交流传动自走行焊轨机车电传动系统研究

摘要

本文介绍了目前国铁及地铁领域内焊轨机车的现状，指出了传统的铁路工程机械传动系统即液力传动或直流传动存在的明显的不足和劣势。针对此现状，南车戚墅堰机车有限公司为北京地铁运营总公司设计研发了交流传动自走行焊轨机车。自走行功能能够确保焊轨车在需要时快速到达作业场地进行钢轨焊接作业。2013年11月20日，北京地铁焊轨车在南车戚墅堰公司通过各项性能试验实现厂内交车，机车运行状态良好，赢得客户方的高度赞许，标志着该机车设计、生产、试验顺利完成。
　　文中着重介绍了南车戚墅堰机车有限公司自主研发的国内首台交流传动自走行焊轨机车电传动系统设计原理及组成部分。主要包含了针对机车走行牵引电机所需要的功率分析及机车牵引计算、整车辅助用电设备功率分析，这两项牵涉到柴油发电机组选型。同时详细介绍了机车主电路设计、控制电路设计、照明电路设计、微机保护及显示系统设计、空气制动电路设计及机车液压顶升机构设计。同时机车软件控制方面介绍了机车微机控制程序、微机显示界面设计以及机车主要零部件选型。
　　最后，通过机车各项性能试验，包含有导通试验、绝缘和耐压试验、静态试验、动态试验、机车滚动试验验证机车牵引、控制、空气制动等均符合设计要求，机车设计、制造是成功的，文中详细的阐述了各项试验目的、试验方法及试验结果。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 项目背景

1．2 液力传动与电传动的区别

1．2．1 牵引功率比较

1．2．2 经济性能比较

1．3 交流电传动的发展及优势

2 机车电传动系统设计

2．1 整车用电设备功率分析

2．1．1 牵引负载计算

2．1．2 焊接负载计算

2．1．3 照明负载

2．1．4 空压机

2．1．5 空调、电暖气、插座等

2．1．6 直流电源、微机、触摸屏、电磁阀等负载

2．2 发电机组参数选择

2．3 机车牵引计算

2．3．1 机车运行牵引力计算

2．3．2 机车牵引特性曲线

3 焊轨车电路原理设计

3．1 焊轨车主电路设计

3．2 焊轨车控制电路设计

3．2．1 柴油机远程启停控制

3．2．2 牵引电机运转及切除控制

3．2．3 空压机启停控制

3．2．4 机车走行控制

3．2．5 机车顶升机构控制

4 微机控制及显示系统设计

4．1 微机系统硬件构成

4．2 西门子S7-200程序设计

4．2．1 机车运行程序设计

4．2．2 焊轨车顶升机构程序设计

4．3 MCGS触摸屏组态设计

4．3．1 RS485通讯接口介绍

4．3．2 MODBUS-RTU通讯协议介绍

4．3．3 焊轨车组态设计

5 焊轨车试验简介

5．1 限界检查

5．2 绝缘和耐压试验

5．3 内燃机车滚动试验

5．4 正线运行试验

5．5 焊机系统试验

结论

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢