三遍“机车制动”。

4、机车运行中,机车制动后,报警装置上“数码管”将显示制动走行距离,当机车制动距离超过报警距离时,报警装置开始语音连续报警“注意,机车制动”。此时如果机车停车或缓解,报警停止。

5、本报警装置,只对司机起报警作用,不参与机车控制。当出现报警时,乘务员应检查报警装置上对应的制动信号,检查前后节机车闸缸压力,及时排除故障处所。

6、当本装置故障后,可将报警装置上的插头拔下,即可切除。如果一节车报警装置故障,不影响另一节车工作。如果传感器故障,可以将接近开关防水插头(或压力开关接线)拔下,不影响另一传感器工作。

六 综述

机车非正常制动报警装置,通过压力开关和接近开关检测制动信号。不仅可以利用压力开关检测制动缸压力信号,判断机车空气制动;也可以利用接近开关采检测制动缸鞲鞴行程信号,判断机车手制动。机车非正常制动报警装置,只有在机车运行中超过了设定的制动距离的情况下才报警。对于停车制动和正常制动情况不报警,符合机车运用状态。

《 阿根廷机车制动系统的设计 》

【摘 要】本文介绍出口阿根廷机车的制动系统的组成、制动机主要部件、综合作用、主要参数等。

【关键词】阿根廷机车;制动系统;综合作用;26L

1 概述

阿根廷SDD7型内燃机车是我公司于2012年设计研发的一种双司机室内走廊的机车,它用于阿根廷圣马丁铁路线的客运牵引,该机车是以纯空气制动为主的制动系统,辅助动力制动及手制动。主要使用司机室内手动操作制动系统。

2 SDD7型内燃机车制动系统的组成

SDD7型内燃机车制动系统包括风源系统、空气制动系统、辅助用风系统、基础制动和手制动。

2.1风源系统

机车风源系统的主要作用是产生和储备具有一定压力的清洁压缩空气,它是机车上各种风动设备和制动机的动力。风源系统主要由空气压缩机(以下简称空压机)、散热器、空气干燥器、安全阀、止回阀、总风缸、空气压力调节器等组成。其主要任务是及时向机车及列车制动系统,机车撒砂系统、风喇叭和刮雨器系统、控制用风管路及 其它 辅助用风装置等提供足够的、符合压力规定和质量等级要求的压缩空气。现将各部件的用途简述如下:

(1)3CDCB A型 空压机。3CDCBA型空压机为空气制动系统提供压缩空气,它由柴油机经过传动机构来驱动. 空压机的工作主要由总风缸管路上装有的压力调节器自动调节,它将总风缸压力转换为电信号来控制空压机控制电磁阀的通断,从而实现空压机的加载和卸载。

(2)散热器。散热器装在空压机后,其作用是将压缩空气从空压机的出口温度冷却到不大于空气干燥器进口温度的最小值。

(3)止回阀。风源系统安装了两个止回阀,一个止回阀装在空压机和总风缸之间,防止总风缸压力空气倒流。另一个安装在第一总风缸与第二总风缸之间,阻止总风从第二总风缸倒流至第一总风缸。

(4)SJKG-C B型 干燥器。SJKG-CB型空气干燥器是一种双塔交替工作、无热再生的除湿装置,,此干燥器是根据本车中空压机的特殊情况,在原SJKG-C系列空气干燥器的基础上加再生风流量自动调节阀,再生风流量自动调节阀控制出气,并按照实时的流量信号控制再生风量的大小,使干燥剂再生,保持再生耗气率小于或等于18�。空气干燥器设在空压机组和总风缸之间,目的是为了确保制动系统的可靠性,去除空气中的油、水和灰尘等杂质,其过滤精度位5μm。

(5)总风缸:根据整个空气管路系统的用风要求,本机车设有两个容积均为500L的总风缸,用来储存压缩空气。两个总风缸都带有排水阀。

(6)高压安全阀。高压安全阀装在两个总风缸之间,其作用是防止总风压力超过规定值(950±20)kPa,关闭动作值不低于850 kPa。

2.2空气制动系统的主要部件

空气制动系统由26-L型制动机、管路附件等组成。该系统符合AAR RP-505-2001相关标准的要求,具有机车制动重联、断钩保护、紧急安全控制、电阻制动和空气制动连锁等功能。26-L型制动机的主要部件分三部分:

(1)基础制动部分: 30-CDW空气制动阀、30-CW模块、26F控制阀和J-1继动阀。

操纵30-CDW空气制动阀,通过30-CW模块由总风给列车管充、排气,26F控制阀受列车管空气压力的变化和单独缓解和作用管充、排气的控制,使J-1中继阀控制机车制动缸的充气和排气,使机车得到制动和缓解。

(2)紧急制动部分:紧急制动阀和A-1充气遮断控制阀。

紧急制动阀安装在主操纵台一侧的地板上,用于紧急情况下实施制动。

A-1充气遮断控制阀是列车断钩分离时的保护装置。当列车分离或其他非自阀的原因,使列车发生紧急制动时,此阀能实现以下特性:

1)切断列车管充气、保证总风缸的风不被排到大气,不因此浪费系统的空气压力。

2)自动撒砂:在紧急制动作用过程中,能对车轮即刻实施撒砂辅助制动作用。

3)切断动力:保证切除牵引电机的动力。这可以减少列车拉断的可能。

4)电阻制动切断:通过切断电阻制动,使系统仅处于紧急制动。一旦紧急制动作用启动将不能停止。

(3)重联部分:MU-2A阀和F-1选择阀。F-1选择阀受MU-2-A阀的控制,实现机车的重联功能。

2.3 26L空气制动机的综合作用

26L空气制动机的综合作用是通过操纵自动制动阀和单独制动阀,使制动机各部件产生动作,从而使机车实现制动、缓解、紧急制动等功能。26L空气制动机的综合作用包括充气、自动制动、自动缓解、单独制动、单独缓解、紧急制动、断钩保护、电空制动连锁、紧急安装控制等。本文着重介绍断钩保护、电空制动连锁、紧急安装控制和紧急制动的缓解。

(1)断钩保护

断钩保护装置是在发生非自阀原因所造成的列车紧急制动(如紧急制动阀实施紧急制动,或由警惕装置、超速、断钩和其它装置发出惩罚紧急制动命令)时,列车管内的压力空气迅速排出,A-1充气遮断控制阀的作用鞲鞴处于紧急制动位,切断鞲鞴充入总风并上移,列车管遮断管充风,列车管充气通路被遮断,当列车管遮断管的空气压力达到设定值,动力切断开关断开,机车牵引动力和电阻制动自动切除并撒砂,以保证列车迅速停车。

(2)电空制动连锁

将自动制动阀手柄置紧急位或紧急制动阀实施紧急制动、或由警惕装置、超速、按紧急按钮、断钩和其它装置发出惩罚紧急制动命令后,当12号管的压力升到压力开关5KP的动作值约160kPa时,电阻制动或牵引动力自动卸载或加不上载并开始自动撒砂。 当制动缸压力达到(100±10 )kPa时,电阻制动卸载或加载无效。制动缸压力小于85kPa时,施行电阻制动有效。

将自动制动阀手柄移到制动区的任何位置后,机车施行电阻制动时,自动常用制动与电阻制动联锁电磁阀3YV得电,制动缸压力自动缓解,并降到0。机车施行电阻制动后,自动常用制动与电阻制动联锁电磁阀3YV得电,将自动制动阀手柄从缓解位移到制动区内的任何位置,制动缸压力均为0。当电阻制动切除以后,制动缸压力立刻由0升到自动制动阀手柄所在位置所对应的压力值。 (3)紧急安全控制

由警惕装置、超速、按紧急按钮和其它装置发出惩罚紧急制动命令后,当21号管的空气压力降到550kPa时,紧急安全控制空气压力调节器常开触头断开,紧急制动电磁阀失电,机车或列车实施空气紧急制动。如要缓解由紧急安全控制引起的紧急制动作用,需操作如下:将制动阀的选择阀手柄置OUT位,移自动制动阀手柄到紧急位,停留时间超过30s,移自动制动阀到手柄HO位或SUP位,直到状态显示屏上的紧急制动状态显示灯熄灭后,(大约30~60s),(完成以上操作以后,21号管的压力逐步建立,直到升至690 kPa,紧急安全控制空气压力调节7KP重置),移动动阀的选择阀手柄到FRT或PASS位,再将自动制动阀手柄移到缓解位,使机车或列车空气紧急制动缓解。

(4)紧急制动的缓解

由自动制动阀手柄、警惕装置、超速、按紧急制动按钮、断钩和其它装置发出惩罚的紧急制动作用的缓解,需将制动阀的选择阀手柄置OUT位,再将自动制动阀手柄移到紧急位,停留时间超过30s后,移自动制动阀手柄到HO位或SUP位,待状态显示屏上的紧急制动状态显示灯熄灭后,移制动阀的选择阀手柄到FRT或PASS位,再将自动制动阀手柄移到缓解位,当12号管的压力降到压力调节器5KP的释放值约80kPa时,电阻制动或牵引动力加载功能恢复并停止撒砂。

2.4 26L制动系统主要参数

26L制动系统主要参数如表1所示:

2.5 辅助用风系统

(1)解钩

本机车装有自动车钩,通过操作操纵台上的解钩按钮来控制解钩电磁阀的通断,从而控制解钩管的充、排风,实现自动车钩的解钩。

(2)撒砂系统

撒砂有自动和人为撒砂,人为撒砂由设在机车操纵台下的脚踏开关来控制。主台及副台分别都配有一个脚踏开关,当需要人为撒砂时,踏下脚踏开关,行驶方向的撒砂器撒砂。自动撒砂是由微机控制在紧急制动、机车空转或滑行时自动撒砂。

(3)风喇叭系统

风喇叭安装在司机室顶部,每端各装有1个高音喇叭和一个低音喇叭。由设在机车操纵台上的按钮开关及操纵台下的脚踏开关来控制。按下操纵台上的喇叭按钮或踏下脚踏开关,操纵端风喇叭电磁阀得电,风喇叭鸣响,并通过微机记录风喇叭工作状态。

(4)控制用风系统

控制用风系统主要是给电气系统空电开关等辅助用风装置提供符合压力和清洁度要求的压力空气。

2.6基础制动

每个转向架有3根轴,装有6个独立作用的单元制动器,其中中间轴采用可连接手制动装置的单元制动器。每个单元制动器装有2块闸瓦,方便更换,且有利于制动时的接触与散热。SDD7型内燃机车使用的是我公司自行研制的QB-11和QB-11S型单元制动器,其中,QB-11S型单元制动器能与手制动装置相连。该单元制动器利用不自锁梯形螺纹结构实现闸瓦间隙自动调整。

2.7 手制动

手制动装置是利用人力操纵产生制动作用的装置。用于在线路上机车的停放,防止溜逸。顺时针旋转手制动手轮实施机车制动,逆时针旋转手制动手轮实施机车缓解。手制动装置的能力能够保证在15‰的坡道上驻车。

3 机车线路考核

本SDD7型内燃机车已于2013年初运抵阿根廷,并陆续开展了机车的静态试验、线路上的动态试验和运用考核,在圣马丁线运用考核结果初步表明,该制动系统满足用户的使用要求。

参考文献:

[1]胡艾平.太行型内燃机车遥控电空制动系统[J].内燃机车,2010(438).

[2]夏寅荪.ND5型内燃机车[M].河北:中国铁道出版社,1988.

[3]智廉清. 关于26-L、JZ-7、DK-1等三种机车制动机的浅析[J].中国铁道科学,1985(02).

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电力机车制动机毕业论文

铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损与节能降耗摘要:阐述了铁道机车车辆轮轨摩擦磨损的现状;研究了内燃机车车轮、闸瓦和钢轨的消耗数量及相应的维修费用;指出了采用适当的新技术之后,在节能降耗方面会产生显著的经济效益。关键词:车轮;轮缘;钢轨;摩擦磨损;铁道机车车辆;节能;降耗众所周知,铁路运输是基于轮轨相互作用产生的黏着牵引力和黏着制动力以实现列车运行的,轮轨间因摩擦磨损在铁路运输中消耗的能量和能源很多,耗资也很大。随着铁路运输向高速、重载发展,因摩擦磨损所致的事故风险也在增加。轮轨接触面形成的各种损伤,不但缩短了轮轨的使用寿命,在严重磨损后还会导致轮对和钢轨失效,危及行车安全。在这方面,即使在高速铁路成功应用的国家,也曾付出过惨重代价。例如:1998年,由于轮轴的疲劳断裂而导致德国ICE高速列车脱轨,造成101人死亡,84人重伤,直接经济损失约2亿马克。与此同时,合理利用资源,实行节能降耗,是我国的一项基本战略决策。为了节约能源,降低铁路运输成本和机车车辆的制造与修理费用,对机车车辆轮轨的摩擦磨损状况,需引起高度的重视。应当采取相应的技术措施,努力将这种磨损造成的损失降低到最小程度,以达到降耗增效的目的。1铁路钢轨的磨耗据铁路工务部门统计,我国铁路有20%~30%的路段钢轨磨损率大于国外严重磨损率指标,有60%的曲线段钢轨因波磨造成严重损伤。摩擦磨损带来的损失很大。1.1钢轨损伤的形态铁路轮轨作用关系复杂,钢轨磨耗损伤的形态主要有钢轨的压溃、侧磨、波磨、剥离等,这些占钢轨总损伤量的80%以上。随着铁路机车车辆的重载与高速化,轮轨间的摩擦磨损也日趋严重,如钢轨的压溃与波磨迅速增长,且发生较为普遍(参见图1)。1.2钢轨的年消耗量据资料记载:“十五”期间,我国铁路钢轨用材每年基本维持在110万t左右,除新线建设之外,其中用于既有线路大修和维修消耗的钢材约为70~80万t/年。据铁道部安检司调查,2003年因钢轨损伤而更换所需的材料及人工费用约为50亿元。其中,因钢轨压溃、侧磨、波磨等导致的损伤,占钢轨总损伤量的80%以上,即40亿元左右。2机车车辆车轮的磨损车轮是铁路机车车辆的重要走行部件。在列车运行中,车轮滚动会使车轮踏面和轮缘发生磨耗,而车轮在钢轨上滑动也会造成踏面损伤。2.1车轮损伤的形态据失效分析统计,铁道机车车辆车轮损伤的主要类型有轮缘磨耗、轮辋疲劳裂纹、热损伤、车轮踏面剥离和崩裂等(参见表1和图2)。因磨耗造成车轮部件失效的主要原因是轮轨接触应力集中、制动热应力疲劳、累积塑性流动变形、夹杂物应力集中、内部缺陷应力集中等。2.2车轮的消耗目前,我国铁路机车、客车和货车约有500万个车轮在运营中。这里所讲的车轮消耗,主要是指磨损后车轮的维修和更换以2006年为例,全路的机车、客车和货车就消耗新轮63·1万只,平均以0·5万元/只计算,所需费用约为31·55亿元。在为完成中国工程院下达的“摩擦磨损与工程应用咨询项目”时,笔者曾于2006年11月赴北京铁路局丰台机务段进行过“铁路机车车辆关键零部件摩擦磨损”的现场调研。从丰台机务段调查了解到:以DF4型机车为例,由于车轮维修或全部更换,该段平均每台机车每年所需人工费和材料费分别为3·3万元和42·4万元,这尚不包括因修理或更换时机车的停运损失。有关该段DF4型机车的旋轮与换轮费用参见表2和表3;若按2005年全路机车保有量17 500台推算,仅机车车轮的维修费用就近5·8亿元。2.3制动闸瓦的消耗在机车车辆制动系统的摩擦制动中,主要有踏面闸瓦制动和盘形制动。我国目前除新造的提速客车和厂修改造的25型客车采用盘形制动外,其他的机车车辆都是采用踏面制动,这对车轮的磨耗是比较严重的。铸铁闸瓦相比合成闸瓦,可以获得较高的黏着系数且摩擦系数稳定,但是磨耗快,成本较高。以丰台机务段DF4、DF4D型机车为例,在1个大修期内,每台DF4型机车需更换闸瓦8次,DF4D型机车需更换闸瓦10次。因此,每台机车的换瓦费用分别为1·2万元和1·5万元。按该段现有DF4型机车35台和DF4D型机车23台计算,这些机车在1个大修期内换瓦的总费用为76·5万3降低轮轨磨耗的技术措施我国《铁路节能技术政策》第11·1条指出:“应注意抗磨减阻材料的推广使用。在全世界生产的能量中,约有30%~40%的能量是消耗在与摩擦有关的场合;我国与摩擦有关的能源消耗约占1/3 ~1/2。任何减轻摩擦、降低磨损的措施,都会直接或间接地节约能源。”针对目前机车车辆轮轨摩擦磨损严重、修理费用高的现象,如果进一步推广应用淬火钢轨、轨面打磨、磨耗型车轮、径向转向架和安装轮轨润滑装置等现有的成熟技术,不但可以明显改善轮轨摩擦磨损的现状,而且可以节约能源和原材料,大大降低消耗,取得显著的经济效益。3.1采用淬火钢轨与维护钢轨波磨问题是轮轨相互作用过程中极其复杂的系统问题,根据不同的线路或区段,合理地选择钢轨,有助于预防钢轨的波磨。例如:淬火钢轨就很少发生波磨,因为它有较高的强度和硬度。因此,建议在轨道波磨区段采用屈服强度较高的钢轨。此外,轨面打磨也是主要防护手段,轨面打磨可减小车体的振动和车轮对钢轨冲击力所造成的磨损。实践表明,它可延长波磨轨寿命50%以上。从调查得知,若采用淬火钢轨、侧面涂油和适时的钢轨打磨等技术,仅钢轨材料一项每年就可节约费用20亿元左右,因减磨而节约的能耗费用也是很大的。3.2采用磨耗型车轮踏面车轮磨损失效的形式主要有踏面磨耗到限和轮缘磨耗到限。铁道部对机车车辆车轮踏面的使用与维修都有相应的标准,如《DF4型内燃机车段修规程》第3·11·6·8条中规定:踏面磨耗深度不大于7 mm;而采用轮缘高度为25 mm的磨耗型踏面时,踏面磨耗深度不大于10 mm。磨耗达到或超过这些标准,就会危及行车安全。早期的车轮踏面为锥型踏面。锥型踏面在使用初期磨损很快,当磨损到一定程度后,磨损速率开始减缓,踏面形状趋于稳定。通过长期观察和试验发现,如果在车轮踏面设计时就采用磨耗型的车轮踏面廓形,可有效地减轻轮轨接触应力,迅速降低轮轨磨耗,有效延长轮轨使用寿命。四方车辆研究所在对北京、广州、济南等铁路局的机车车轮外形轮廓实测的基础上,设计了小半径曲线区段使用的JM磨耗型车轮踏面。长期的运用结果表明,应用该外形设计后,与原锥型踏面车轮相比,轮缘减磨可达30%~70%.一些铁路局根据各自所管辖线路的特点,也分别研制了多种形式的车轮踏面。如上海铁路局研发的ST系列磨耗型踏面,就取得了很好的减磨效果(参见表5)。表5上海铁路局DF11型0072号机车车轮磨耗数据对比由表5可知,采用ST-2型踏面后,机车每万公里的轮缘磨耗率从0·304 mm降至0·190 mm,降低了38%,车轮踏面剥离的故障也明显减少。据有关资料分析:机车车辆若采用磨耗型车轮踏面,每台机车每年可节约费用1·5万元。3.3采用径向转向架传统的机车转向架,因传递牵引力和保证直线上走行性能的需要,各轴基本上是被约束成相互平行的。在通过曲线时,这种刚性定位的轮对与钢轨之间会形成明显的冲角,从而使轮、轨都产生严重的磨耗。曲线半径越小,磨耗越严重。为降低轮、轨的磨耗,近年来国内外开展了机车径向转向架研究,并取得了很好的效果。两种不同转向架通过曲线时的运行示意图见图3。再举几个例子,以说明装用径向转向架后轮缘的磨耗情况。戚墅堰机车有限公司生产的首台装用径向转向架的DF8B型7001号机车,在上海铁路局进行的线路运用考核结果表明:与同轴重、装有传统转向架且带轮轨润滑装置的DF8B型机车相比,前者的轮缘磨耗仅为16%。【下转第8页】【上接第4页】资阳机车有限公司对径向转向架机车与传统转向架机车在曲线上的冲角也进行了对比测试。测试结果表明:仅就径向转向架冲角减少的程度而言,轮缘磨耗至少降低了45%。大连机车车辆有限公司生产的DF4D型径向转向架机车,在柳州至怀化区段的客、货运牵引数据表明,与装用传统转向架相比,机车车轮的轮缘磨耗下降了74%。据有关资料分析:若采用径向转向架技术,每台机车每年可节约费用5·8万元。3.4安装轮轨润滑装置润滑对减磨起着十分重要的作用。我国《铁路节能技术政策》第3·6条强调指出:“内燃机车和电力机车要加装新型轮轨自动润滑装置,减少磨耗和阻力,降低机车能耗。”以丰台机务段为例,安装轮轨自动润滑装置取得了较好的效果。该段有118台机车在安装了铁道科学研究院研制的华宝2号轮轨润滑装置后,使每台机车的旋轮公里数由10万km延长至18万km,车轮寿命由30万km延长至80万km。除机车因车轮寿命延长产生的巨大社会效益和经济效益之外,每台机车每年可节省旋轮(或换轮)费用1万元。丰台机务段的118台机车,每年可直接节省旋轮(或换轮)费用118万元。按全路17 500台机车推算,每年可直接节省旋轮(或换轮)费用1·75亿元。其投入产出比为1∶20。事实说明:通过安装轮轨自动润滑装置,对轮轨进行润滑后,不但可以减缓轮缘的磨耗,而且经济效益十分可观。4结语综上所述,在铁路运输中,机车车辆轮轨的摩擦磨损已成为相当严重的问题。大量的钢轨与车轮磨损,不但增加了材料的消耗,提高了修理成本而且降低了运输的效率,增加了能源的消耗。为此提出以下建议。(1)从设计、制造到运输、修理,所有与此相关的人员,对机车车辆轮轨的摩擦磨损状况,都应当高度重视,并采取相应的对策。(2)对目前已被证实具有良好减磨效果的措施,应进一步加大推广应用力度。例如:对钢轨进行适当的热处理和打磨,开发新型闸瓦,扩大磨耗型踏面车轮、径向转向架和轮轨润滑装置的装车应用等。(3)在今后的技术引进或产品自主创新的研发中,应更加重视对产品的摩擦副及磨损件标准的研究。与此同时,应寻求和开发更适应轮轨摩擦副的新材料、新技术、新工艺,以延长关键摩擦磨损件的使用寿命,进而达到节能、降耗和增效的目的。

电气化铁路中SVC负序补偿应用技术研究 摘要:随着电气化铁路的迅速发展,电铁牵引负荷产生的负序分量及高次谐波,除对牵引供电系统造成危害外,还会造成电力系统负序及谐波污染[1],因而,电铁的负序及谐波危害已成为制约我国电气化铁路发展的重要因素。结合电气化铁路给电网带来的影响,着重探讨电铁负序补偿中SVC的使用问题。根据国外一些发达国家如日本、澳大利亚等国成功将SVC技术应用在电气化铁路的无功和负序补偿案例以及国内SVC负序补偿应用实例,对SVC负序补偿原理及运行方式进行了研究分析,对SVC在电铁负序治理中的应用前景做了初步探讨,以期提高电力系统运行的经济效益和社会效益。 关键词:电气化铁路;负序补偿;SVC 0 引言 世界上第一条用电力机车作为牵引动力的电气化铁路于1879年在德国柏林建成。中国于1961年建成第一条电气化铁路———宝成铁路的宝鸡至凤州段。电气化铁路问世后发展很快,法国、日本、德国等国家已形成以电气化铁路为主的铁路运输业,大部分货运量由电气铁路完成。电气化机车上不设原动机,其电力由牵引供电系统提供。该系统由牵引变电所和接触网构成,来自高压输电线路的高压电经牵引变电所降压整流后,送至铁路架空接触网,电气机车通过滑线弓受电,牵引机车行驶。由于电力机车运营可以使铁路运输成本降低30%~40%,因此越来越成为发展的方向。电力机车是波动性很大的大功率单相整流负荷,对于三相对称的电力系统供电来说,电铁牵引负荷具有非线形、不对称和波动性的特点,将产生三相不平衡的负序及高次谐波电流注入电网[1],使得旋转电机转子发热、电力变压器使用寿命缩短、输电线路送电能力降低,继电保护装置误动及安全自动装置不能正常投切等诸多影响电网运行的不利因素。因此,必须对电铁机车对电力系统的影响有足够的重视并采取应对措施[2-3]。目前关于电铁谐波治理的技术已经趋于成熟[4],但对于负序的治理仍存在很多问题,传统上广泛使用的关于减小电铁负序分量的方法大多是合理安排机车及系统机组运行方式,尽量削弱电铁负序分量对电网的影响,此方法虽能在一定程度上控制电铁对电力系统的影响,但仍存在诸如列车运行方式临时变化、电力系统机组检修等问题,影响治理效果。根据电铁负荷给电网带来的负序影响,着重对SVC负序补偿基本原理及运行方式进行了研究分析;将国内外应用SVC治理电铁负序分量的案例做了综述;最后对SVC在电铁负序治理中的应用前景做了初步探讨。 1 电铁负荷负序分量对电网的影响 1.1 负序分量对电网的影响[2] 1.1.1 对旋转电机的影响 1)汽轮发电机转子为敏感部位,因为汽轮发电机转子负序温升比定子大,存在局部高温突出部位,国内曾发生过向电铁供电的汽轮发电机转子部件嵌装面过热受损的事故;另一方面,当负序电流流过发电机时,产生负序旋转磁场、负序同步转矩,使发电机产生附加振动。 2)对邻近牵引变电所而远离电源的异步电动机,其定子绕组为敏感部位。同时还将在电动机中产生一反向旋转磁场,此反向磁场对电动机转子起制动作用,影响其出力。在谐波和负序电流的共同影响下,国内曾发生多起定子绕组过热烧毁事故。 1.1.2 对电力变压器的影响负序电流造成电力系统三相电流不对称,使得变压器的额定出力不足(即变压器容量利用率下降)。 1.1.3 对输电线路的影响流过电力网的负序电流,只是降低了电力线路的输送能力,并不作功。 1.1.4 对继电保护和自动装置的影响对各种以负序滤波器为启动元件的保护及自动装置干扰:由于保护按负序(基波)量整定,整定值小、灵敏度高。滤波器为启动元件时,实际运行中已引起下列保护和自动装置误动。 1)发电机的负序电流保护误动。2)变电站主变压器的复合电压启动过电流保护装置的负序电压启动元件误动。3)母线差动保护的负序电压闭锁元件误动。4)自动故障录波装置的负序启动元件的误启动,导致无故障记录而浪费记录胶卷。在频繁误动时,可能造成未能及时装好新胶卷而导致发生故障时无记录。 1.2 负序分量影响的标准[5] 我国有关同步发电机承受不平衡电流允许值的规定如下:1)在按额定负荷连续运行时,汽轮发电机三相电流之差不超过额定值的10%,水轮发电机和同步调相机三相之差不超过额定值的20%,同时任何一相的电流不得大于额定值。2)在低电压额定负荷连续运行时,各相电流之差可以大于上面的规定值,但应根据实验确定数值。对于100 MW及以下汽轮发电机,当三相负荷不对称时,若每相电流均不超过额定值,且负序分量与额定电流之比不超过8%,应能连续运行,100 MW以上的发电机,一般认为负序分量与额定电流之比不超过5%。 2 SVC负序补偿基本原理及运行方式[6-8] SVC全称为“静止型动态无功补偿器”,主要用于补偿用户母线上的无功功率,其通过连续调节其自身无功功率来实现的,一般SVC由并联电感和电容两个回路组成,其中感性回路为动态回路,其感性无功功率可连续分相调整,使得整个装置无功功率的大小和性质发生变化,分相控制的依据为三相平衡原理。用Qs表示系统总无功功率,QF为用户负荷的无功功率,QL为晶闸管控制电抗器(TCR)的无功功率,QC为电容器无功功率,上述平衡过程可以用公式(1)来表达:Qs=QF+QL-QC=常数=0 (1)如图1所示,A为系统工作点。负荷工作时产生感性无功QF,补偿装置中的电容器组提供固定的容性无功QC,一般情况下后者大于前者,多余的容性无功由TCR平衡。当用户负荷QF变化时,SVC控制系统调节TCR电流从而改变QL值以跟踪,实时抵消负荷无功,动态维持系统的无功平衡。最简单的TCR装置组成和工作原理如图2所示:TCR的基本结构是两个反并联的晶闸管和电抗器串联。晶闸管在电源电压的正负半周轮流工作,当晶闸管的控制角α在90°~180°之间时,晶闸管受控导通(控制角为90°时完全导通,180°时完全截止)。在系统电压基本不变的前提下,增大控制角将减小TCR电流,减小装置的感性无功功率;反之减小控制角将增大TCR电流,增大装置的感性无功。就电流的基波分量而言,TCR装置相当于一个可调电纳。其等效电纳为:式中,α为晶闸管导通角;L为电抗器电感值;ω为网压的角频率。对于不对称负荷,应采用分相调节,根据瞬时电压和电流求出所需的补偿电纳。TCR分相调节的理论基础为司坦麦兹(STEINMETZ)理论,在此理论指导下,SVC能够将负荷补偿为纯有功的三相平衡系统。司坦麦兹(STEINMETZ)理论有多种表达形式,本文给出一种常用的补偿电纳公式:r分别为△连接的补偿电抗器电纳值;V为系统电压有效值为系统电压(线电压)瞬时值;ia(I),ib(I),ic(I)为系统电流瞬时值;T为采样周期,一般为10 ms。根据以上补偿理论,将一个理想的补偿网络与负荷相连就可以把任何不平衡的三相负荷变换成一个平衡的三相有功负荷,而不会改变电源和负荷间的有功功率交换,能够取得良好的电能质量治理效果。 3 SVC在电铁负序治理中的应用 3.1 国外电铁SVC应用情况 日本东海道新干线西相模牵引变,根据牵引变接入电网点检出的无功电流和负序电流,由负荷特性计算补偿电路SVC所需无功电流的数值,对TCR中的晶闸管触发信号加以控制,从而对有功功率的不平衡与负序进行补偿。澳大利亚昆士兰铁路将总容量为600 MV·A的套SVC根据需要分别装设在沿途各牵引变的低压侧,将一套340 MV·A的SVC装设在更高一级电压等级的电网。补偿后,负序电压由补偿前的4.5%下降到0.8%。英法海底隧道采用了ABB提供的SVC以解决负荷平衡问题,通过SVC补偿后,不平衡度小于0.1%。 3.2 国内电铁SVC应用情况 2000年10月,神朔电气化铁路(神华集团)开通,单相供电牵引所产生巨大负序电流,引起三相供电系统的不平衡,给邻近神木电厂(属神华集团)发电机组(2×100 MW)稳发、满发以及整个陕北电网的稳定和安全运行带来严峻考验。2000年11月至12月神木发电公司2台发电机组由于负序原因被迫停运,损失发电量超过1×108 kW·h。2001年330 kV神木变投运后,供电质量得到了一定的改善。根据实测,330 kV神木变2台主变并列运行时,神木发电公司单机组运行,发电机中负序电流可达到额定电流的15%(规定值<8%,2 台机组同时运行时发电机中负序电流也可达到8%的临界值)。为保证发电公司能正常发电,330 kV主变只能采用分列运行方式,1台供神木发电公司发电进网,1台供电铁牵引站送电。在该方式下,单机组发电时,发电机中的负序电流仍时有超过8%的现象发生。由于电铁的影响,神木发电公司在运行中还经韩宏飞等:电气化铁路中SVC 负序补偿应用技术研究Vol.25 No.6常出现发电变差动保护误动、循环水泵电机过负荷等故障。2002年,经过多方考虑神华集团公司斥巨资在神朔电铁供电线路上加装静止型动态无功补偿装置(SVC)以治理电铁牵引站对电网所产生的污染,包括抑制谐波、提高功率因数、快速连续无功调节、抑制电压波动和闪变、解决三相不对称等问题。神朔SVC工程与2002年5月底投入运行,并于2002年8月10日完成竣工验收移交。其间西北电力试验研究院受用户委托对该工程进行了实际跟踪测试,证明该设备性能稳定、运行安全可靠、各项指标均为优良、补偿效果良好,完全达到并优于用户要求,方案实施后取得了预期效果。该装置在国内首次实现了110 kV电铁供电线上对多座电铁牵引负荷的整体动态实时补偿,首开电铁与电网补偿综合治理的成功先例。 4 结语 SVC装置在电气化铁道中应用的主要问题是资金问题。随着我国电网建设的进一步发展以及电气化铁路大规模的建设,对SVC在电铁中的应用提出了更高要求,迫切需要设计、生产出性能最佳、价格便宜的SVC装置。辽宁某厂家生产的SVC,于1997年通过了辽宁省科委及原国家计委重点工业性试验项目鉴定,实现了国产化;中国电力科学研究院生产的SVC于2004年在鞍山红一变投入运行,也实现了国产化;在我国冶金、煤炭、化工、电铁等行业中使用的SVC,国产的占绝大多数。国产SVC实用化程度进一步提高,国产的SVC装置除具备SVC的常规特点外,还具有无水冷却(热管自冷技术),出厂前进行全载、全压试验,运行中可以进行远程实时监控运行等特征。近10 a来,国产SVC装置的安全运行实践证明了国产SVC装置技术经济指标的优越性和先进性。经辽宁该厂家建议,由全国电压/电流等级和频率标准化技术委员会牵头制定的中华人民共和国国家标准《静止式动态无功功率补偿装置(SVC)功能特性导则》和《静止式动态无功功率补偿装置(SVC)现场试验导则》报批稿已经上报,必将促进SVC的进一步发展。目前,国产SVC的规模化生产能力不仅完全可以满足我国电力系统和各行业的需要,而且还具有出口能力。目前该厂家生产的我国第一套应用于电气化铁路的高压大功率静止无功发生器亦进入最后调试阶段,此套装置将发往上海铁路局用于电气化铁路电能质量治理。首套电铁系统专用静补装置的问世,标志着我国成为世界上少数几个掌握该技术的国家。目前国产SVC已占领了国内电气化铁路系统、冶金行业绝大部分市场份额,成为世界上SVC的主要制造商之一,2006年的装机数量更是首次超过瑞士ABB与德国西门子SIEMENS,跃居全球第一,国内厂家精心研制的高压动态无功补偿装置(SVC)已具有国际同期先进水平。可以预见,随着国产SVC技术水平的进一步成熟、性价比的进一步提高,SVC在我国电气化铁路建设中必将发挥重要作用,为促进我国铁路建设实现跨越式发展提供有力保障。 [参考文献]: [1] 林建钦,杜永宏. 电力系统谐波危害及防止对策[J].电网与清洁能源,2009,25(02):28-31. 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电动机研究中学论文

基于神经网络逆系统的磁悬浮开关磁阻电动机的解耦控制 隐极同步电动机转矩可控性与解偶性分析 基于BUCK变换器的无刷直流电机转矩脉动抑制方法 基于NIOS软核处理器的直流无刷电机控制系统设计 感应电机的无速度传感器逆解耦控制 交_交变频多相同步电动机调速系统谐波转矩分析 一种新型两相感应电动机变频调速SPWM控制技术 一种利于开关磁阻电机降噪的新散热筋结构 基于瞬时无功功率理论对异步电机控制方法的改进 交流永磁同步电机伺服系统的变结构控制 直接平均转矩控制的磁链控制改进 TRT同步发电机无刷励磁系统的设计研究 笼型转子无刷双馈电机的电磁分析和等效电路 永磁式双凸极电机角度提前控制方式 带整流负载同步发电机的Saber建模及仿真 无轴承异步电机的单DSP控制 基于模糊与自校正技术的超声电机伺服控制 基于RBF神经网络的开关磁阻电机单神经元PID控制 精密工作台直线电机推力波动补偿研究 双绕组交直流发电机参数的局部辨识 混合动力汽车中开关磁阻电动_发电机纯硬件控制器的研究 基于换相过程分析的无刷直流电动机机械特性的研究 基于模糊模型无位置传感器开关磁阻电机的位置检测 气隙对双凸极电励磁发电机特性的影响分析 基于Park矢量模信号小波分解的感应电机轴承故障诊断方法 基于等效电感方法的电磁式双凸极电机系统简化控制模型 异步电机矢量控制中扩展卡尔曼滤波器的优化研究 两相异步电机的动态特性仿真 三相绕组Y接法单相电容电动机瞬态过程仿真研究 一种基于占空比控制技术的异步电机直接转矩控制方案 基于极弧系数选择的实心转子永磁同步电动机齿槽转矩削弱方法研究 无刷双馈电机基于同步角的矢量解耦控制 基于电压解耦原理的感应电机无速度传感器矢量控制 基于离散趋近律控制的直流电机速度控制系统 神经网络和模糊算法相结合的永磁同步电机的鲁棒控制 无轴承永磁同步电机控制系统设计与仿真 基于正交神经网络的无刷直流电机控制器设计 模糊自适应PI控制永磁同步电机交流伺服系统 三相异步电机的DSP矢量控制系统 新型横向磁通永磁电机研究 运用比较法浅析异步电动机运行状态 基于CMEXS_函数永磁同步电机控制系统仿真建模研究 复合笼条转子感应电动机不同转子材料特性对起动性能的影响 无刷直流电机PWM调制方式的优化研究 无位置传感器的方波驱动无刷直流电机控制系统 基于PIC单片机的二维步进电机控制系统 交流变频调速电机设计与应用 一种基于单片机的步进电机控制驱动器 直线电机系统的开发研究与应用 DSP在短行程直线电机精密位置控制中的应用研究 单片机在交流电动机软启动中的应用 数控直线电机进给定位误差补偿技术研究 异步电动机变频调速再启动方法的研究 多相异步电机谐波电流与谐波磁势的对应关系 新型无刷直流直线电机系统的总体设计 交流复励电动机的工作特性 无速度传感器异步电机按定子磁链定向的矢量控制系统 直流伺服电动机模糊控制器的设计与仿真 一种感应电机直接转矩控制磁链观测的改进方法 RTDS中同步电机模型特性研究 基于多模型自适应控制器的感应电机变频调速系统 基于矢量控制IM实时控制的dSPACE实现 基于专用集成芯片的无刷直流电机控制器 开关磁阻电机模糊PID控制系统研究 浅析直流变频电机用电磁线的开发 双处理器实现无位置传感器开关磁阻电机控制 无速度传感器永磁同步电机直接转矩控制系统 基于编码器插值技术的光衰减器电机定位系统 无刷直流电机无位置传感器的检测方法 低压异步电机重绕修理中的绝缘结构问题 基于SIMULINK的永磁无刷直流电动机及控制系统的建模与仿真 交流单相感应电动机非对称空间矢量变频调速的研究 应用PTC和ZnO实现同步发电机快速灭磁 阻尼绕组对直接转矩控制同步电机动态行为的影响 复合型超声马达纵向振动建模 基于限流变压器的高压异步电机软起动控制器 一种新型四相SR电机功率变换器的分析与设计 PLC在三相异步电动机控制中的应用 基于DSP的混合式步进电机直接转矩控制研究 无刷直流电机神经网络内模自适应控制器设计 磁场定向不准对感应电动机系统性能影响的分析 无刷直流电机广角波控制方法的研究 单个逆变器驱动两台并联感应电机的无速度传感器矢量控制方法 感应电动机交_交变频调速系统的双内模控制研究 基于神经网络的开关磁阻电机无位置传感器控制 开关型磁阻电动机固有频率解析计算 三自由度球形电机位置测量研究 双凸极永磁电机的控制模式 PLC对步进电动机改变转速控制的实验 MRAS异步电机无速度传感器矢量控制低速性能的改善 基于MRAS的异步电机转子时间常数实时辨识 基于DSP的无刷直流电机锁相稳速系统 基于DSP控制的小功率异步电机变频调速系统 基于耦合场的大型同步发电机定子温度场的数值计算 基于光电传感器编码的永磁球形步进电机运动控制 新型内嵌式SMA电机的非线性模型 液体媒质超声波电机运行特性的实验研究与分析 集中绕组永磁无刷直流电机电枢反应及绕组电感的解析计算 永磁同步电动机直接转矩控制的弱磁运行分析 永磁直线同步电机推力波动优化及实验研究 基于恒定开关频率空间矢量调制的永磁同步电机直接转矩控制

电动机故障诊断技术的应用分析论文

无论是在学习还是在工作中,大家一定都接触过论文吧,论文一般由题名、作者、摘要、关键词、正文、参考文献和附录等部分组成。相信写论文是一个让许多人都头痛的问题,下面是我收集整理的电动机故障诊断技术的应用分析论文,欢迎阅读与收藏。

摘要:

当前,大型机械设备中安装电动机是非常普遍的,是辅助机械设备生产功能的一种手段,然而电动机在长期不间断工作,在电能转化为机械能的过程中造成温度持续上升、电动机性能降低、工作效率低下、电动机出现故障的情况,因此故障诊断技术的快速发展是延长电动机使用寿命的关键。本文立足于现实角度,针对现阶段电动机容易出现故障的类型,维修管理中应用的故障诊断技术的如何应用进行分析。希望通过本次研究,来探讨故障诊断技术在电动机维修管理上的应用情况,从而对相关专业知识有更深层次的理解。

关键词:

故障诊断技术,电动机,维修管理,技术

引言:

电动机的出现可以追溯到上个世纪初,随着二次工业革命的快速发展,电动机发挥了巨大的作用。随着我国科学技术、生产技术的突飞猛进,电动机在制造业、工业、农业中发挥了巨大的作用。然而长时间通过工程机械高频率使用电动机,很容易造成电动机故障。因此,故障诊断技术也顺势而生,当前电动机的故障主要包括四种类型,然而该如何进行故障诊断,从而对症下药,是当前专家学者与技术人员共同重视的问题,也是需要持续研究的课题。

1、电动机出现的故障类型分析

1.1转子故障

转子故障主要是因为电动机在长期运行的过程中,由于转子长期处于机械制动的高频率里,所以很容易存在转子故障。电动机转子也包括两个板块:定位轴承、非定位轴承。定位轴承主要是承担转子在高速运转过程中承担负荷力度。在电动机运行的过程中为了避免其他外部作用力造成的损害电动机的情况,还需要安装非定位轴承。

因此,定位轴承与非定位轴承都可能因为电动机遭受了各种作用力造成损害或者损毁的情况,最终导致电动机出现转子故障,这种故障出现是电动机的常见故障之一,也是电动机无法持续运转的关键因素,最终形成断条。

1.2定子故障

定子故障的产生很大程度是因为电动机的外部绝缘体受到了损害导致的;还有一种可能是由于电动机在使用的过程中出现了匝间短路故障。一旦出现了匝间短路则匝间绝缘需要承担暂态过电压。出现这种情况很大程度上是由于电动机长期处于较差环境中,并且持进行高速作业,造成的短路故障、绝缘变形、绝缘损坏的情况下出现的定子故障。

定子故障的产生也是非常常见的,维修人员可以通过故障检修技术来探讨电动机的使用状况、预计电动机的未来使用寿命。定子故障的产生也说明电动机的各个零部件、线路的性能出现了问题。

1.3气隙偏心故障

气隙偏心故障的产生是由于电动机在组装过程中产生零部件、线路出现偏差。出现这种故障一般情况下是由于组装问题、组装人员专业素质导致的。

出现气隙偏心故障的另一原因就是电动机长期作业,在不断震动和高频度使用的过程中造成了零部件松动、轴承故障,或者是因为定子铁芯内径的椭圆度不符合电动机的长期作业指标,从而导致的气隙偏心故障。一旦出现这种故障,很容易产生连锁效应,导致电动机无法正常运作,最终导致定子、转子之间出现了间隙。当电动机无法正常运转时,自然对工程机械的使用造成了困难。

1.4轴承故障

轴承故障的产生原因与气隙偏心故障有相似之处,也是由于零部件长期作业的过程中出现了松动、间隙之后产生的问题。由于轴承承担着电动机运转的多方力量,所以在实际运作的过程中很容易出现温度升高的情况。当温度不断升高,则轴承的径杆因热量影响,产生胀力,从而使轴承松动。电动机的轴承受到转子重力的影响,也必然会导致轴承径杆的表面因为长时间的旋转导致了磨损的情况。再加上轴承圈和轴表面在长期的旋转中呈现机械摩擦,最终导致电动机内部出现热量,最终对轴承造成破坏,导致电动机无法正常、持续的运转。

2、电动机故障诊断技术的应用分析

2.1神经网络诊断

神经网络诊断的方法是目前使用较多的一种诊断方法。神经网络诊断是模仿人类大脑神经元结构,将电动机内部作为大脑结构,从而建立起非线性动力学网络系统,最终由各个单元进行集成式扫描处理,高度并联。

通过互联网数学模拟的能力,进行电动机的故障诊断工作。神经网络诊断方法与传统的计算机诊断方法有所不同。只需要通过软件编制相应的程序,以软件编制任务为基础,高度实行诊断指令,感知与处理电动机内部各个零部件的参数、具体数据,并对比故障之前的.电动机各项零部件的参数,从而扫描出高故障的零部件样本。

通过这种方法,能够更强的感知到电动机内部故障,判断是定子故障还是转子故障,并判断什么区域的零部件出现了松动、磨损的情况。因此,可以看出神经网络诊断主要是将电动机内部各项参数提前掌握,最终实现运算、对比、扫描工作来确诊。

2.2专家系统诊断

专家系统故障诊断与神经网络诊断有相似之处,前者是依靠互联网数字技术,而专家系统诊断则是依靠了人工智能技术。该技术是综合了电动机故障检修相关专家的意见,并结合智能技术检测电动机各项参数,最终进行综合判断。

在使用专家系统诊断时,工程师需要根据自身知识素养来建立诊断模型,通过模型对比,逐一排查的方式,对电动机故障确诊。这种方法是目前较为新颖的检测技术,在建立模型、与专家系统诊断结合的过程中,能够对应解决故障,针对性延长电动机使用寿命,而且综合判断的准确率很高,在快速检测中实现全面排查工作,还能够对电动机有更加系统的诊断报告,帮助相关人员了解与判断电动机状态、未来预计使用寿命。

2.3信号处理诊断

信号处理诊断技术是针对电动机发生故障后发出信号、指令来判断故障情况。除了一些先进的电动机机器设备外,一些企业会在电动机的绝缘设备上安装诊断用信号处理装置,通过安装这种装置,能够完全对应信息处理要求。而维修人员、工程师则根据信号处理诊断技术,对电动机发出的信号时域、时频来进行分析(分析内容是信号的时域、频域、频率分量的变化、信号非平稳时的时变函数判断),从而对相关设备发出的故障进行计算、参数对比,信号处理方式。

2.4混合诊断方法

混合诊断方法也是常见的故障诊断技术,是结合以往的应急型故障诊断方法(该方法需要综合素质较高的工程师、检修工人来进行,结合仪器检测来综合判断电动机故障原因,但由于是肉眼检测和主观判断检测,所以准确率不高)的基础上,结合电动机维修管理工作,实施定期维护、管理工作,来进一步获取电动机内部定子、转子、各项零部件的数据参数,从而避免一旦出现故障会出现明显的数据误差,不利于判断重点损坏区域。当前,这种故障诊断技术随着互联网技术、数字技术的推进,也逐渐走向智能化,方便检修人员实时进行参数对比,方便预判电动机的状态,制定故障维修方案。

3、结束语

本文主要分析的是故障诊断技术在电动机维修管理中的应用,针对目前电动机故障类型进行系统分析与探讨,并针对故障诊断技术的分别具体应用进行详细的探讨,希望通过本文的分析,能够对相关专业知识有更深层次的了解。电动机是工程机械运行的重要组成部分,因此了解故障诊断技术的基础上,能够对相关专业研究有一定的引导作用。

参考文献

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[3]孙慧影,林中鹏,刘银丽,李萌.基于随机游走蜂群算法优化的RBF神经网络电动机故障诊断研究[J].水电能源科学,2017,35(08):165-168.

我之前有在《仪器与设备 》,你也可以自己去找下吧~论文貌似是都可以免费下载的

电动机振动论文研究

《异步电动机的效率优化快速响应控制研究》崔纳新, 张承慧, 孙丰涛 - 中国电机工程学报, 2005

电动机振动原因主要有三种情况:电磁方面原因;机械方面原因;机电混合方面原因。一、电磁方面的原因1. 电源方面:三相电压不平衡,三相电动机缺相运行。2.定子方面:定子铁心变椭圆、偏心、松动;定子绕组发生断线、接地击穿、匝间短路、接线错误,定子三相电流不平衡。3.转子故障:转子铁心变椭圆、偏心、松动。转子笼条与端环开焊,转子笼条断裂,绕线错误,电刷接触不良等。二、机械原因1.电机本身方面:转子不平衡,转轴弯曲,滑环变形,定、转子气隙不均,定、转子磁力中心不一致,轴承故障,基础安装不良,机械机构强度不够、共振,地脚螺丝松动,电机风扇损坏。2.与联轴器配合方面:联轴器损坏,联轴器连接不良,联轴器找中心不准,负载机械不平衡,系统共振等。三、电机混合原因1.电机振动往往是气隙不匀,引起单边电磁拉力,而单边电磁拉力又使气隙进一步增大,这种机电混合作用表现为电机振动。2.电机轴向串动,由于转子本身重力或安装水平以及磁力中心不对,引起的电磁拉力,造成电机轴向串动,引起电机振动加大,严重情况下发生轴磨瓦根,使轴瓦温度迅速升高。处理方法:1. 电气原因的检修:首先是测定定子三相直流电阻是否平衡,如不平衡,则说明定子连线焊接部位有开焊现象,断开绕组分相进行查找,另外绕组是否存在匝间短路现象,如故障明显可以从绝缘表面看到烧焦痕迹,或用仪器测量定子绕组,确认匝间短路后,将电机绕组重新下线。例如:水泵电机,运行中电机不仅振动大轴承温度也偏高小修试验发现电机直流电阻不合格,电机定子绕组有开焊现象,用排除法将故障找到消除后,电机运行一切正常。2. 机械原因的检修:检查气隙是否均匀,如果测量值超标,重新调整气隙。检查轴承,测量轴承间隙,如不合格更换新轴承,检查铁心变形和松动情况,松动的铁心可用环氧树脂胶粘接灌实,检查转轴,对弯曲的转轴进行补焊重新加工或直接直轴,然后对转子做平衡试验。打风机电机大修后试运行期间,电机不仅振动大,而且轴瓦温度超标,连续处理几天后,故障仍未解决。我班组人员在帮助处理时发现,电机气隙非常大,瓦座水平也不合格,故障原因找到后,重新调整各部间隙后,电机试转一次成功。3. 负载机械部分检查正常,电机本身也没有问题,引起故障的原因是连接部分造成的,这时要检查电机的基础水平面,倾斜度、强度,中心找正是否正确,联轴器是否损坏,电机轴伸绕度是否符合要求等。

电动机振动原因:电磁方面原因;机械方面原因;机电混合方面原因电机振动的处理步骤1、把电机和负载脱开,空试电机,检测振动值。2、检查电机底脚振动值,依据国标GB10068-2006,底脚板处的振动值不得大于轴承相应位置的25%,如超过此数值说明电机基础不是刚性基础。3、如四个底脚只有一个或对角两个振动超标,松开地脚螺栓,振动就会合格,说明该底脚下垫得不实,地脚螺栓紧固后引起机座变形产生振动,把底脚垫实,重新找正对中,拧紧地脚螺栓。4、把基础上四个地脚螺栓全紧固,电机的振动值仍然超标,这时检查轴伸上装的联轴器是否和轴肩靠平了,如不平,轴伸上多余的键产生的激振力会引起电机水平振动超标。这种情况振动值超得不会太多,往往和主机对接后振动值能下降,应说服用户使用,二极电机在出厂试验时根据GB10068--2006在轴伸键槽内装在半键。多余的键就不会额外增加激振力。如需处理,只需把多余的键截去多出长度的一般即可。5、如电机空试振动不超标,带上负载振动超标,有两种原因:一种是找正偏差较大;另一种是主机的旋转部件(转子)的残余不平衡量和电机转子的残余不平衡量所处相位重叠,对接后整个轴系在同一位置的残余不平衡量大,所产生的激振动力大引起振动。这时,可以把联轴器脱开,把两个联轴器中的任一个旋转180℃,再对接试机,振动会下降。6、振动振速(烈度)不超标,振动加速度超标。

基于神经网络逆系统的磁悬浮开关磁阻电动机的解耦控制 隐极同步电动机转矩可控性与解偶性分析 基于BUCK变换器的无刷直流电机转矩脉动抑制方法 基于NIOS软核处理器的直流无刷电机控制系统设计 感应电机的无速度传感器逆解耦控制 交_交变频多相同步电动机调速系统谐波转矩分析 一种新型两相感应电动机变频调速SPWM控制技术 一种利于开关磁阻电机降噪的新散热筋结构 基于瞬时无功功率理论对异步电机控制方法的改进 交流永磁同步电机伺服系统的变结构控制 直接平均转矩控制的磁链控制改进 TRT同步发电机无刷励磁系统的设计研究 笼型转子无刷双馈电机的电磁分析和等效电路 永磁式双凸极电机角度提前控制方式 带整流负载同步发电机的Saber建模及仿真 无轴承异步电机的单DSP控制 基于模糊与自校正技术的超声电机伺服控制 基于RBF神经网络的开关磁阻电机单神经元PID控制 精密工作台直线电机推力波动补偿研究 双绕组交直流发电机参数的局部辨识 混合动力汽车中开关磁阻电动_发电机纯硬件控制器的研究 基于换相过程分析的无刷直流电动机机械特性的研究 基于模糊模型无位置传感器开关磁阻电机的位置检测 气隙对双凸极电励磁发电机特性的影响分析 基于Park矢量模信号小波分解的感应电机轴承故障诊断方法 基于等效电感方法的电磁式双凸极电机系统简化控制模型 异步电机矢量控制中扩展卡尔曼滤波器的优化研究 两相异步电机的动态特性仿真 三相绕组Y接法单相电容电动机瞬态过程仿真研究 一种基于占空比控制技术的异步电机直接转矩控制方案 基于极弧系数选择的实心转子永磁同步电动机齿槽转矩削弱方法研究 无刷双馈电机基于同步角的矢量解耦控制 基于电压解耦原理的感应电机无速度传感器矢量控制 基于离散趋近律控制的直流电机速度控制系统 神经网络和模糊算法相结合的永磁同步电机的鲁棒控制 无轴承永磁同步电机控制系统设计与仿真 基于正交神经网络的无刷直流电机控制器设计 模糊自适应PI控制永磁同步电机交流伺服系统 三相异步电机的DSP矢量控制系统 新型横向磁通永磁电机研究 运用比较法浅析异步电动机运行状态 基于CMEXS_函数永磁同步电机控制系统仿真建模研究 复合笼条转子感应电动机不同转子材料特性对起动性能的影响 无刷直流电机PWM调制方式的优化研究 无位置传感器的方波驱动无刷直流电机控制系统 基于PIC单片机的二维步进电机控制系统 交流变频调速电机设计与应用 一种基于单片机的步进电机控制驱动器 直线电机系统的开发研究与应用 DSP在短行程直线电机精密位置控制中的应用研究 单片机在交流电动机软启动中的应用 数控直线电机进给定位误差补偿技术研究 异步电动机变频调速再启动方法的研究 多相异步电机谐波电流与谐波磁势的对应关系 新型无刷直流直线电机系统的总体设计 交流复励电动机的工作特性 无速度传感器异步电机按定子磁链定向的矢量控制系统 直流伺服电动机模糊控制器的设计与仿真 一种感应电机直接转矩控制磁链观测的改进方法 RTDS中同步电机模型特性研究 基于多模型自适应控制器的感应电机变频调速系统 基于矢量控制IM实时控制的dSPACE实现 基于专用集成芯片的无刷直流电机控制器 开关磁阻电机模糊PID控制系统研究 浅析直流变频电机用电磁线的开发 双处理器实现无位置传感器开关磁阻电机控制 无速度传感器永磁同步电机直接转矩控制系统 基于编码器插值技术的光衰减器电机定位系统 无刷直流电机无位置传感器的检测方法 低压异步电机重绕修理中的绝缘结构问题 基于SIMULINK的永磁无刷直流电动机及控制系统的建模与仿真 交流单相感应电动机非对称空间矢量变频调速的研究 应用PTC和ZnO实现同步发电机快速灭磁 阻尼绕组对直接转矩控制同步电机动态行为的影响 复合型超声马达纵向振动建模 基于限流变压器的高压异步电机软起动控制器 一种新型四相SR电机功率变换器的分析与设计 PLC在三相异步电动机控制中的应用 基于DSP的混合式步进电机直接转矩控制研究 无刷直流电机神经网络内模自适应控制器设计 磁场定向不准对感应电动机系统性能影响的分析 无刷直流电机广角波控制方法的研究 单个逆变器驱动两台并联感应电机的无速度传感器矢量控制方法 感应电动机交_交变频调速系统的双内模控制研究 基于神经网络的开关磁阻电机无位置传感器控制 开关型磁阻电动机固有频率解析计算 三自由度球形电机位置测量研究 双凸极永磁电机的控制模式 PLC对步进电动机改变转速控制的实验 MRAS异步电机无速度传感器矢量控制低速性能的改善 基于MRAS的异步电机转子时间常数实时辨识 基于DSP的无刷直流电机锁相稳速系统 基于DSP控制的小功率异步电机变频调速系统 基于耦合场的大型同步发电机定子温度场的数值计算 基于光电传感器编码的永磁球形步进电机运动控制 新型内嵌式SMA电机的非线性模型 液体媒质超声波电机运行特性的实验研究与分析 集中绕组永磁无刷直流电机电枢反应及绕组电感的解析计算 永磁同步电动机直接转矩控制的弱磁运行分析 永磁直线同步电机推力波动优化及实验研究 基于恒定开关频率空间矢量调制的永磁同步电机直接转矩控制

机车电传动论文格式

电空制动机采用电信号作为控制指令,动力源则采用压力空气。下面是我为大家推荐的浅谈电力机车制动机论文,欢迎浏览。

《 防止SS4改型电力机车非正常制动的对策 》

摘要:非正常制动在机车运用中时有发生,给 安全生产 带来了极大的隐患。本文阐述了一种防止电力机车非正常制动的报警装置,该装置在SS4改型电力机车上的使用,有效地减少了此类问题的发生,为机车的安全运用提供了有力的保障。

关键词:SS4改型电力机车;非正常制动;报警装置

中图分类号:F407.61

一 引言

机车非正常制动报警装置采用双语音报警盒,多传感器,重联设计。以单片机为核心,采用智能语音芯片,具有语音声光报警提示功能,适合各型内电机车,安装简便。可有效的防止因乘务员误操作、误打手制动、制动系统故障等因素,造成的机车动轮长时间制动,从而预防动轮弛缓或轮对擦伤故障的发生,保障了机车安全运行。

二 工作原理

机车非正常制动报警装置包括速度信号检测、第一转向架空气制动信号检测、第二转向架空气制动信号检测、手制动检测、单片机电路、语音报警、信息显示、数据设置、电源模块、重联输入输出、存储电路等部分。

机车非正常制动报警装置原理框图

1、速度信号检测

速度信号取自机车速度传感器,经隔离后进行整形,输出两路信号,一路为开关信号,表示机车有速度信号,另一路为脉冲信号,送入单片机电路,计算出机车制动后的走行距离。

2、制动信号检测

a. 采用压力开关检测机车空气制动信号。安装在制动风管上。当机车空气制动时,输出开关信号,送入逻辑判断电路。每台机车安装两个,任何一个动作,均表示机车处于制动状态。

b. 采用接近开关检测机车手制动信号,安装在带有手制动机位置的制动缸鞲鞴上,当机车手制动时,输出开关信号,送入逻辑判断电路。

3、单片机电路

单片机单元是报警器的核心。它一方面负责机车各项参数数据的设定和初始化,另一方面单片机电路会根据设定好的参数数据对速度信号脉冲进行计算,计算机车的制动距离,根据检测的制动信号,输出部位信号指示。当制动距离达到设定值时,输出制动距离信号。其报警逻辑为:

报警模式1=速度×制动

报警模式2=速度×制动×制动距离

即:机车运行中,当速度≥3Km/h时,如果机车制动,则语音提示三遍“机车制动”(报警模式1);当机车制动距离超过报警距离时,语音连续提示“注意,机车制动”(报警模式2)。

4、重联输入输出

重联输入输出负责监测重联信号的输入,并在有制动信号的情况下输出重联信号。

5、参数设置单元

该部分负责机车参数数据设置,分为三项:

a. 机车类型设置(电力机车或内燃机车);

b. 传感器类型设置(光电传感器或磁电传感器);

d. 报警距离设置(100M-900M)。

6、存储电路

负责存储设定好的机车各项参数,使报警装置在非使用状态下(断电),可存储已设定好的参数,包括机车类型,传感器类型,制动报警距离。

7、显示电路

本设置采用数码管显示加LED显示电路,用于显示报警器工作状态、报警状态、制动信号状态和机车运行状态,在设置功能下显示参数设置的状态。

8、语音电路

负责报警器的语音报警,在设置状态下,语音提示当前的设置状态。

三 技术指标

1、电源

电源电压: DC 110V±30%

功率:10W

2、制动报警距离

距离计程分度:10 M

报警距离设定:100―900 M(可以100M为进制选择)

3、速度通道:

适用测速电机:可选择光电或磁电速度传感器(独立供电或并联供电)。

采样灵敏度: 300 mV AC

输入阻抗: >10 KΩ

4、闸缸制动传感器(压力开关)

工作电压: DC 15±2 V

动作压力:0.4±0.1 bar

5、停车制动缸传感器(接近开关)

工作电压: DC 15±2 V

动作距离:4±1 mm

6、绝缘电阻: >20 MΩ

7、报警模式:制动信号显示、语音提示、声光同时报警。

8、使用环境条件符合TB/T 3021-2001《机车电子装置》要求。

四 安装 方法

每台机车安装两套机车非正常制动报警装置,包括两个报警盒、2个压力开关传感器、2个接近开关传感器和连接电缆。

1、报警盒安装:

报警盒安装在司机室侧墙面上。通过P0(10芯电缆)和P1(5芯电缆)引入1号端子柜内的接线盒上,由接线盒引出线接到端子柜内。

2、接线盒安装:

将接线盒安装在一号端子柜右侧,用Φ4自攻螺丝固定;

3、压力开关的安装:

压力开关安装在机车制动柜202BP压力传感器

下方,将202BP拆下,安装转接座(SS4压力开关

三通),202BP和压力开关安装到位。所有接头缠绕

密封胶带,安装时用力适当。 压力开关

4、接近开关的安装:

将机车处于缓解状态下,接近开关安装在右2轮的制动缸鞲鞴的一侧,用于监视鞲鞴动作判断机车上闸、缓解状态,同时监视机车手制动动作。

五 使用方法

1、接通电源,报警装置处于工作状态。报警器首先进行数据的初始化并提示开机提示音,之后显示电路工作。当机车静止时,可设置报警装置的各项参数,包括机车类型、传感器类型和制动报警距离。

2、当机车无制动时,数码管显示“0000”。当机车制动时,报警器上对应的“本节手制动”、“本节空气制动”、“后节手制动”“后节空气制动”指示灯亮,分别表示机车本节或后节制动。当报警装置重联使用时,有重联制动时,数码管显示“H000”。

3、机车运行中(速度≥3Km/h),如果机车制动,语音提示三遍“机车制动”。

4、机车运行中,机车制动后,报警装置上“数码管”将显示制动走行距离,当机车制动距离超过报警距离时,报警装置开始语音连续报警“注意,机车制动”。此时如果机车停车或缓解,报警停止。

5、本报警装置,只对司机起报警作用,不参与机车控制。当出现报警时,乘务员应检查报警装置上对应的制动信号,检查前后节机车闸缸压力,及时排除故障处所。

6、当本装置故障后,可将报警装置上的插头拔下,即可切除。如果一节车报警装置故障,不影响另一节车工作。如果传感器故障,可以将接近开关防水插头(或压力开关接线)拔下,不影响另一传感器工作。

六 综述

机车非正常制动报警装置,通过压力开关和接近开关检测制动信号。不仅可以利用压力开关检测制动缸压力信号,判断机车空气制动;也可以利用接近开关采检测制动缸鞲鞴行程信号,判断机车手制动。机车非正常制动报警装置,只有在机车运行中超过了设定的制动距离的情况下才报警。对于停车制动和正常制动情况不报警,符合机车运用状态。

《 阿根廷机车制动系统的设计 》

【摘 要】本文介绍出口阿根廷机车的制动系统的组成、制动机主要部件、综合作用、主要参数等。

【关键词】阿根廷机车;制动系统;综合作用;26L

1 概述

阿根廷SDD7型内燃机车是我公司于2012年设计研发的一种双司机室内走廊的机车,它用于阿根廷圣马丁铁路线的客运牵引,该机车是以纯空气制动为主的制动系统,辅助动力制动及手制动。主要使用司机室内手动操作制动系统。

2 SDD7型内燃机车制动系统的组成

SDD7型内燃机车制动系统包括风源系统、空气制动系统、辅助用风系统、基础制动和手制动。

2.1风源系统

机车风源系统的主要作用是产生和储备具有一定压力的清洁压缩空气,它是机车上各种风动设备和制动机的动力。风源系统主要由空气压缩机(以下简称空压机)、散热器、空气干燥器、安全阀、止回阀、总风缸、空气压力调节器等组成。其主要任务是及时向机车及列车制动系统,机车撒砂系统、风喇叭和刮雨器系统、控制用风管路及 其它 辅助用风装置等提供足够的、符合压力规定和质量等级要求的压缩空气。现将各部件的用途简述如下:

(1)3CDCB A型 空压机。3CDCBA型空压机为空气制动系统提供压缩空气,它由柴油机经过传动机构来驱动. 空压机的工作主要由总风缸管路上装有的压力调节器自动调节,它将总风缸压力转换为电信号来控制空压机控制电磁阀的通断,从而实现空压机的加载和卸载。

(2)散热器。散热器装在空压机后,其作用是将压缩空气从空压机的出口温度冷却到不大于空气干燥器进口温度的最小值。

(3)止回阀。风源系统安装了两个止回阀,一个止回阀装在空压机和总风缸之间,防止总风缸压力空气倒流。另一个安装在第一总风缸与第二总风缸之间,阻止总风从第二总风缸倒流至第一总风缸。

(4)SJKG-C B型 干燥器。SJKG-CB型空气干燥器是一种双塔交替工作、无热再生的除湿装置,,此干燥器是根据本车中空压机的特殊情况,在原SJKG-C系列空气干燥器的基础上加再生风流量自动调节阀,再生风流量自动调节阀控制出气,并按照实时的流量信号控制再生风量的大小,使干燥剂再生,保持再生耗气率小于或等于18�。空气干燥器设在空压机组和总风缸之间,目的是为了确保制动系统的可靠性,去除空气中的油、水和灰尘等杂质,其过滤精度位5μm。

(5)总风缸:根据整个空气管路系统的用风要求,本机车设有两个容积均为500L的总风缸,用来储存压缩空气。两个总风缸都带有排水阀。

(6)高压安全阀。高压安全阀装在两个总风缸之间,其作用是防止总风压力超过规定值(950±20)kPa,关闭动作值不低于850 kPa。

2.2空气制动系统的主要部件

空气制动系统由26-L型制动机、管路附件等组成。该系统符合AAR RP-505-2001相关标准的要求,具有机车制动重联、断钩保护、紧急安全控制、电阻制动和空气制动连锁等功能。26-L型制动机的主要部件分三部分:

(1)基础制动部分: 30-CDW空气制动阀、30-CW模块、26F控制阀和J-1继动阀。

操纵30-CDW空气制动阀,通过30-CW模块由总风给列车管充、排气,26F控制阀受列车管空气压力的变化和单独缓解和作用管充、排气的控制,使J-1中继阀控制机车制动缸的充气和排气,使机车得到制动和缓解。

(2)紧急制动部分:紧急制动阀和A-1充气遮断控制阀。

紧急制动阀安装在主操纵台一侧的地板上,用于紧急情况下实施制动。

A-1充气遮断控制阀是列车断钩分离时的保护装置。当列车分离或其他非自阀的原因,使列车发生紧急制动时,此阀能实现以下特性:

1)切断列车管充气、保证总风缸的风不被排到大气,不因此浪费系统的空气压力。

2)自动撒砂:在紧急制动作用过程中,能对车轮即刻实施撒砂辅助制动作用。

3)切断动力:保证切除牵引电机的动力。这可以减少列车拉断的可能。

4)电阻制动切断:通过切断电阻制动,使系统仅处于紧急制动。一旦紧急制动作用启动将不能停止。

(3)重联部分:MU-2A阀和F-1选择阀。F-1选择阀受MU-2-A阀的控制,实现机车的重联功能。

2.3 26L空气制动机的综合作用

26L空气制动机的综合作用是通过操纵自动制动阀和单独制动阀,使制动机各部件产生动作,从而使机车实现制动、缓解、紧急制动等功能。26L空气制动机的综合作用包括充气、自动制动、自动缓解、单独制动、单独缓解、紧急制动、断钩保护、电空制动连锁、紧急安装控制等。本文着重介绍断钩保护、电空制动连锁、紧急安装控制和紧急制动的缓解。

(1)断钩保护

断钩保护装置是在发生非自阀原因所造成的列车紧急制动(如紧急制动阀实施紧急制动,或由警惕装置、超速、断钩和其它装置发出惩罚紧急制动命令)时,列车管内的压力空气迅速排出,A-1充气遮断控制阀的作用鞲鞴处于紧急制动位,切断鞲鞴充入总风并上移,列车管遮断管充风,列车管充气通路被遮断,当列车管遮断管的空气压力达到设定值,动力切断开关断开,机车牵引动力和电阻制动自动切除并撒砂,以保证列车迅速停车。

(2)电空制动连锁

将自动制动阀手柄置紧急位或紧急制动阀实施紧急制动、或由警惕装置、超速、按紧急按钮、断钩和其它装置发出惩罚紧急制动命令后,当12号管的压力升到压力开关5KP的动作值约160kPa时,电阻制动或牵引动力自动卸载或加不上载并开始自动撒砂。 当制动缸压力达到(100±10 )kPa时,电阻制动卸载或加载无效。制动缸压力小于85kPa时,施行电阻制动有效。

将自动制动阀手柄移到制动区的任何位置后,机车施行电阻制动时,自动常用制动与电阻制动联锁电磁阀3YV得电,制动缸压力自动缓解,并降到0。机车施行电阻制动后,自动常用制动与电阻制动联锁电磁阀3YV得电,将自动制动阀手柄从缓解位移到制动区内的任何位置,制动缸压力均为0。当电阻制动切除以后,制动缸压力立刻由0升到自动制动阀手柄所在位置所对应的压力值。 (3)紧急安全控制

由警惕装置、超速、按紧急按钮和其它装置发出惩罚紧急制动命令后,当21号管的空气压力降到550kPa时,紧急安全控制空气压力调节器常开触头断开,紧急制动电磁阀失电,机车或列车实施空气紧急制动。如要缓解由紧急安全控制引起的紧急制动作用,需操作如下:将制动阀的选择阀手柄置OUT位,移自动制动阀手柄到紧急位,停留时间超过30s,移自动制动阀到手柄HO位或SUP位,直到状态显示屏上的紧急制动状态显示灯熄灭后,(大约30~60s),(完成以上操作以后,21号管的压力逐步建立,直到升至690 kPa,紧急安全控制空气压力调节7KP重置),移动动阀的选择阀手柄到FRT或PASS位,再将自动制动阀手柄移到缓解位,使机车或列车空气紧急制动缓解。

(4)紧急制动的缓解

由自动制动阀手柄、警惕装置、超速、按紧急制动按钮、断钩和其它装置发出惩罚的紧急制动作用的缓解,需将制动阀的选择阀手柄置OUT位,再将自动制动阀手柄移到紧急位,停留时间超过30s后,移自动制动阀手柄到HO位或SUP位,待状态显示屏上的紧急制动状态显示灯熄灭后,移制动阀的选择阀手柄到FRT或PASS位,再将自动制动阀手柄移到缓解位,当12号管的压力降到压力调节器5KP的释放值约80kPa时,电阻制动或牵引动力加载功能恢复并停止撒砂。

2.4 26L制动系统主要参数

26L制动系统主要参数如表1所示:

2.5 辅助用风系统

(1)解钩

本机车装有自动车钩,通过操作操纵台上的解钩按钮来控制解钩电磁阀的通断,从而控制解钩管的充、排风,实现自动车钩的解钩。

(2)撒砂系统

撒砂有自动和人为撒砂,人为撒砂由设在机车操纵台下的脚踏开关来控制。主台及副台分别都配有一个脚踏开关,当需要人为撒砂时,踏下脚踏开关,行驶方向的撒砂器撒砂。自动撒砂是由微机控制在紧急制动、机车空转或滑行时自动撒砂。

(3)风喇叭系统

风喇叭安装在司机室顶部,每端各装有1个高音喇叭和一个低音喇叭。由设在机车操纵台上的按钮开关及操纵台下的脚踏开关来控制。按下操纵台上的喇叭按钮或踏下脚踏开关,操纵端风喇叭电磁阀得电,风喇叭鸣响,并通过微机记录风喇叭工作状态。

(4)控制用风系统

控制用风系统主要是给电气系统空电开关等辅助用风装置提供符合压力和清洁度要求的压力空气。

2.6基础制动

每个转向架有3根轴,装有6个独立作用的单元制动器,其中中间轴采用可连接手制动装置的单元制动器。每个单元制动器装有2块闸瓦,方便更换,且有利于制动时的接触与散热。SDD7型内燃机车使用的是我公司自行研制的QB-11和QB-11S型单元制动器,其中,QB-11S型单元制动器能与手制动装置相连。该单元制动器利用不自锁梯形螺纹结构实现闸瓦间隙自动调整。

2.7 手制动

手制动装置是利用人力操纵产生制动作用的装置。用于在线路上机车的停放,防止溜逸。顺时针旋转手制动手轮实施机车制动,逆时针旋转手制动手轮实施机车缓解。手制动装置的能力能够保证在15‰的坡道上驻车。

3 机车线路考核

本SDD7型内燃机车已于2013年初运抵阿根廷,并陆续开展了机车的静态试验、线路上的动态试验和运用考核,在圣马丁线运用考核结果初步表明,该制动系统满足用户的使用要求。

参考文献:

[1]胡艾平.太行型内燃机车遥控电空制动系统[J].内燃机车,2010(438).

[2]夏寅荪.ND5型内燃机车[M].河北:中国铁道出版社,1988.

[3]智廉清. 关于26-L、JZ-7、DK-1等三种机车制动机的浅析[J].中国铁道科学,1985(02).

[4]戚墅堰机车车辆厂.东风11型内燃机车[M].北京.中国铁道出版社,1997.

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火车机车是指在铁路轨道上行驶的车辆,通常由多节车厢所组成。下面是我整理的火车机车新技术论文,希望你能从中得到感悟!

火车流体装卸安全技术

【摘 要】石油石化在火车装卸时存在着一定的安全隐患及设备使用不当会造成石油、液化气的浪费及污染,本文论述了石油、液化气的火车装卸方法,进而提出在石油石化火车装卸过程中应注意的安全事项,提高火车装卸的效率和减少安全事故,避免造成浪费及污染。

【关键词】火车装卸;流体装卸;液化石油气;安全技术

1、前言

火车装卸设施包括铁路装卸作业线、装卸鹤管、装卸栈桥和栈台、零位罐和缓冲罐、升压设备、工艺管道、计量设备。火车装卸作业线,他是作为石油石化装卸作业用的火车专线,包括铁路罐车装卸作业线和铁路专用线。铁路专用线是用来调车、停放铁路罐车及铁路货运车厢的。铁路装卸作业线是作为罐车、货车对准货位进行货物装卸用的。一般情况下,铁路装卸作业线都布置在石化企业或油库的边缘地带。

2、铁路油罐车的装卸方法

铁路油罐车的装卸方法一般可分为上部装卸和下部装卸两种。

2.1 上部卸油

上部卸油是将鹤管端部的橡胶管或活动铝管,从油罐车上部的罐车盖插入车内,然后启用泵或以虹吸方式自流卸车。泵卸油时,必须保证泵吸入系统充满油液,并在鹤管顶点和吸入系统任意部位不产生气阻断流的现象,因此配有真空泵以满足灌泵和抽底油扫底的要求。当罐车液面高于零位油罐并具有足够的位差时,可采取虹吸自流卸油,但必须具备抽真空或填充油液的设备以填充鹤管虹吸。

利用浸没油泵进行油品接卸,也得到使用。这种浸没油泵安装在卸油鹤管的未端,泵利用电动机传动。

2.2 下部卸油

下部卸油是接卸粘油时广泛采用的方法。因为轻油罐车不设下卸器,所以,轻油一般不采用这种方法。下部卸油系统是由油罐车下卸器与输油管路等组成,由罐车下卸器与集油管的连接橡胶管或铝制卸油臂完成卸油的。

2.3 自流装车

凡是可以利用地形高低位差并具备自流条件的油库,应尽量采用自流装车。自流装车不仅节省投资,减少经营费用,更重要的是不受电源的影响,安全可靠。

2.4 泵送装车

凡是地形不具备自流装车条件的油库,都采用油泵装车。对于一些大型油库来说,储油区与装卸区距离都较远,而且标高位差较大。因此,卸油泵采用具有大排量、低扬程特性的泵,以满足快装快卸的要求。而输送泵采用的是小排量、高扬程的泵,其排量只要能在下次列车到库前将缓冲罐内的油品全部送至储油罐即可。

3、液化气体罐车的装卸方式

3.1 用压缩机装卸

这是一种常用的装卸方式。卸车时,它是用压缩机抽出储罐中的气态液化气体,压入要卸液的罐车中去,使储罐内的压力降低,而罐车内压力升高,从而达到顺利卸车的目的。装车时,作用相反,液态液化气体由储罐灌装到罐车中去。采用压缩机装卸,储罐与罐车内的压差一般应保持在0.2~0.3兆帕。这种装卸方式的优点是工艺流程简单,能同时装卸几辆罐车,装卸能力较高,并且可以完全倒空,液化气体没有损失,不污染环境,但耗电量较大,管理比较复杂,只有当压缩机使系统形成一定的压差后方能开始装卸。还必须注意,用压缩机抽气时,不宜使罐车内的压力过低,以免空气进入罐车内。

3.2 用泵装卸

这是一种比较简便的方法,工艺系统简单,只需液相管道。当为了加快装卸速度而增设气相连通管时,管径也较小。卸车时,开启罐车卸车阀门和储罐进料阀门,启动泵后,液态液化气体便被泵到储罐中去,而罐车和储罐的气相压力依靠气相管得到平衡。装车时,关闭罐车卸车阀门和储罐进口阀门,开启罐车装车阀门和储罐出口阀门,在泵的作用下,液态的液化气体便由储罐装入罐车内。在整个装卸过程中,应保证泵的吸入口处有比饱和蒸气压大的静压力,否则,在吸入口中的液化气体有可能气化造成“气塞”,使泵空转。因此,采用这种装卸方式要注意泵的选择。

3.3 用压缩气体装卸

这种方法是利用经过调压的高压压缩气体送入罐车(卸车时)或送入储罐(装车时),造成罐车和储罐之间产生压力差,使罐车的液化气体经液相压进储罐或由储罐压进罐车,从而达到装卸的目的。用压缩气体输送液化石油气、液氨,应使用氮气等不会形成爆炸性混合物的气体,且不可用压缩空气来装卸。而输送液氯、液态二氧化硫及其他无爆炸危险的液化气体,则可使用压缩空气。

4、火车装车安全预防措施

4.1 液化气体铁路罐车充装前的检查

由于液化气体铁路罐车是移动式储运容器,具有流动性大、容积大、安全要求高、管理难度大等特点,所以,国家对铁路罐车的设计、制造、使用与管理、检修、运输都做了明确的规定。为了保证罐车的安全使用和安全运输,罐车有关资料要齐全有效,罐车状况必须保持完好。因此,液化气体铁路罐车在充装前必须对罐车状况及有关资料进行检查。资料检查的内容包括:省级劳动部门批准使用的登记证,罐车产品合格证,罐车质量证明书,罐车置换合格证或车内所存留介质证明,罐车(罐车及行走部分)大中修记录,押运人的押运证,铁路锅炉安全监察部门发给的安全运输许可证。检查发现无上述证件者一律不予充装。

罐车充装前,充装单位必须有专人对罐车进行检查。在检查过程中发现有下列情况之一者,应事先进行妥善处理,使之符合充装要求,否则严禁充装。罐车未按期检验或检验不合格者;罐车的颜色、字样、标记和所装的介质不符者,或者颜色、字样、标记脱落而不易识别其种类者;罐车外表腐蚀严重或有明显损坏、变形者;附件不全、损坏、失灵或不符合安全规定者;未判明罐内残留介质品种者;液化石油气和液氨罐车内气体含氧量超过3%者;罐车内残留截止重量不明者;罐体密封性能不良或各密封面及附件有泄漏者;罐车底架定期检修超期未修者。

4.2 液化气铁路罐车事故的预防

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