55T变频牵引机车研制

验收结果：通过验收。

在施工过程中，进口35t小马机车性能质量寿命最佳，但单车价格300万元以上，一座TBM隧道施工约需3～5台，机车投资1000万元～1500万元；重庆地铁六号线一期TBM试验段和长株潭铁路等项目，35t小马机车牵引力不能满足使用，须配置45t小马机车，极大增加了成本。国内同行业厂家蓄电池变频机车牵引最大吨位也是45t，同样存在牵引力不足。因此，解决机车牵引能力不足、投资成本高，55T变频牵引机车课题研发势在必行。

本课题属工程科技领域，以解决机车牵引力不足、机车安全运行开展技术研发。

通过数值计算、理论分析、现场试验，该项目解决了大吨位机车牵引、蓄电池续航能力、驾驶员提醒、防溜车及制动可靠等技术难题。取得了以下成果：

(1)交流电变频控制。将原有牵引机车采用蓄电池提供直流电形式输送给变频器改进为，由蓄电池组向变频器提供交流电，变频器将交流电逆变为直流电再转化为需要不同频率的交流电供牵引机车，使用效果良好，节约了蓄电池成本。

(2)控制系统技术。设备的设计制造核心控制是技术，与国外厂家合作制造中，电气及控制技术都是由外方掌控。通过合作、摸索，掌握了变频器及蓄电池组技术，为改进优化系统提供了有力的依据。

(3)机车动力性能及续航能力。该课题项目为国内首台大吨位机车，额定牵引力130KN，启动牵引力181KN，远超45T机车额定牵引力92KN。单台55T机车牵引能力相当于两台45T机车同步串联能力，满足施工要求。

(4)机车安全保障系统。为机车驾驶人员在夜间操作疲劳时起强制提醒作用。新型防疲劳系统改进是对软件主板升级，增加了硬件主板控制及指令按钮。

(5)机车紧急防溜制动装置。溜车会对人身安全及设备构成极大威胁。研发了机车电制动与空气制动作为最后一道安全屏障的防溜制动系统，能有效防止溜车事故发生。

(6)机车双气路系统。传统的电瓶机车为单气路系统，优化后为双气路系统。双气路系统中主气路一直保通，机车控制气路对后配套车辆气路控制；后配套车辆气路增加一个储气罐及控制阀体，使整列编组车制动时能迅速形成制动，行驶时能迅速解开制动，避免了单气路系统机车形成制动而后配套车辆仍未制动、或是机车已启动行驶而后配套车辆还在制动状态。双气路系统解决了机车供气量不足的问题，减轻了后配套车辆闸瓦磨损；启动、制动时机车与后配套车辆保持同步，对防止溜车起到了保障作用。机车启动与后配套同步解除制动，很好改善了变频器系统及机车启动效果，增强空气制动系统的安全性能。

(7)机车检测闸瓦制动力系统 。在传统机车制动系统增加具有输出显示功能传感器，实时检测并通过仪表盘观察气缸制动力大小。当机车闸瓦磨损达到一定程度，气缸制动力逐渐减小到设定值时，驾驶室仪表盘指示灯报警，提示调整刹车螺母保证制动力，提高了机车运行安全性。

机车连续下坡行驶对蓄电池形成反充电。蓄电池瞬间电压持续过高，超过变频器额定输入电压，变频器保护性断电失去对电机控制，电机处于空转，机车在高速行驶状态下，容易发生溜车事故，也加剧了闸瓦磨损。针对重载下坡距离长、坡度大的情况，增加消耗机车反充电装置制动单元与制动电阻。