XDC65电机车组
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完成单位:中铁长安重工有限公司
登记编号:ZSCX-D4-J-1-4
登记年份:2020
发布时间:2020-09-21
电机车组是有轨运输设备,由锂电池/铅酸电池组提供电力,通过变流器控制电机的电流和频率,实现电机转速的改变。动力由电机输出,经过减速机传送,使得驱动轮对在轨道上转动,并依靠机车本身重量使轮对与轨道间产生黏着力,从而使机车行走,拖动专用车辆组行使。电机车组广泛应用于隧道、矿山、煤炭等场所的物料运输,由于具有可靠性强、效率高、工作能力强和连续作业等优点,在恶劣的隧道施工中、地铁盾构配套施工中更是优点突出。目前,45t电机车组、55t电机车组已不能满足8.8m大直径盾构运输需求,因此需要研究一种长距离、大吨位的运输设备。2017年10月,中铁长安重工有限公司组成项目研发团队,攻克了大吨位重载运输、锂电池安全使用、刹车防溜安全、自动控制等“卡脖子”难题,突破了恶劣环境中电机车组的运输能力,为我国地铁建设贡献了大吨位运输设备。其主要创新成果如下:
(1)构建了锂电池安全管理系统。通过设置分布式锂电池模块、主动灭火系统和紫外光电检测等关键技术,解决了锂电池安全使用问题,保障了机车施工过程中运输安全,实现了可持续发展的绿色环保要求。
(2)攻克了大吨位重载机车运输技术。采用4台大功率牵引电机驱动,动力强劲,牵引能力提高至400t,实现了机车“拉的动”的强大能力。首次设计了一套可通过小曲线半径的转向架结构,满足机车轴重不大于28t,可安全通过曲线半径25m的要求。
(3)首次创造性地采用了自动控制技术。通过VCU整车控技术,将主机控制系统、电池管理系统和空压机系统等汇集至整车控制器(VCU),进行整车数据分析、决策、控制、实施、反馈、调整,实现整车控制的数字化、集成化,保证机车控制稳定、安全、运维便捷和能源优化,通过实测可降低能耗约5%。闭环矢量控制技术首创应用于电机车组,解决了电机车组在坡道上启停不平稳、重载下坡不稳定、易溜车等问题,实现了机车“行的稳”的强大优势。
(4)突破了制动、防溜安全技术。远距离连续运输高效联合制动技术,攻克大吨位机车断气断电自动制动、电制动、气制动和单/双闸瓦等关键技术,构建了一套电、气和弹簧联合制动技术,保障了机车在大坡道轨道行使中、紧急情况中“刹的住”的作业要求。
(5)采用了机车多级减振技术。攻克了大吨位车体减振、牵引减振等关键技术,国内首创V型橡胶减振、牵引轴套减振和橡胶堆减振等多级减振体系,解决了机车牵引时的刚性冲击问题,提高了机车的稳定性,延长了机车使用寿命。
通过该项目的实施,共取得授权发明专利1项、授权实用新型专利6项和发表论文6篇,并获得中国铁建股份有限公司科技一等奖1项、中国铁建股份有限公司优秀发明专利奖1项、优秀实用新型专利1项、中铁二十局集团科学技术特等奖1项和中铁二十局集团有限公司优秀科技论文二等奖1项等。2018年3月,由集团公司组织,本项目产品先后顺利通过了国家工矿电传动车辆质量监督检验中心(湖南)鉴定、中国铁建股份公司系统内的72名专家现场技术评审。2018年9月,由中国铁建组织各高校、研究院所等专家教授对该项目再次现场技术评审,最终成果评审认为:首次将闭环矢量控制技术应用于电机车组等成果,其成果水平整体达到了国际领先。
本项目研发的电车机组现已成功应用于佛莞城际铁路、广州地铁18和22号线等地铁隧道施工,截止目前该电车机组及配套设施共计销售57台套,合同总额2.13亿元,为公司创造了巨大的经济效益。同时,本项目的研制填补了大直径盾构施工配套电机车组的空白,并通过了国家级工矿电传动车辆监督检验中心测试,性能突出、安全可靠,有效提高盾构施工效率,降低了劳动强度,且对解决现代盾构施工中物料的快速进出,带动盾构施工效率大幅度提高具有重大意义,为我国城市地下工程建设提供了有力的保障。