应用案例 | 变频器在机车滚动试验台的应用

一、设备描述

进年来，随着国民经济的快速发展，铁路系统进行了数次规模性的提速，火车车辆的运行速度得到了极大的提高。然而，在提高了铁路的效率的同时，机车的负荷也明显加重，机车大修的周期也随着缩短，每台机车经过大修后要对机车做全面的测试才允许机车恢复运营。电力机车传统的试运测试是采用和被试机车同型号的机车对被试机车在线路上加载，两车对拖。对于内燃国内存在的少量内燃机车，采用水阻加载的方式测试车辆。这对于时间，路线控制要求非常严格的铁路运行系统来说线路上电力机车的测试是对铁路的运力增加了压力；对于内燃机车的测试，将大量的能量消耗在水阻上，是对能源的一种极大的浪费。针对内燃机车测试能源的浪费情况，和电力机车线路上测试的资源浪费，我司和北京铁道所合作开发的适合内燃机车和电力机车的机车滚动试验台，使得内燃机测试时的能量能有效回收，使得电机机车的测试不需要再用一台正常运营的机车在线路上的加载对拖。

二、工艺要求

我国的和谐电力机车在铁路上承担货运和部分客运任务，在部分偏远的山区还有内燃机车在承担货运和客运。机车每在线服役两年都要例行大修，对变压器、变流器、电机，转向架、轮对，气路等主要部件维修或更换。大修后的机车性能的考核要在运输繁忙的铁路线上，是对目前机车线路试运行增加了困难、也是铁路运输秩序的干扰问题。
机车滚动试验台主要功能是对四轴、六轴电力机车或内燃机车进行两年修及以上修程后的线路试运行试验。主要检修车型包括于以下车型：HXD1B、HXD1C、HXD2B、HXD3、HXD3B等六轴交流传动电力机车，SS7E、SS3、SS3B、SS7C、等六轴交-直流电传动机车。DF7、DF5、DF4B、DF4C、DF8B等六轴内燃机车。

三、方案描述

产品配置

电气拓扑图

工艺流程图

同步控制

机车有牵引模式和制动模式，当机车测时牵引模式时，机车牵引电机带动试验台电机，机车电动模式，试验台处于发电模式，试验台向机车加载，机车试验台中的1号变流器力矩模式运行，其他5台从机力矩跟随。保证6轴出力相同。当机车测时制动模式时，试验台中1号变流器运行速度模式，其他5台从机力矩跟随。保证6轴出力相同。

飞轮储能稳速

在每台陪试电机的末端都装有一个飞轮，飞轮在电机加速时吸收能量，减速时释放能量，可以减小负载电机的转速波动，能有效保证机车试验过程中的运行平稳。

陪试电机轴距可调

轴距调节装置有丝杠、螺母、减速机、驱动电机，换向器等部件组成，根据机车的车型不同需要调节轴距时，丝杠上的螺母会带动轨道底座、减速齿轮箱、陪试电机底座，采用电动同步定量轴距技术，实现不同轴距的快速自动调整。
产品优势

• 高功率密度

上图为1MW的整流（逆变）模块，单个单元模式重量为48kg,采用单管封装型IGBT，结温达到175℃左右，出厂检验采用的是而单管封装型的IGBT则是全检。

• 单相四相限回馈

铁路上供电电源为单相25kV，试验台的电源是铁路电网中取电，采用25kV的电源供电。两台变流器中共4个模块的输入电流错相控制，通道1（黄色）和通道2（蓝色）为一台变流器的两个模块输入电流，通道3（紫色）和通道4（绿色），为另一台变流器输入电流。

• 低载频控制技术

变流器采用800Hz的载波频率，使用较低的载波频率有效的降低了IGBT的功耗。