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东风4D型内燃机车电气控制系统升级改造技术的研究
| 论文题名： | 东风4D型内燃机车电气控制系统升级改造技术的研究 |
| 关键词： | 内燃机车;电气控制系统;升级改造;无触点开关;电磁兼容性 |
| 摘要： | 目前我国在线机车中很多是第二代内燃机车，其内燃机和传动机组还可以工作多年，但控制系统沿用了传统的继电器控制方式，这种方式硬接线复杂，电磁干扰严重，故障率高，故障排查难度大、时间长，甚至会严重影响机车的安全运行和管理。因此在我国对旧机车控制系统的升级改造有重要的意义。 本文对旧机车的国内外改造技术进行了广泛的调研和全面的论述，确定了东风4D型机车控制系统升级改造技术的解决方案，提出改造后控制系统的基本结构。详细论述了机车控制系统的原理，重点分析了机车柴油机的启动过程、无级调速原理以及恒功率调节原理，讨论了现有机车控制中存在的缺陷和不足，确定了采用PLC技术，以柴油机的启动控制及其机车行车、辅助电路和保护电路部分为重点进行改造。详尽论述了采用PLC控制柴油机起动的控制依据和控制方法，用采集的相应数据信号作为控制量来实现柴油机的起动控制，改善和提高了柴油机的控制水平，给出了控制框图。对机车行车、辅助电路和保护电路的改造也做了详细分析并给出了部分控制程序。 机车控制系统改造的难点是主电路的切换。东风4D型机车主电路电压高，电流大，本文在比较分析了几种常用电力电子器件特点的基础上确定了采用IGBT功率器件作为机车驱动电路的无触点开关。对 IGBT功率器件的工作原理、开关特性进行了介绍，重点分析了 IGBT门极驱动的特殊要求。基于这些要求，并结合机车实际应用需求，选择了 IGBT的驱动电路，确定采用新型的集成大功率驱动模块2SD315A，它适合于工作在对驱动电流要求更高的大功率场合，是性能优良的大功率 IGBT集成驱动模块。本文对机车控制系统的电磁兼容性也进行了较全面分析，给出了抑制高幅值浪涌电压的具体方法和针对IGBT的具体保护方法。 |
| 作者： | 孙明旗 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 关宇东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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