出口孟加拉的新型米轨内燃交流传动动车组_徐晓刚

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逆变器
辅助供电。柴油发电机组发出三 相交流电,经整流成500~900 V 的直流电。一路直流电经牵引变 流器后输出变压变频的交流电给 牵引电机,实现列车牵引供电; 另一路直流电经辅助逆变器后逆 变为380 V/50 Hz交流电后供给列
ω 柴 油 机 转 速 司 控 器 转差频率 计算 ωs1 isq
参考文献 [1] 孙梅云.出口加纳米轨内燃交流传动动车组[J].内 燃机车,2012(11):29-34. [2] 马冬莉,高峰,张娜,等.内燃动车组动力总成构 架结构优化设计[J].铁道机车与动车,2013(11): 16-18. [3] 郭耀华,孙梅云.孟加拉内燃动车组动力总成公用 构架的设计[J].科技创新与应用,2013(6):12. [4] 沈旭奎,闻兴业,陈永盛,等.出口孟加拉动车组 动车车体钢结构设计及强度分析[J].铁道车辆, 2013,51(10):17-20.
动车组的运用条件:环境温度5~45 ℃;最大相 对湿度100%;最大海拔高度213 m;最大坡度10‰; 轨距1 000 mm;通过最小曲线半径91.4 m;站台高度 406.4/431.8/457.2 mm;采用孟加拉铁路限界。
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技术与应用
一级减振器 公用构架 主发电机 柴油机 一级减振器 消音器 二级减振器 空空中冷器 液压泵组 膨胀水箱 一级减振器 空气滤器
图2
集成式动力单元
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出口孟加拉的新型米轨内燃交流传动动车组
徐晓刚
技术与应用
迹遍布达卡、吉大港等10余个大中城市。动车组日发送 旅客超过150万人,约占孟加拉全国铁路旅客发送量的 10%。自运营以来,动车组综合性能和运行品质良好, 得到了用户的好评。
isd
ia,b,c
ωr
图1
牵引控制策略
车其他交流负载和充电机等,实 现列车辅助供电。
节发电机励磁电流,实现以上3个控制量的平衡。 图1中逆变器采用转差型矢量控制。逆变器采集司 控器级位指令和柴油机转速信息,计算出对应给定级位 的功率限制值,通过实时计算实际输出功率,对实际转 矩给定进行调节、限制,实现对输出功率的限制。逆变 器转矩控制通过转矩爬升处理,来协调柴油机、发电机 大惯性环节的实际输出惯性需求。 2.3 牵引动力装置 在两端动车车下分别安装1套动力单元。动力单元 采用集成式。即将柴油机、发电机、充电机、空空冷却 器、进气滤清器、排气消音器、静液压泵组、膨胀水箱 及相应管路等共同集成在一个公用构架上,整体经地面 试验后装车。集成式动力单元见图2。 自主研制的集成式动力单元在国内属首创,它实 现了包括系统集成、模态匹配、振动控制等多项技术 突破。动力系统集成对于促进整车结构优化具有重大意 义,一方面可以节省空间、简化接口、提高精度、便于 检修;另一方面还可以实现组装工序并行作业,提高列 车组装生产效率。 柴油机采用德国MAN柴油机D2876 LUE622型,柴 油机额定功率338 kW,转速范围600~2 000 r/min,排放
中图分类号:U266.1 文献标识码:B
动 用。内燃动车组以其成本低廉、线路及气候环境适应性
强、编组灵活、操作方便等特点,成为许多国家城际旅客运输 的选型工具之一。内燃动车组拥有多种模式,但绝大多数是准 轨的液力传动和直流传动模式。至20世纪末,随着交流电传动 技术发展成熟,出现了少量的柴油机车上布置型的内燃交流传 动动车组。但截至目前,米轨条件下的柴油机车下布置型的内 燃交流传动动车组技术仍是空白。
动车组主要技术参数
参数 80 54.8 18 17.2 12 2 650 技术指标 车辆高度/mm 空车地板面高度/mm 动车组自质量/t 动车组最大载质量/t 动车组定员(AW3)/人 车体材质
引逆变器处于平衡状态,牵引系统在一定转速下稳定工 作;当有外扰动发生时(如车辆速度变化或司机牵引级 位变化),平衡便会破坏。牵引控制系统通过同步控制 柴油机转速、主发电机励磁电流和牵引电机控制量,将 主电路中间电压控制在合理范围内,确保柴油机在恒定 转速时实现主发电机和牵引逆变器在一定范围内的动态 稳定。牵引控制策略见图1。 图1中控制系统通过采集司控器级位信号和柴油 机转速信号(n)计算出对应给定级位的电压限制值 (U g)、电流限制值(I g)、功率限制值(P g),通过实 时检测得出实际输出电压值(U f)、电流值(I f)、功率 值(P f ),对电压、电流和功率的偏差进行PI调节,调
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车体与转向架系统
3.1 车体及连接 车体采用耐候钢材质的无中梁整体承载筒形结构。 为满足11.96 t的小轴重、动力设备车下吊装及复杂振动 模态的要求,车体结构既要质量轻,又要具有高强度 和高刚度。为此,在车体结构设计中采用了诸多创新方 法,如轻量化、边梁嵌套、结构渐变配置等。 头车前端配置半自动CBC标准的车钩缓冲装置,车 辆之间配置半永久车钩缓冲装置和橡胶风挡。
车组作为现代轨道交通工具,已经为世界多国普遍应
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动车组基本概况
该动车组是孟加拉国家铁路的招标项目,共20列。该项目
文章编号:1001-683X(2015)04-0070-04
自2011年7月25日启动,于2013年4月全部交付完成。该动车组 采用3辆编组方式,两端为动车,中间为拖车。以柴油发电机 为动力源,配备微机控制系统,采用交-直-交电传动方式, 可实现两列车重联运行。该动车组实现了柴油机及其附属装置 的车下布置。在米轨、电传动条件下,此技术模式属国内外首
动、拖车总体配置
拖车
网络控制系统由车辆控制单元VCU、TCN网关、人 机接口HMI、输入输出模块RIOM、网关MVB/RS485和 MVB/CAN J1939构成。网络系统除对柴油机调速、主发 电机励磁调节外,还对牵引系统、制动系统、静液压系 统、车门、火警、司机警惕装置、辅助供电、空压机等 进行监控。 动车组通过网络系统实现牵引系统同步控制,即 柴油机—主发电机—牵引逆变器自动功率调节。当柴油 机发电机组输出功率等于负载总功率时,主发电机—牵
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试验及运用
动车组组装后,除在厂内完成了各类试验外,还在
厂内米轨试验线上进行动态调试达2个多月,各项试验 及调试结果均达到了技术要求。 目前,20列动车组在孟加拉运营已一年多时间,足
责任编辑 收稿日期
高红义
2014-10-24
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技术与应用
出口孟加拉的新型米轨内燃交流传动动车组
徐晓刚
出口孟加拉的 新型米轨内燃交流传动动车组
徐晓刚:唐山轨道客车有限责任公司产品研发中心,高级工程师,河北 唐山,063035 摘 要:介绍出口孟加拉的米轨内燃交流电
传动动车组,从动车组总体构成、性能参 数、牵引控制、供电系统、车体、转向架、 制动系统、防腐处理、试验及运营情况等方 面进行具体阐述,积累的经验可为后续产品 进军国际市场奠定基础。 关键词: 孟加拉;米轨;内燃动车组;牵 引;技术;试验
3.2
转向架 转向架为米轨转向架,轨距1 000 mm,固定轴距
2 000 mm,最高设计速度为100 km/h。包括动力转向架 和非动力转向架两种。 动力转向架为全动轴形式,由构架、一系橡胶簧、 二系空气簧、轮对轴箱定位装置、Z形双拉杆中央牵引 装置、基础制动装置、齿轮箱和牵引电机等构成;非动 力转向架除无齿轮箱和牵引电机外,其余结构可与动力 转向架实现互换。 3.3 制动及风源 列车采用间接作用式空气制动,制动方式包括常用 制动、司机紧急制动和乘客紧急制动。 制动设备由UIC标准的FBS1系列司机制动阀、UIC 标准的KE2型分配阀、RH系列中继阀、PEC7系列踏面 制动单元、司机紧急制动按钮、乘客制动手柄、手制动 机、Deadman紧急制动阀及相应管路等构成。 列车设2套互为冗余的风源系统,按单双日轮流工 作,风源设备由空压机和干燥器构成。风源系统提供的 压缩空气质量符合ISO 8573-1标准的2-2-2等级,供风 量为400 L/min。 3.4 司机室及门窗设备 采用模块化司机室,主体结构为玻璃钢材质。司机 室模块在地面完成外壳、内装、电气件、操作台、侧窗 等子设备集成后,整体装配到车体接口上,既改善了安 装工艺性,又提高了生产效率。 车门采用双扇电动塞拉门,在滑道、门锁、门扇滑 槽等处进行针对性结构加强,提高其强度和安全性。 车窗采用改进型的25G型铝合金单元车窗,具备通 风、采光和逃生等多重功能。 3.5 防腐涂装 为适应孟加拉的气候环境,车体、转向架等都采用 了耐高湿、盐雾的油漆配套体系;紧固件采用达克罗表 面处理或不锈钢材质,提高使用寿命和安全性。
创,解决了传统内燃动车组因柴油机车内布置而难以实 现小编组的技术难题。该新型动车组车上全部为客室, 具有与电动车组相同的旅客界面和舒适性。 动车组动、拖车总体配置见表1,主要技术参数见 表2。
表1
动车 操纵台、司机室、司机侧门、电 气室、牵引控制柜、电气控制 柜、客室、客室侧门、车窗、座 椅、柴油机进排气通道、蓄电池 组、乘客对讲及乘客紧急制动装 置、手制动、风挡 头钩、动力转向架、柴油发电机 组、静液压装置、冷却装置、燃 油箱、牵引电动机、制动装置、 牵引逆变装置、中间钩
逆变控制 逆变器 实际功率
Udc
功率给 定值表
逆变器 功率限制值 I=f(Te) Isqref isq* isd*
速的性能。
Udc
usdc PI PI usd usq usqc 2s-2r ω ωe θ usd* usq* θ iα iβ 2s-2r SVPWM 调制
2.4 供电 动车组供电包括牵引供电和
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出口孟加拉的新型米轨内燃交流传动动车组
徐晓刚
技术与应用
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牵引供电系统
2.1 牵引方式 动车组设置2个对称的牵引单元,互为冗余,当1 个牵引单元故障时,可以利用另一个牵引单元继续降功 率运行。动车组牵引以柴油发电机组为动力源,采用 交-直-交传动方式。在每个动车底架下方设有1套柴油 发电机组、1台整流装置、1台牵引逆变器和4台牵引电 机。柴油发电机组向牵引系统提供三相交流电;经整流 器整流后转换为电压可调的直流电,供给牵引逆变器;
参数 3 410 1 119 100 35 415 碳钢
车内 设施
客室、电气控制柜、车窗、座 椅、扶手杆、电风扇、照明 灯、紧急对讲器、灭火器、播 音器、乘客紧急制动装置
车下 设施
非动力转向架、2组空压机及干 燥器、2组辅助逆变器、充电 机、制动装置、风缸
表2
技术指标 最高运行速度/(km・h-1) 动车组总长度/m 动车车体长度/m 拖车车体长度/m 车辆定距/m 车体宽度/mm
出口孟加拉的新型米轨内燃交流传动动车组
徐晓刚
wenku.baidu.com
达到欧洲Ⅲ阶段标准。
励磁控制 限压 值表 限流 值表 Ug Uf If Ig Pg If Uf 乘法器 Pf 求 最 小 值 电压检测 整流柜 励磁驱动板 牵引发电机 励磁机 PI 调 节
在柴油机的辅助输出端集成 了静液压装置,用以驱动机组冷 却装置风扇。静液压装置具有体 积小、质量轻、便于动力集成的 优点,同时具有良好的根据柴油 机温度变化实时调节冷却风扇转
动车组车厢内部
牵引逆变器将直流电转换为电压和频率均可调的三相交 流电,供给牵引电机;牵引电机通过齿轮箱驱动列车运 行。 2.2 牵引控制 动车组牵引控制包括网络控制和硬线控制两种方 式。正常状态下由网络实施牵引控制,司控器分7挡调 速;当网络出现故障时,利用柴油机的ZDR调速功能, 自动转换为硬线牵引模式,此时司控器分3挡调速。
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结束语
该型动车组是国内首先研发的米轨电传动条件下的
动力系统集成并在车下安装的内燃动车组。该动车组技 术模式的先进性在于其可以实现内燃动车组的短编组, 从而提升了内燃动车组作为城际旅客运输工具的适用 性。该动车组的成功研发和运用,进一步提高了我国动 车组在国际市场的占有率和知名度,也为后续产品进军 国际市场奠定了基础。
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