HXD21000系重载电力机车的爬坡性能提升.pdfVIP

第2期(总第492期) 铁道机车与动车 2015年2月 HXD21 OOO系重载电力机车的爬坡性能提升 刘永新1，何欣1，徐从谦2，吴军1 (1．安康机务段，陕西安康725000；2．大连电力牵引研发中心有限公司，辽宁大连116022) 摘要：从设计、检修和运用等多方面深入分析了产生坡停事故的原因，优化了牵引控制单元软 件，撒砂装置采用了优质的石英砂并对长大坡道区段机车运用操作做出了规范。通过3个阶段的 喷淋试验和2次坡起试验，验证了优化效果，机车的爬坡性能得到了显著提升。 关键词：HxD21000系电力机车；坡停；牵引控制单元软件；性能提升 中图分类号：U264．0文献标识码：B 文章编号：2095-590l(2015)舵m∞6-04 HxD21000系重载电力机车是中国北车集团下 坡停问题主要有2种不同的情况：第1种为雨 属同车公司、永济电机公司、大连所公司和大连电 雪等恶劣天气下，机车轮轨黏着系数不足，机车持 力牵引研发中心在原铁道部技术引进的基础上，消 续空转后牵引力损失，导致停车或者无法满足过分 化吸收相关技术，联合国内知名高校，合作开发的 相速度条件被迫停车；第2种发生在低速控制转换 八轴重载货运电力机车。按照铁路总公司要求，54 时刻，机车牵引力损失导致无法正常提速。 台HxD21000系电力机车配属西安铁路局安康机 具体情况描述如下。西康线纺织城一西安南 务段，担当西康线、襄渝线等货运任务。机车在西 一青岔下行线处于13‰高坡地段，当机车满负荷 康线从新丰镇到安康为重载运行，途中穿越秦岭， 牵引且天气不良(如降雨)的情况下，因机车黏着 线路多处为13％。的长大坡道，曲线半径小，且雨雪 性能下降，牵引功率下降，受机车牵引特性限制(空 季节持续时间较长，要求机车具有优秀的爬坡性 转导致牵引力自动减载)，机车牵引力不能正常发 能。机车的牵引电机控制采用高性能的矢量控制 挥，导致列车区间停车，请求救援。或者当机车满 策略¨J，快速的转矩动态响应以满足牵引力的快 负荷牵引，坡起加速至速度5k—n／h后牵引力发挥 速、精准的调整；采用高速的数字信号处理器实现 不足，长时间无法正常加速，导致列车区间停车，请 高性能的黏着控制算法心]，最大限度提高机车的黏 求救援。 着利用率。 鉴于上述问题，西安铁路局和安康机务段组织 相关单位进行技术攻关，对HxD21000系电力机车 1坡停问题描述 的爬坡性能进行优化提升。从机车设计、检修和运 由于机车首次批量运用于西安铁路局安康机 用等多方面深入分析了产生坡停事故的原因¨1，优 务段，并且西康线线路条件和气候条件恶劣，机车 化了牵引控制单元软件，并对长大坡道区段的机车 发生过多次坡停事故，干扰了正常运营秩序。 运用操作做出了规范。 2牵引力控制的基本原理和设计 收修回稿日期：2014·lO-28 HxD21000系重载电力机车提供了两种牵引力 作者简介：刘永新(1962一)，男，陕西三原人，高级工程 控制特性曲线：准恒速控制和恒力矩控制，如图l 所示，图l(a)为准恒速控制特性，图1(b)为恒力 万方数据 第2期(总第492期) 刘永新等：IIxD21000系重载电力机车的爬坡性能提升 矩控制特性。图1(a)中，共有13条曲线，分别对算出转矩电流给定值，进行牵引电机控制．输出相 应牵引手柄牵引1级至13级。每条曲线均有恒定 应的牵引力。计算过程如图2所示。牵引力到转 区和下