空气供电电力机车，强者恒强

铁道游击队长 · 发表于 2019-10-15 17:45:17

大连厂的技术和创意领先世界二十年不止
点击放大，依稀可见DF4D主发在给SS4供电
2000年9月11日，首台电力机车正式投料生产。电力机车在完成组装后，大量的工作是在试验调试上。当时，大连机车面临的最大难题是没有接触网，无法试验。研发人员想出了一个办法，加一节发电车，直接提供电源，但是研发人员与相关厂家多次联系，他们都无法提供这种电源。经过反复的试验与探索，大机车人终于解决了难题：他们把东风4D机车的主发电机换成自己改进的特殊电机作为发电车，向电力机车直接供电。
11月27日，首台电力机车经过地面模拟试验后，开始线路试验。无接触网行驶的电力机车，以平均100公里的速度，往返一次试验成功，顺利完成了牵引、制动等项目试验。

以上为原文，那么我猜升弓还真不是为了装B，逻辑大概是：微机得到受电弓升的指令后，允许主断合，然后才允许整流柜（晶闸管）工作。至于是不是要给微机一个假的网压信号避免跳主断不得而知
DF4D应该是发出一个SS4主变牵引绕组对应的电压，但这个改造后的主发是单相电机吗（话说有单相交流电机么？这波形得多奇葩）？三相的话其余两相没负载能行吗？
或者干脆把4D主发换成直流发电机，晶闸管直接对直流电调压（从原理上讲，我感觉是可以的吧？）
这事儿有意思，可聊

月饼弹簧 · 发表于 2019-10-15 20:52:13

本帖最后由月饼弹簧于 2019-10-22 20:46 编辑

外行瞎猜：
DF4D挂空挡，同时松手刹、脚刹……
全为SS4供电。
DF4D宛若带着转向架的发电机

铁道游击队长 · 发表于 2019-10-16 09:54:48

月饼弹簧发表于 2019-10-15 20:52
外行瞎猜：
DF4D挂空挡，同时松手刹、脚刹……
全为SS4供电。

大哥你是真外行还是真幽默啊？

话说这4D也只能提供2000KW的功率，如果使用的是老东风的主发，那也就1000KW
所以主发电压肯定远低于牵引绕组的“额定电压”，否则非把柴油机憋停了不可
那么电力机车整流柜的实际输出电压肯定远低于机车控制特性指标

所以这种试验我感觉除了测试一下恒流准恒速，以及车确实能运行，也没其他太多意义了
不过脑补一下电力机车在无网净空升弓运行，这画面还是有点太美到不敢想象
话说陪太子读书那台4D车号是多少

求SS4 7001最终下落，铁博咋不去收之

铁道游击队长 · 发表于 2019-10-16 09:57:26

另外就是7001的辅机如何供电的，也是个疑问，在主发边上再接个交流辅发？

huamao_zhh · 发表于 2019-10-16 12:28:28

不知道SS4-7001的主变和机柜只不是直接用的株洲的产品，从而不做检测，直接用DF4D主发发电后，经过DF4D的机柜整流，去驱动SS4-7001的牵引电机工作。只不过这个逻辑上有问题，就是还不如直接把电机装DF4D去测试呢。

铁道游击队长 · 发表于 2019-10-16 13:33:08

huamao_zhh 发表于 2019-10-16 12:28
不知道SS4-7001的主变和机柜只不是直接用的株洲的产品，从而不做检测，直接用DF4D主发发电后，经过DF4D的机 ...

需要SS4电子柜和晶闸管工作
我觉得肯定不走DF4D整流柜
事实上我深度怀疑主发是直流的
另外ZD105是装不到4D转向架的，除非这个架子可以换成1250的轮径，单独测电机也没意义，因为电机也不是大连造的

铁道游击队长 · 发表于 2019-10-16 13:36:01

主变可以在厂内测，厂内肯定有接触网，但当时沈大线尚未电化，所以线路测试就搞成这样了

CRS · 发表于 2019-10-19 20:06:10

原来20年前，青藏线无网电化方案就已经实现了

CRS · 发表于 2019-10-19 20:31:19

本帖最后由 CRS 于 2019-10-19 20:33 编辑

单相交流发电机比电动机简单吧
交流电动机主要是因为没法启动，所以功率做不大
发电机不存在这个问题

如果直接进直流给韶4，且不说辅机没法工作，晶闸管整个控制程序都得重新来
我觉得厂家不会这么干

功率不是问题，你机车单机运行能费多大点功率
升压就完了，电流小点呗，总功率一样的

准恒速能测，恒流够呛
其一是没有负载，电流太大就“飞车”了
而且内燃的发电机也供不上这么大电流

huamao_zhh · 发表于 2019-10-21 18:36:47

CRS 发表于 2019-10-19 20:06
原来20年前，青藏线无网电化方案就已经实现了

青藏线直接上燃料电池或空气电池的机车才是最好的选择。

铁道游击队长 · 发表于 2019-10-22 10:20:14

CRS 发表于 2019-10-19 20:31
单相交流发电机比电动机简单吧
交流电动机主要是因为没法启动，所以功率做不大
发电机不存在这个问题

首先必须抱歉，我发帖的时候可能有些激动没捋清晰就说话了，实在不好意思
单相交流电机的确一点问题都没有，无非是三电枢改单电枢
不过我又想了想，其实三相交流发电机也可以啊，一组SS4有4套整流柜，那么把线挑了分开供电也没问题啊，然后空一套整流柜，回来再测或者干脆不测，反正这种试验也就是验证一下组装完可以正常走车，至于整流柜接线等有没有问题静态都可以检测，没必要非得走车实测
所以关键就是主发输出电压定多少，我估计柴油机肯定是恒转速输出的（比如1000转）
说回来，如果进直流给整流柜的话，我觉得程序可能未必需要重做
我认为晶闸管的控制策略可以大体分两种
首先明确，提取当前机车速度与手柄级位信号给电子柜，由其计算当前时刻整流柜输出电压，有了目标电压值，要么
1.提取当前整流柜输入电压（取决于网压值），按照事先给定的函数确定晶闸管开关频率，实现有效输出。附加条件，开关频率不得大于元件允许最大值
2.确定一个最低开关频率，然后逐级提高频率，直到输出值等于目标值。附加条件，开关频率不得大于元件允许最大值
如果是1，只要提取电压的时候不挑直流还是交流，就没问题，无非是输出电压肯定不准——对于这种试验，其实无所谓
如果是2，就更不存在问题
至于功率，肯定是问题，机车运行多大功率跟是否单机没有理论上的联系（注意是理论），原文既然提到跑到100，那如果车速40的时候手柄给10级，你要是主发输出不限压肯定把柴油机憋灭了，因为那是照着6400输出的
所以主发限压定多少是一个值得好好计算的问题（如果想尽可能的用满4D柴油机2400的功率）
您所谓的升压，电流小点恐怕只是一厢情愿，对于牵引系统，你给定了电压就等于给定了电流（不考虑削磁，何况它只能让电流更大）
测恒流也是没问题的，因为没人规定只有在牵包线上才叫恒流
你车速10的时候手柄给3级，这个恒流肯定能观测到啊

铁道游击队长 · 发表于 2019-10-22 20:21:50

不过如果晶闸管控制模式为1（可能性较大），那么电子柜还得对波形取样，估计是从电压过零开始计时，要这样的话，给直流电就的确需要改程序了，所以还是三相交流输出最简单

铁道游击队长 · 发表于 2019-10-22 21:02:22

不过如果主发输出三相的话，如果不改程序，整流柜输出电压应该比规定低一半，对吧，真逗

月饼弹簧 · 发表于 2019-10-23 09:41:15

铁道游击队长发表于 2019-10-16 09:54
大哥你是真外行还是真幽默啊？
话说这4D也只能提供2000KW的功率，如果使用的是老东风的主发， ...

前辈，俺是真外行

CRS · 发表于 2019-10-23 20:04:39

铁道游击队长发表于 2019-10-22 10:20
首先必须抱歉，我发帖的时候可能有些激动没捋清晰就说话了，实在不好意思
单相交流电机的确一点问题都没 ...

首先，普通晶体闸流管的物理特性是，输入极加电压，控制极给信号，自动导通。但是，你撤掉控制信号，它不能自动关断。
必须要求主回路电流下降到关断阈值以下，或者电流反向，它才关断。
所以这就是为什么GTO叫做“门极可关断晶闸管”，它才能做到撤掉信号自动关断。
所以，相控调压就是利用交流电电流会反向，才实现了整流桥桥臂自动关断。
也就是为什么电力机车要做相控调压，而不是斩波或者周波调压。
你通个直流电上去，晶闸管导通了就断不开了，没法调压。
用晶闸管实现直流斩波调压，它还要设计一套专门的关断电路，这个显然不可能存在在相控交流电车上。

然后，我现在在外地拿不到资料，但是我之前看过韶7和韶8
这俩微机车的控制策略是微机控制给定电机电流
电流按分段函数公式计算，由速度、手柄级位、最大限流共同决定
所以机车本身是按电流控制，不是给定电压的
再者直流电机输出扭矩在不削磁的情况下只和电流有关，按电流控制也符合火车需要的牵引特性

CRS · 发表于 2019-10-23 20:19:25

月饼弹簧发表于 2019-10-23 09:41
前辈，俺是真外行

搞个多乐堂的模拟火车
把说明文档都看懂了
什么刹车挂挡也就明白了
寓教于乐

铁道游击队长 · 发表于 2019-10-25 13:33:59

CRS 发表于 2019-10-23 20:04
首先，普通晶体闸流管的物理特性是，输入极加电压，控制极给信号，自动导通。但是，你撤掉控制信号，它不 ...

哈哈，那是我想当然啦

您一说我想起来了，这个当年火车大亨老师讲过，不过毕竟不干这个，早忘了，就连电机我都得现在脑子里构建模型，所以稍微不留神就见笑了

也就是说晶闸管（没有强制断电电路的话）只能降压不能升压对吧？那比如SS9，电压最高1100，他主变牵引侧的输出电压就必须≥1100V对吧？
关于机车控制，我知道需要按电流设计实现机车牵引功能的输出，但问题是你怎么控制电流？最终不还是通过电压么？
否则您觉得怎么能控制牵引电流？甭管相控调压还是调压开关调压，玩的不都是电压么？

CRS · 发表于 2019-10-25 18:20:02

铁道游击队长发表于 2019-10-25 13:33
哈哈，那是我想当然啦您一说我想起来了，这个当年火车大亨老师讲过，不过毕竟不干这个，早忘了 ...

这个具体等我回家查查教材吧，我也忘了
我记得比如韶8的主回路，它是多段桥串联升压的，牵引绕组有好几个
所以说晶闸管不能直接升压，开关器件顾名思义，开关怎么也升不了压吧

铁道游击队长 · 发表于 2019-10-28 15:33:16

CRS 发表于 2019-10-25 18:20
这个具体等我回家查查教材吧，我也忘了
我记得比如韶8的主回路，它是多段桥串联升压的，牵引绕组有好几 ...

是的，我后来也想起来了，不等分三段半控桥
我甚至觉得我好想已经弄明白了半控和全控的意思，当年看到半控桥电路时，我还问电路里面那只二极管是干啥的，也没人回答我，今天反过来再想似乎就明白了
但有一点，全控应该可以平滑调压，半控似乎不行吧，我觉得在串入新桥时会出现电压陡增的情况（除非你搞很多段桥，那么这个三段是啥意思？），但好处显然功率因数比全控要更大
开关不可以升压吗？那斩波算什么

只不过像您说的，晶闸管没法（快速）关断

铁道游击队长 · 发表于 2019-10-28 15:39:10

其实主发三相发电机供三个柜子真的可以，只不过主发出来是三根线，把它改造成六根就行了（否则整流柜出来的电压应该会差很多），可能这也就是原文提到改造主发的地点所在

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