內(nèi)燃機車干阻負載試驗系統(tǒng)設(shè)計及試驗研究.pdf

1、機車負載試驗的作用是機車在非走行狀態(tài)下進行進一步的檢查與調(diào)整，是鐵路機務(wù)段和機車工廠等部門對內(nèi)燃機車的檢修質(zhì)量的一個重要判斷的標準與檢驗手段。目前，主要有兩種負載方式，一種為水阻，另一種為干阻。干阻對環(huán)境無污染，占地面積小，有著極好的發(fā)展前景。但是，傳統(tǒng)的干阻負載試驗系統(tǒng)在負載控制及調(diào)節(jié)、風(fēng)機電機的控制、自動化技術(shù)發(fā)面存在著一系列困難，限制其推廣應(yīng)用。本文具體針對原江岸機務(wù)段干阻試驗系統(tǒng)進行技術(shù)改造，主要研究并解決大功率半導(dǎo)體器件IGB

2、T在機車干阻負載試驗臺中的應(yīng)用問題，并設(shè)計出新型的干阻負載試驗系統(tǒng)。本文的主要研究內(nèi)容如下： 1．研究干阻負載試驗系統(tǒng)中直流大電流的開通與關(guān)斷問題，并根據(jù)IGBT的特性討論并研究多只IGBT并聯(lián)使用中的均流問題，以及IGBT在直流大電流工況下的驅(qū)動與保護技術(shù)。 2．基于機車恒功率負載試驗的要求，研究適合于DF<,7>A、DF<,7>B、DF<,7>C、DF<,4>A和DF<,4>B等型號的內(nèi)燃機車全負載試驗范圍內(nèi)的電阻帶

3、串、并聯(lián)形式和控制方式以及恒功率電流連續(xù)調(diào)節(jié)的實現(xiàn)； 3．研究電阻帶的散熱直流風(fēng)機電機在寬電壓變化范圍內(nèi)的恒流調(diào)速控制技術(shù)；并根據(jù)機車負載試驗的要求，研究基于干阻負載試驗系統(tǒng)的計算機測控技術(shù)，以及干阻負載的調(diào)節(jié)控制算法。 4．根據(jù)實際的IGBT的工作狀況，研究多IGBT熱阻耦合模型和傳熱分析方法，采用數(shù)值計算分析的方法對IGBT的散熱系統(tǒng)進行進行理論分析，為IGBT的熱保護提供理論依據(jù)。 基于本文的主要研究內(nèi)容，

4、本文的主要研究成果如下： 1．首次提出采用IGBT作為負載電路的開關(guān)元件。由于負載電路中電流過大，深入研究多只IGBT并聯(lián)工作情況下電流均流的問題，研究結(jié)果認為：IGBT正的溫度系數(shù)有助于消除或者抑制電流不均的現(xiàn)象產(chǎn)生。設(shè)計了IGBT的保護緩沖電路，并根據(jù)其電路模型研究分析了緩沖電路的參數(shù)選擇。 2．首次提出采用數(shù)字電路中AD的權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)模型應(yīng)用于干阻負載試驗系統(tǒng)中，從原理上解決困擾干阻試驗的技術(shù)難題，并提出了負載電路的

5、設(shè)計方案。理論和試驗證明其調(diào)節(jié)精度滿足機車恒功率負載試驗要求，達到水阻調(diào)節(jié)精度，為干阻負載方式的推廣使用奠定堅實的基礎(chǔ)。 3．采用IGBT和PWM為核心的控制技術(shù)，實現(xiàn)電阻帶散熱風(fēng)機電機在電壓大幅變化的情況下恒流調(diào)速，使風(fēng)機電機安全，平穩(wěn)的運行，研究討論了風(fēng)機電機拖動模型，并計算運行中因斬波而引起的脈動電流。 4．設(shè)計并介紹了干阻負載試驗的計算機測控方案，建立了機車負載試驗系統(tǒng)，實現(xiàn)了試驗過程的全程監(jiān)控，自動采集存儲、分