GMC16A型钢轨打磨车电气总体方案

GMC16A型地铁打磨列车

电气系统方案

工程机械研发中心电气技术部2012年9月1日

1、合同技术规格书2、总体方案说明3、标准4、经验（教训）5、用户联络

任务来源（功能需求分析）：1、发电机防护等级2、变频变压装置3、供电系统改进4、打磨控制系统技术难点、关键点分析：

GMC16A型钢轨打磨列车由A1车和A2车两节车连挂组成。本电气系统既满足A1、A2两车连挂运行作业，也满足一节车故障时另一节车单独运行作业。

电气系统概述：电气系统按功能分：供电系统微机控制系统辅助系统1.1DC24V供电系统1.2AC380V/AC220V/50Hz供电系统1.3AC440V/AC250V/60Hz供电系统

1、供电系统打磨电机集尘电机风源电机变频变压AC380V/220V/50HzAC380V/220V电源插座DC24V充电机

DC24V工作蓄电池组DC24V火灾轴温柴油机启动全车照明AC440V/60HZ250KWAC380V外供电源接触器3发电机DC24V启动蓄电池组接触器2电器柜空调控制电路内部通讯司机室空调A2车工作蓄电池组增压装置加热玻璃水箱加热视频装置检测装置水管路伴热带接触器2大小水泵AC3800V/50HZ250KWDC28V/140AGNC170型20节1组GNC20型20节1组A2车AC440V

电路A1车供电系统示意图AC440V/250V/60Hz柴油机接触器1：正常时处于断开状态，在其中一节车的发电机组出现故障时使用。在打磨作业触摸屏上可以实现远程控制该接触器的吸合和关断。接触器2：正常时处于断开状态，只有调试、检修时使用。在打磨作业触摸屏上可以实现远程控制该接触器的吸合和关断。该触摸按钮设有密码保护，防止误操作。该接触器与AC440V总电源接触器和变压变频装置接触器具有互锁功能。接触器3：正常处于吸合状态，保证启动蓄电池组和工作蓄电池组并联供电。只有在柴油机启动瞬间该接触器断开，保护DC24V其他负载。

打磨电机集尘电机风源电机变频变压AC380V/220V/50HzAC380V/220V电源插座DC24V充电机

DC24V工作蓄电池组DC24V火灾轴温柴油机启动全车照明AC440V/60HZ250KWAC380V外供电源接触器3发电机DC24V启动蓄电池组接触器2电器柜空调控制电路内部通讯司机室空调A2车工作蓄电池组增压装置加热玻璃水箱加热视频装置水管路伴热带接触器2大小水泵AC3800V/50HZ250KWDC28V/140AGNC170型20节1组GNC20型20节1组A2车AC440V

电路A2车供电系统示意图AC440V/250V/60Hz柴油机A2车供电系统与A1车供电系统的区别：

A2车取消了检测装置供电，增加了视频主机、轴温检测装置主机。并将视频和轴温主机安装在A2司机室右后侧电器柜内。1.DC24V供电系统负载功率统计：供电设备用电设备用电功率（kw）启动蓄电池组康明斯柴油机启动/冷启动电流1425CCA8.25供电设备用电设备全车用电功率（kw）作业工况牵引工况蓄电池组0.80.8工作灯2X100W;标志灯、副照灯4X35W;警示灯1X45W;LED灯20X8W;头灯1X140W;司机室灯4X18W;0.7570.757机车牵引控制0.150.15打磨作业控制0.2-柴油机控制系统0.150.15低恒速控制用电0.24-制动控制阀0.900.90气动控制阀0.70.7继电器、接触器0.250.25火灾报警2X10W0.020.02内部通讯100W0.10.1地铁无线电台（预留）100W0.10.1地铁车载ATP（预留）100W0.10.1轴温显示器、传感器50W0.050.05检测装置0.20.2集尘反吹0.03-合计4.7474.277DC24V单节车负载功率计算：由上表可知，DC24V负载合计最大功率：4.7kW。最大充电电流：168A根据计算选用康明斯柴油机自带的充电机DC28V/140A和AC220/DC28V/60A充电机，给DC24V负载供电。说明：DC28V/140A充电机在正常工作时，两台充电机一起工作；当两台柴油机都不工作时，可由DC28V/60A充电机给蓄电池组充电，同时给DC24V电路提供电源。2.A1车AC380/220V负载功率统计：供电设备用电设备作业工况(KW)牵引工况(KW)夏季冬季夏季冬季变压变频装置AC380VAC380V电源插座0000AC220VAC220V电源插座1111充电机DC28V/60A2222检测装置1.51.500视频1111水管伴热带00.300.3电器柜空调+司机室空调1.5+32+31.5+32+3合计1010.88.59.3AC380V/220V/50Hz单节车负载功率计算：由上表可知，AC380V负载合计最大功率：9.3kW。根据计算选用江苏市万松电气有限公司生产的最大输出为15KW的变压变频装置。可知最大输入功率：12.3/0.7=17.6KW3.A1车440/250V负载功率统计：供电设备用电设备单机功率数量效率视在功率作业工况(KW)牵引工况(KW)夏季冬季夏季冬季发电机组AC440V变压变频装置

10.7

14.315.412.113.3打磨电机1580.85141.2141.2141.20.00.0集尘装置2510.831.331.331.30.00.0风源电机1710.8619.819.819.819.819.8增压装置2变510.855.95.95.95.95.9大水泵28变23.110.828.90.00.028.528.5司机室空调（380V）4变311

----AC250V小水泵8变12.110.8514.29.49.40.00.0水箱加热410.954.20.04.20.04.2电热玻璃210.952.10.02.10.02.1合计226.666.370.973.8结论：一、发电机最大输出功率。1.正常工作状态：由上表可知发电机的最大输出功率：225.4KW2.特殊工作状态：考虑其中一台发电机发生故障时，另一台发电机需要提供其必要的辅助用电。包括设备有：司机室空调、水箱加热、电热玻璃、视频、充电机DC28V/60A、伴热带、电器柜空调。共需要17.9KW。即特殊状态时需要发电机的最大输出功率为：225.4+17.9=243.3KW二、计算发电机的最大输入功率。（225.4+17.9）/0.935=260.2KW泰豪发电机本体采用IP54防护等级，轴封处采用gamma-ring密封(IP65)，保持与SPENO16头原型机一致。发电机组参数： 额定功率Ｐｎ：250KW 额定电压Ｕｎ：440V 额定频率ｆ：60Hz 极数：4极 额定转速：1800rpm 额定电流In：410A 绝缘等级：H级 短路比Kc：0.38 效率：93.5% 功率因数：0.8

励磁方式：谐波励磁

工作方式：连续运行2.1打磨控制系统2.2牵引控制系统2.3测量小车控制系统

2、微机控制系统：2.1打磨控制系统2.1.1主要组成部件：打磨控制面板、打磨操作电器柜、打磨控制电器柜、气动控制柜、1个PLC主机及其相应扩展模块、3个辅助PLC模块、4个交换机、2台15寸作业触摸显示屏+鼠标控制、2台15寸打磨示屏+参数触摸显+鼠标控制、打磨小车外部控制盒及附件。2.1.2打磨控制系统功能：供电监控速度检测控权转换打磨电机控制打磨小车控制集尘装置水系统控制紧急保护按钮控制2.2牵引运行微机控制系统2.2.1主要组成部件：操纵台、牵引电器柜、牵引操纵面板、PLC主机以及相关扩展模块、15寸牵引触摸显示屏+鼠标控制、速度表模块、总风+制动压力表模块、列车+均衡压力表模块、速度传感器、相关继电器、传感器及旋钮开关等。

2.2.2牵引控制系统功能控权转换速度监测柴油机控制系统行车控制系统冷却装置2.3检测小车控制系统2.3.1主要组成部件：1个检测小车电器柜、1台检测小车主机、2台15寸检测小车触摸显示屏+鼠标控制、1个检测小车、2个检测小车外部控制盒。2.1.3测量小车控制系统功能：能够实现对钢轨轨廓和波磨的动态检测。能实现对检测数据的存储、分析、统计、处理、查询、打印、光盘刻录备份等功能。能实时监控、诊断和显示