高天崗

摘要：我國的鐵路運輸事業(yè)正在高速發(fā)展，而鐵路運輸事業(yè)的高速發(fā)展與機車牽引系統(tǒng)的發(fā)展是密切相關的。內燃機車的交流傳動部分及控制系統(tǒng)是兩個非常重要的部分，內燃機車交流傳動部分和控制系統(tǒng)的發(fā)展將使得鐵路運輸更加快捷。

關鍵詞：內燃機車；交流傳動；控制系統(tǒng)

前言：

內燃機車指的是以內燃機產生動力，并通過傳動裝置驅動車輪的機車。可以根據機車內燃機的種類將內燃機分為柴油機車和燃氣輪機車，我國最常見的是柴油機車，所以在我國的內燃機車指的就是柴油機車。燃氣輪機車的效率比柴油機車要小，而且所需的成本較高，所以我國鐵路多是采用柴油機車，柴油在氣缸內燃燒，然后將熱能轉換為機械能，但是機械能并沒有直接作用于車輪，而是通過傳動裝置來使得機車獲得足夠的機械能，進而使得機車在軌道上行駛。內燃機車的兩個重要部分就是傳動裝置和控制裝置，傳動裝置將柴油燃燒所獲得的機械能作用于車輪上，并使得車輪向前移動?？刂蒲b置則是控制機車的行駛速度、方向以及停車的設備，控制裝置主要是保障機車的安全運行。本文將講述交流傳動內燃機車的結構，這其中包括了交流傳動內燃機車的傳動方式的發(fā)展過程。然后便詳述內燃機車交流傳動及控制系統(tǒng)。

1.我國發(fā)展交流傳動內燃機車的必要性

我國的鐵路運輸事業(yè)正在以較快的速度發(fā)展著，鐵路運輸事業(yè)的高速發(fā)展就需要機車有更好的效能，要使得機車能牽引沉重的列車并且能夠將列車較快的提速。內燃機車主要是燃燒柴油來獲取足夠的機械能，內燃機車相比于燃氣輪機車而言有著更好的穩(wěn)定性，而且內燃機車所能夠牽引的貨物重量也非常大[1]，并能夠在牽引較重列車的情況下提升到較快的速度。內燃機車更加適合我國鐵路運輸緩慢的情況，內燃機車的傳動部分是相對重要的部分，因為柴油燃燒轉化的機械能并不是直接作用與車輪上，而是需要通過傳動裝置來作用與車輪。我國的交流傳動技術發(fā)展的較晚，與國外發(fā)達國家的交流傳動內燃機車有著較大的差距。交流牽引電動機的結構相對簡單、維護簡單、重量小而且可靠性極高，在很大程度上提高了內燃機車的牽引性能。

我國的鐵路運輸承擔著總運輸?shù)暮艽笠徊糠?，鐵路運輸?shù)呢撝囟?，速度快，是我國運輸行業(yè)中廣泛選用的工具。鐵路運輸承擔著農資、煤炭、汽油、柴油、汽車以及大型機械的運輸，這些物品的體積大質量重，只有依靠鐵路進行運輸。而且鐵路運輸還承擔著部分軍事物品的調運，例如可以使得裝甲坦克長途大規(guī)模機動，而且為部隊提供足夠的供給。為了滿足上述的要求只有靠發(fā)展內燃機車的交流傳動才有可能實現(xiàn)，因此發(fā)展交流傳動內燃機車對于我國的經濟發(fā)展和軍事用途是非常有必要的。

2.交流傳動內燃機車的結構

內燃機車主要是利用柴油燃燒所產生的機械能來使得牽引發(fā)動機轉動，牽引發(fā)電機向機車上的每臺牽引電動機供電，牽引電動機的轉動才使得機車的車輪轉動，內燃機車電力傳動裝置中的牽引發(fā)電機和牽引電動機是兩個非常重要的裝置[2]，但是牽引發(fā)電機和牽引電動機的電流不相同，本文主要介紹內燃機車交流傳動。

2.1.內燃機車交流電力傳動

交流電力傳動指的是牽引發(fā)電機和牽引電動機都采用的交流電，直流電機雖然能夠較穩(wěn)定的進行速度的控制，需要增加換向器，并且直流電機所耗費的材料較多、易發(fā)生故障，所以一般不采用直流電機。內燃機車交流電力傳動不需要增加換向器，所以故障的發(fā)生率就非常低，交流電動機的結構比直流電機簡單，而且比直流電機運行的更加穩(wěn)定。交流電機可以使得柴油的效率得到最大化，因為交流傳動內燃機車能夠較少的空轉，所以內燃機車交流傳動可以最大限度的提高柴油利用率。

2.2.內燃機車交流傳動的變頻方式

內燃機車交流傳動的變頻方式主要是交流-直流-交流和交流-交流兩種方式，交流—直流-交流的傳動方式可以使得機車在啟動過程和調速的過程中都能夠穩(wěn)定的調節(jié)，不會產生較大的變化。交流-交流的傳動方式沒有直流的環(huán)節(jié)，其是利用變頻裝置變頻之后來獲得相應的交流電，從而來滿足交流牽引電動機的要求[3]。但是通過變頻裝置出來的電流頻率只有變頻之前的三分之一，這就需要交流發(fā)電機有較高的頻率。交流-交流的傳動方式不適合中低速的內燃機車，因為中低速的內燃機車的交流牽引發(fā)電機無法得到高頻的交流電。

2.3.內燃機車交流傳動的組成部分

內燃機車交流傳動需要柴油機、交流牽引發(fā)電機、整流器、逆變器以及交流牽引電動機，這些部分都是由控制計算機進行控制的。

3.內燃機車交流傳動的控制系統(tǒng)

內燃機車交流傳動的控制系統(tǒng)對于整個內燃機車都有著非常重要的意義，通過內燃機車交流傳動機車的微機控制技術可以對機車進行完善的控制。微機控制系統(tǒng)控制的包括機車、變流以及人際界面，內燃機車交流傳動的控制系統(tǒng)可以使得機車的運行變得有條不紊，而且微機控制系統(tǒng)可以能夠最大限度的增加機車控制的可靠性。

3.1.內燃機車交流傳動微機控制系統(tǒng)的功能

內燃機車交流傳動微機控制系統(tǒng)控制了機車的全部運行過程。內燃機車交流傳動微機控制系統(tǒng)可以監(jiān)測到柴油發(fā)電機的轉速、壓力以及溫度，這樣的話可以及時對柴油發(fā)電機進行有效的控制，避免安全事故的發(fā)生[4]。另外內燃機車交流傳動發(fā)電機采用的是電子噴射技術，而微機控制系統(tǒng)可以控制柴油的噴射，這樣的話能夠保證牽引發(fā)電機功率的穩(wěn)定性。

3.2.柴油機電子噴射系統(tǒng)的優(yōu)點

現(xiàn)今國內控制內燃機車牽引電動機的轉速是由液壓式調速器進行控制的，液壓式調速器的效果非常好，但是反應較慢。而電子噴射系統(tǒng)可以對發(fā)電機的轉速進行穩(wěn)定的控制，并且直接控制柴油噴射的開關。其主要優(yōu)點是降低了柴油的消耗率、降低了柴油燃燒尾氣的排放量、避免故障的發(fā)生以及改善了控制的精準度。

內燃機車交流傳動機控制系統(tǒng)的改進必然會使得我國鐵路運輸速率大幅度提高，而且還加大了鐵路運輸?shù)姆€(wěn)定性。

參考文獻：

[1]韓小博；內燃機車交流傳動及控制系統(tǒng)研究[D]；中國優(yōu)秀碩士學位論文全文數(shù)據庫；2011-12-20

[2]朱建偉；內燃機車交流傳動系統(tǒng)研究[D]；大連交通大學；2010-06-13

[3]張東方 肖功彬 周少云；SDA1型交流傳動內燃機車微機控制系統(tǒng)設計[J]；機車電傳動；2013-07-10

[4]楊德萍 孟玉發(fā) 廖忠文；列尾裝置集成控制系統(tǒng)在SDA1型交流傳動內燃機車的應用研究[J]；鐵道機車車輛；2012-10-25