專利名稱：一種多機(jī)車定置滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐵路內(nèi)燃機(jī)車、電力機(jī)車、干線動(dòng)車以及地鐵動(dòng)車的定置滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)。
背景技術(shù)：
鐵路電力機(jī)車或內(nèi)燃機(jī)車的功能是牽引列車運(yùn)行，主要工況是牽引和制動(dòng)；干線動(dòng)車以及地鐵動(dòng)車的主要工況也是牽引和制動(dòng) —、牽引工況電力機(jī)車從電網(wǎng)取得的電能經(jīng)變流器轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)碾妷?還可能包括頻率)后，由牽引電機(jī)轉(zhuǎn)換成機(jī)械動(dòng)能，在不同的速度下均可輸出受司機(jī)控制的牽引力，使列車加速或穩(wěn)速運(yùn)行；內(nèi)燃機(jī)車則是由內(nèi)燃機(jī)先將燃油的熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能帶動(dòng)交流同步發(fā)電機(jī)發(fā)電，再經(jīng)過(guò)變流器后，驅(qū)動(dòng)牽弓I電機(jī)牽弓I列車運(yùn)行。 二、制動(dòng)工況電力機(jī)車或地鐵動(dòng)車由牽引電機(jī)將列車的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能，經(jīng)過(guò)變流器等轉(zhuǎn)換后，回饋到電網(wǎng)。在不同的速度下，輸出受司機(jī)控制的制動(dòng)阻力，從而使列車減速或穩(wěn)速。內(nèi)燃機(jī)車則是將機(jī)械能通過(guò)牽引電機(jī)轉(zhuǎn)換成電能，通過(guò)電阻發(fā)熱消耗，使列車減速或禾急速。 鐵路機(jī)車為功率超過(guò)2000kW的移動(dòng)機(jī)電設(shè)備，其使用周期一般為30年，其間要經(jīng)過(guò)多次檢修。機(jī)車一旦出現(xiàn)故障，將會(huì)破壞鐵路的正常運(yùn)行秩序，為保證機(jī)車走行與牽引、制動(dòng)性能，新車和檢修車均必須進(jìn)行線路試運(yùn)行試驗(yàn)后，方可投入正式運(yùn)行。
采用線路試運(yùn)行試驗(yàn)方式，對(duì)牽引和制動(dòng)性能進(jìn)行試驗(yàn)的最簡(jiǎn)單方法是采用2 3臺(tái)機(jī)車編組， 一臺(tái)機(jī)車牽引、另1或2臺(tái)機(jī)車做為陪試機(jī)車進(jìn)行制動(dòng)，被試驗(yàn)機(jī)車操作手柄由司機(jī)固定在相應(yīng)級(jí)位(有時(shí)僅僅試驗(yàn)最高級(jí)位)，通過(guò)改變陪試機(jī)車制動(dòng)力的大小，控制列車速度，當(dāng)速度穩(wěn)定后，從司機(jī)室的儀表系統(tǒng)上，得出對(duì)應(yīng)級(jí)位的運(yùn)行速度和牽引力信息；改變陪試機(jī)車的制動(dòng)力可得到另外八個(gè)左右不同速度點(diǎn)的速度——牽引力數(shù)組，就得到一條牽引特性曲線；再改變被試機(jī)車的手柄級(jí)位，則可得到另一級(jí)位下的牽引特性曲線；多條牽引特性曲線可以清晰描述被試機(jī)車的牽引性能。 制動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，陪試機(jī)車則輸出牽引力帶動(dòng)被試機(jī)車前進(jìn)；而被試機(jī)車則處于制動(dòng)
工況，手柄在特定級(jí)位，由牽引電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。同樣從司機(jī)室的儀表系
統(tǒng)上可得出被試機(jī)車運(yùn)行速度和制動(dòng)力的信息；陪試機(jī)車調(diào)節(jié)車組的牽引力，得到十個(gè)左
右的速度——制動(dòng)力數(shù)組，即得到一條制動(dòng)特性曲線；改變被試機(jī)車手柄級(jí)位，則可得到另
外一條制動(dòng)特性曲線，多條制動(dòng)特性曲線可以清晰描述被試機(jī)車的制動(dòng)性能。 機(jī)車低速試驗(yàn)可在廠段所屬的幾公里的試驗(yàn)線或環(huán)行試驗(yàn)線上進(jìn)行，額定速度的
試驗(yàn)則需要較長(zhǎng)的線路里程，只能正線試驗(yàn)，正線試驗(yàn)給繁忙的路網(wǎng)造成很大的壓力。因
此，采用定置滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)代替線路運(yùn)行試驗(yàn)是必然的選擇。 機(jī)車定置滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的主要結(jié)構(gòu)和工作原理是機(jī)車兩端被反力架固定，對(duì)應(yīng)機(jī)車的每個(gè)輪對(duì)由配置有直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的軌道輪對(duì)支撐，為了適應(yīng)支撐不同軸距機(jī)車的要求， 一對(duì)軌道輪及電機(jī)等設(shè)備組成一個(gè)機(jī)械測(cè)試單元。
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牽引工況試驗(yàn)時(shí)，牽引電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)車輪對(duì)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)軌道輪旋轉(zhuǎn)，與軌道輪相連的直流電機(jī)、大功率電氣負(fù)載設(shè)備消耗機(jī)械能，為軌道輪提供旋轉(zhuǎn)阻力，調(diào)節(jié)電氣負(fù)載也即調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)阻力的大小，使機(jī)車輪依次穩(wěn)定到不同的速度點(diǎn)，讀取十個(gè)左右的速度——牽引力數(shù)組，可以得到一條牽引特性曲線，改變機(jī)車的牽引級(jí)位，可以得到多條牽引特性曲線，根據(jù)測(cè)得的牽引特性曲線，可以判斷被試機(jī)車的牽引性能是否合格。 制動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)軌道輪，進(jìn)而為機(jī)車輪提供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，而通過(guò)操作機(jī)車使其處于特定的制動(dòng)級(jí)位，由牽引電機(jī)將機(jī)車輪的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能回饋到電網(wǎng)或由電阻消耗，并從司機(jī)室的儀表系統(tǒng)上讀出該制動(dòng)級(jí)位下的速度——制動(dòng)力數(shù)組；并通過(guò)調(diào)節(jié)直流電機(jī)的動(dòng)力，可得到十個(gè)左右速度——制動(dòng)力數(shù)組，進(jìn)而得到一條制動(dòng)特性曲線；改變機(jī)車的制動(dòng)級(jí)位，再通過(guò)調(diào)節(jié)試驗(yàn)臺(tái)電機(jī)的動(dòng)力可得到另外一條制動(dòng)特性曲線，通過(guò)多條制動(dòng)特性曲線，可以判斷被試機(jī)車的制動(dòng)性能是否合格。 定置滾動(dòng)試驗(yàn)方便，試驗(yàn)條件可控，重復(fù)性好，高速試驗(yàn)安全，試驗(yàn)周期短，參加人員少，獲得試驗(yàn)結(jié)果快，還可方便地改變模擬的軌距。因此定置滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)在近半個(gè)世紀(jì)的機(jī)車車輛，特別是高速車輛的開發(fā)過(guò)程中得到了廣泛運(yùn)用。定置滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)和環(huán)行道試驗(yàn)、線路試驗(yàn)并列，成為機(jī)車試驗(yàn)的三種方式。 盡管試驗(yàn)臺(tái)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但仍存在如下問(wèn)題 1)、設(shè)置于生產(chǎn)和檢修單位的試驗(yàn)臺(tái)，一般采用上車橋以走輪緣的方法上下試驗(yàn)
臺(tái)，機(jī)車輪對(duì)的輪緣與上車橋剛性接觸，輪緣的應(yīng)力集中，容易產(chǎn)生變形和裂紋；而采用走
踏面的方式上下車，則需要非常復(fù)雜的輔助設(shè)備，才能適應(yīng)機(jī)車不同軸距的放置要求。 2)、機(jī)車的轉(zhuǎn)矩總有5%以上的波動(dòng)。機(jī)車在試驗(yàn)臺(tái)上試驗(yàn)，其速度僅由機(jī)車輪轉(zhuǎn)
速體現(xiàn)，車體并不運(yùn)動(dòng)，因此體現(xiàn)在牽引電機(jī)旋轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)方程中的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減小到線
路試驗(yàn)的大約1/20，受其影響，根據(jù)線路運(yùn)行狀況設(shè)計(jì)的機(jī)車閉環(huán)控制系統(tǒng)，在定置滾動(dòng)試
驗(yàn)中可能出現(xiàn)速度不穩(wěn)定的情況。這種機(jī)車的動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定是實(shí)現(xiàn)電氣同步調(diào)節(jié)精度的主要障礙。 3)、定置滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)通過(guò)相互獨(dú)立的多個(gè)軌道輪對(duì)，在模擬兩根無(wú)限長(zhǎng)直鋼軌完成試驗(yàn)的過(guò)程中，多方面的因素會(huì)引起各個(gè)軌道輪對(duì)的轉(zhuǎn)速不同，使機(jī)車誤認(rèn)為某些輪對(duì)發(fā)生空轉(zhuǎn)而對(duì)其停止力矩輸出，隨后又再對(duì)其恢復(fù)輸出，使機(jī)車運(yùn)行不穩(wěn)定；尤其在機(jī)車啟動(dòng)時(shí)將導(dǎo)致輸出力矩頻繁停止，使機(jī)車不能正常啟動(dòng)。為保證各軌道輪對(duì)旋轉(zhuǎn)角度同步，現(xiàn)有的試驗(yàn)臺(tái)多采用錐齒輪將所有的軌道輪軸聯(lián)結(jié)起來(lái)，這使其機(jī)械部件多，中間連接軸長(zhǎng)、試驗(yàn)設(shè)備復(fù)雜、可靠性降低。同時(shí)為了對(duì)齊不同軸距的機(jī)車，眾多的機(jī)械連接部件也使其機(jī)械調(diào)整工作量大，長(zhǎng)軸還是導(dǎo)致附加振動(dòng)和不安全的因素。 鑒于機(jī)械同步方案的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)有的定置滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)采用調(diào)節(jié)各直流電機(jī)的勵(lì)磁電流，而使軌道輪對(duì)旋轉(zhuǎn)速度趨于一致的方案，如1981年的《內(nèi)燃機(jī)車試驗(yàn)臺(tái)測(cè)功裝置調(diào)速系統(tǒng)》，這種方案需額外增加測(cè)控閉環(huán)系統(tǒng)，同時(shí)由于機(jī)車的各個(gè)牽引電機(jī)之間在"車控"模式全部牽弓I電機(jī)并聯(lián)，而架控時(shí)2 3臺(tái)電機(jī)并聯(lián)，由公共電源驅(qū)動(dòng)，這些電機(jī)在速度、轉(zhuǎn)矩之間存在共用電源帶來(lái)的耦合關(guān)系，試驗(yàn)臺(tái)調(diào)節(jié)一個(gè)軌道輪對(duì)的轉(zhuǎn)速時(shí)，有耦合關(guān)系的其它動(dòng)輪速度也會(huì)發(fā)生變化，產(chǎn)生交叉干擾。而且，電阻制動(dòng)直流電機(jī)機(jī)械特性很軟，調(diào)節(jié)速度慢，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，這種方案至少需要針對(duì)具體機(jī)車反復(fù)調(diào)整，使用很不方便，同時(shí)又有前述轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減小帶來(lái)的機(jī)車輪速度不穩(wěn)定的問(wèn)題，要實(shí)現(xiàn)滿意的同步旋轉(zhuǎn)很困難。
4)、鑒于單機(jī)車試驗(yàn)臺(tái)需要很大功率的陪試電氣系統(tǒng)，投資高。目前也有學(xué)者提出
兩個(gè)機(jī)車定置負(fù)載反饋滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的方案一個(gè)機(jī)車試驗(yàn)時(shí)由另一機(jī)車提供負(fù)載，取代了
直流電機(jī)及其大功率電氣負(fù)載。兩個(gè)機(jī)車定置負(fù)載反饋滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，需要復(fù)雜的同步機(jī)械
連接部件或外接直流電機(jī)通過(guò)勵(lì)磁調(diào)節(jié)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)軌道輪同步，使用不便。 5)、在機(jī)車上臺(tái)前，要移走地面上豎立的反力架，機(jī)車縱向移動(dòng)到試驗(yàn)臺(tái)位后，又
要安裝反力架；反力架的移動(dòng)均使用行車，而行車和接觸網(wǎng)之間又需要設(shè)置連鎖。因此對(duì)試驗(yàn)廠房要求高，試驗(yàn)操作復(fù)雜，受場(chǎng)地限制，定置滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)難以在現(xiàn)有的檢修廠、段建造。
總之，現(xiàn)有多機(jī)車試驗(yàn)臺(tái)方案要么采用錐齒輪同步，要么依靠直流電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)電氣同步；前者在試驗(yàn)前進(jìn)行的適應(yīng)機(jī)車的不同軸距的調(diào)整時(shí)，工作量很大，后者則在試驗(yàn)過(guò)程中，因?yàn)檎{(diào)節(jié)效果始終不如人意，時(shí)間花費(fèi)也很大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多機(jī)車定置滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，該種試驗(yàn)臺(tái)同步方便、可靠、設(shè)備簡(jiǎn)單、占用空間小、安裝調(diào)試容易、試驗(yàn)方便快捷。 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是一種多機(jī)車定置滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，包括兩個(gè)或三個(gè)試驗(yàn)臺(tái)位，其中每個(gè)試驗(yàn)臺(tái)位又包括一對(duì)反力架、一座上車橋以及與單臺(tái)機(jī)車輪對(duì)數(shù)目相同的測(cè)試單元構(gòu)成的測(cè)試單元組，其結(jié)構(gòu)是 所有測(cè)試單元的構(gòu)成是，支撐機(jī)車輪對(duì)的軌道輪對(duì)的軸與繞線異步電機(jī)軸連接，繞線異步電機(jī)的直徑/長(zhǎng)度比大于1 ;且 每一測(cè)試單元組中的各個(gè)繞線異步電機(jī)的定子繞組并聯(lián)到異步電機(jī)定子三相母排，并通過(guò)三相開關(guān)一與電網(wǎng)相連；轉(zhuǎn)子繞組并聯(lián)到異步電機(jī)轉(zhuǎn)子三相母排上；各個(gè)試驗(yàn)臺(tái)位的測(cè)試單元組的異步電機(jī)轉(zhuǎn)子三相母排通過(guò)斷路器連接。
本發(fā)明的工作過(guò)程和原理是
—、同步啟動(dòng) 將所有測(cè)試單元的異步電機(jī)定子三相母排上的三相開關(guān)一閉合，從而使測(cè)試單元組中各測(cè)試單元的繞線異步電機(jī)的定子繞組通過(guò)定子三相母排及三相開關(guān)一與電網(wǎng)相連。這樣各繞線異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組相互并聯(lián)，而定子繞組則并聯(lián)到電網(wǎng)上，組成電軸電路，可實(shí)現(xiàn)軌道輪同步旋轉(zhuǎn)。 電軸電路工作原理是各繞線異步電機(jī)的三相定子繞組并聯(lián)到電網(wǎng)，電機(jī)氣隙中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，如各個(gè)繞線異步電機(jī)轉(zhuǎn)子的三相對(duì)稱繞組旋轉(zhuǎn)位置相同，則產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)大小相等相互抵消，轉(zhuǎn)子繞組回路不產(chǎn)生電流，繞線異步電機(jī)均空載運(yùn)行，不產(chǎn)生同步調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩。如某一電機(jī)軸系的動(dòng)力轉(zhuǎn)矩增加或負(fù)載轉(zhuǎn)矩減少，相對(duì)其余的電機(jī)，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生超前轉(zhuǎn)角e ，合成電勢(shì)不為零，轉(zhuǎn)子繞組回路產(chǎn)生電流的有功分量，形成的同步調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩將使該
電機(jī)減速，其余電機(jī)加速，最終建立新的平衡，使各電機(jī)軸的轉(zhuǎn)速相同，但轉(zhuǎn)角差e。因此，
當(dāng)電軸電路工作時(shí)，即可確保各繞線異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速相同，也即各軌道輪的旋轉(zhuǎn)速度相同，簡(jiǎn)單有效的保證了各軌道輪對(duì)的同步旋轉(zhuǎn)。 有電軸電路作保證，同時(shí)繞線異步電機(jī)的直徑/長(zhǎng)度比大于1 ，使測(cè)試單元有較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，可有效抑制機(jī)車因轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)導(dǎo)致的轉(zhuǎn)速波動(dòng)，有效解決定置試驗(yàn)的穩(wěn)定性問(wèn)題。這樣，將機(jī)車置于適當(dāng)?shù)臓恳图?jí)位后，車輪同步加速到對(duì)應(yīng)低轉(zhuǎn)速，比如50r/min，再
5適當(dāng)調(diào)高牽引級(jí)位、適當(dāng)提高輪對(duì)轉(zhuǎn)速，并維持此轉(zhuǎn)速，即完成同步啟動(dòng)的試驗(yàn)準(zhǔn)備工作。
二、牽引及制動(dòng)工況試驗(yàn)操作一個(gè)試驗(yàn)臺(tái)位上的被試機(jī)車，使其處于特定的牽引級(jí)位，通過(guò)被試機(jī)車的牽引電機(jī)轉(zhuǎn)換成機(jī)械能再通過(guò)電軸電路傳遞到另一個(gè)或另兩個(gè)試驗(yàn)臺(tái)位上的一至兩臺(tái)陪試機(jī)車；陪試機(jī)車則處于特定的制動(dòng)級(jí)位，通過(guò)其牽引電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能在電阻中消耗或通過(guò)變流器返回牽引電網(wǎng)進(jìn)行制動(dòng)，在被試機(jī)車進(jìn)行牽引工況試驗(yàn)的同時(shí)，陪試機(jī)車則進(jìn)行制動(dòng)工況試驗(yàn)。相反，也可被試機(jī)車進(jìn)行制動(dòng)工況試驗(yàn)，陪試機(jī)車則進(jìn)行牽引工況試驗(yàn)。當(dāng)陪試機(jī)車為兩臺(tái)時(shí)，其制動(dòng)力比被試機(jī)車的牽引力大得多，從而可以對(duì)被試機(jī)車進(jìn)行充分的牽引工況試驗(yàn)。反之，可對(duì)被試機(jī)車進(jìn)行充分的制動(dòng)工況試驗(yàn)。如果機(jī)車的牽引性能與制動(dòng)性能的外包線(速度——制動(dòng)力曲線和速度——牽引力的最大邊界)相近，可以只用兩臺(tái)相同的機(jī)車互相陪試。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是 —、直接采用繞線異步電機(jī)通過(guò)電路轉(zhuǎn)換直接構(gòu)成同步電軸電路，其頻率相等使各機(jī)車的所有輪對(duì)轉(zhuǎn)速相等，簡(jiǎn)單有效的實(shí)現(xiàn)了全速范圍內(nèi)優(yōu)秀的同步功能。全部省掉試驗(yàn)臺(tái)軌道輪機(jī)械軸連接同步系統(tǒng)或者直流電機(jī)的同步電機(jī)控制系統(tǒng)，其機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
并且，較之機(jī)械橫向軸連接方式的雙機(jī)車試驗(yàn)臺(tái)，兩臺(tái)機(jī)車的輪對(duì)軸距、定距必須完全一致，且排列方式必須橫向平行。本發(fā)明各軌道輪對(duì)是采用電連接方式進(jìn)行同步，參加試驗(yàn)的一至三臺(tái)機(jī)車的軸數(shù)可以不等，軸距也可以不等，機(jī)車定置試驗(yàn)臺(tái)可以任意布置，對(duì)場(chǎng)地的要求低，只需通過(guò)電纜將測(cè)試單元和各輔助測(cè)試單元能夠聯(lián)通即可。尤其是針對(duì)不同機(jī)車的不同輪距，機(jī)械軸連接同步需要進(jìn)行復(fù)雜的調(diào)整，而本發(fā)明各測(cè)試單元的電機(jī)通過(guò)電纜連接，針對(duì)不同輪距，僅有少量調(diào)節(jié)，大大縮短了試驗(yàn)的機(jī)械調(diào)整準(zhǔn)備時(shí)間。
如果兩個(gè)試驗(yàn)臺(tái)位，分別選用額定電壓及功率相同，但極對(duì)數(shù)不同的繞線異步電機(jī)，例如6極和10極電機(jī)，還可以將不同額定速度如200km/h和120km/h的機(jī)車進(jìn)行配對(duì)，進(jìn)行負(fù)載反饋試驗(yàn)。 二、采用直徑/長(zhǎng)度比大于1的粗短結(jié)構(gòu)的繞線異步電機(jī)，其慣性大，能夠改善試驗(yàn)的穩(wěn)定性。 三、粗短結(jié)構(gòu)的繞線異步電機(jī)還減少了電機(jī)的橫向占地面積；且電機(jī)繞線異步電機(jī)的軸可直接安裝于軌道輪一側(cè)的軸端上，或者串接安裝在軌道輪對(duì)的軸的中部，其結(jié)構(gòu)緊湊，所需安裝區(qū)域的寬度為4米或2. 4米，占地面積小，對(duì)試驗(yàn)廠房要求低，可以直接在現(xiàn)有的檢修廠、段建造。 上述的兩個(gè)或三個(gè)試驗(yàn)臺(tái)位中有一個(gè)試驗(yàn)臺(tái)位為主試驗(yàn)臺(tái)位，該主試驗(yàn)臺(tái)位的測(cè)試單元中的軌道輪對(duì)的軸還與同步電機(jī)的軸連接，同步電機(jī)的直徑/長(zhǎng)度比大于l，且該主試驗(yàn)臺(tái)位的各測(cè)試單元的同步電機(jī)電連接的具體方式是同步電機(jī)的定子繞組并聯(lián)到同步電機(jī)定子三相母排上，同步電機(jī)定子三相母排通過(guò)三相開關(guān)七連接到三個(gè)星接的電阻，同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組相互串接后，再與可控整流器連接。 這樣，當(dāng)主試驗(yàn)臺(tái)位上的被試機(jī)車進(jìn)行牽引試驗(yàn)時(shí)，使可控整流器51工作，給主試驗(yàn)臺(tái)位上的同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組提供勵(lì)磁電流，并閉合三相開關(guān)，使同步電機(jī)定子與電阻65連通；此時(shí)，同步電機(jī)工作于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，也即同步測(cè)功狀態(tài)，進(jìn)一步加大了被試機(jī)車的牽引負(fù)載，更好地避免被試機(jī)車發(fā)生振蕩，保證了試驗(yàn)的穩(wěn)定；同時(shí)也增強(qiáng)了機(jī)車牽引性能試驗(yàn)?zāi)芰Α?br> 6
上述的兩個(gè)或三個(gè)試驗(yàn)臺(tái)位中，部分或全部軌道輪對(duì)的軸的中部還串接安裝有飛輪一。 這樣，軌道輪對(duì)的軸的中部上增設(shè)的飛輪一與軌道輪共用軸承，簡(jiǎn)單、有效地進(jìn)一 步增加了轉(zhuǎn)動(dòng)軸系的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，從而進(jìn)一步增強(qiáng)試驗(yàn)的穩(wěn)定性。 上述的測(cè)試單元組中還設(shè)有不與軌道輪對(duì)軸連接的2極或4極的輔助繞線異步電
機(jī)，輔助繞線異步電機(jī)的定子繞組分別通過(guò)三相開關(guān)十并聯(lián)到異步電機(jī)定子三相母排，而
轉(zhuǎn)子繞組則直接并聯(lián)到異步電機(jī)轉(zhuǎn)子三相母排，輔助繞線異步電機(jī)的軸連接飛輪二。 這樣，當(dāng)三相開關(guān)十閉合時(shí)，輔助繞線異步電機(jī)將并接到電軸電路中，若軌道輪對(duì)
及與軌道輪對(duì)軸連接的繞線異步電機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，將引起電軸電路中所有電機(jī)的轉(zhuǎn)子電
壓、頻率發(fā)生變化，少極數(shù)的輔助繞線異步電機(jī)及其軸連接的飛輪二轉(zhuǎn)速變化更大，軸連電
機(jī)與輔助電機(jī)的極數(shù)比即為升速比，使飛輪二的等效慣量增加升速比的平方倍，從而可用
體積與慣量均比飛輪一小的飛輪二，使被試驗(yàn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸系的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量達(dá)到或超過(guò)線路試
驗(yàn)的水平，以徹底解決定置試驗(yàn)的穩(wěn)定性問(wèn)題。試驗(yàn)結(jié)束后，將三相開關(guān)十?dāng)嚅_，輔助繞線
異步電機(jī)及其飛輪則與電軸電路斷開，電軸電路中的電機(jī)及其軸連接的軌道輪對(duì)及車輪輪
對(duì)可以更快地停止轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)束試驗(yàn)。 上述的一種機(jī)車定置滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，其上車橋與機(jī)車輪對(duì)輪緣相接觸的部位開有凹 槽，在凹槽中嵌有硬度低于機(jī)車輪的材料。這樣試驗(yàn)開始前，機(jī)車上橋(駛上試驗(yàn)臺(tái))時(shí)， 可減少機(jī)車輪輪緣的應(yīng)力集中和變形，減少對(duì)機(jī)車輪緣的破壞。 上述的一種機(jī)車定置滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，其反力架整體置于與其適配的混凝土井中，反 力架底板上垂向固定有電動(dòng)螺桿升降機(jī)，底板上開有供電動(dòng)螺桿升降機(jī)的螺桿穿過(guò)的螺桿 孔。 這樣在試驗(yàn)開始前，反力架整體置于與其適配的混凝土井中，機(jī)車可以不受反力 架的阻擋，直接駛?cè)朐囼?yàn)臺(tái)的規(guī)定位置上，使車輛輪對(duì)與軌道輪對(duì)對(duì)中，再操作反力架上的 電動(dòng)螺桿升降機(jī)，使其螺桿向下伸出，頂住混泥土井底部。隨著螺桿的不斷伸長(zhǎng)，反力架則 向上伸出至規(guī)定位置，即可完成實(shí)驗(yàn)前的安裝準(zhǔn)備工作。試驗(yàn)完后，再操作電動(dòng)螺桿升降 機(jī)，使螺桿縮回，反力架即沉入混泥土井中，將井蓋上即可。較之現(xiàn)有的安裝于地面的反力 架，上車前需移走反力架，上車后又需將反力架移回并固定，本發(fā)明的反力架使試驗(yàn)準(zhǔn)備工 作，不需要行車，節(jié)省基建投資，操作簡(jiǎn)單、方便，降低對(duì)試驗(yàn)車間房屋的要求。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的一個(gè)試驗(yàn)臺(tái)位的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本發(fā)明實(shí)施例二的主試驗(yàn)臺(tái)位的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為圖1、2的D-D剖視結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為本發(fā)明實(shí)施例一的一個(gè)試驗(yàn)臺(tái)位的端面結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5為本發(fā)明實(shí)施例二的一個(gè)試驗(yàn)臺(tái)位的端面結(jié)構(gòu)示意圖。 圖6為圖4、圖5中的I-I局部放大示意圖。 圖7為本發(fā)明實(shí)施例一的電氣原理示意圖。 圖8為本發(fā)明實(shí)施例二的電氣原理示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一 圖1、3、4、7示出，本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式
為一種多機(jī)車定置滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，包括兩個(gè)試驗(yàn)臺(tái)位A、B，其中每個(gè)試驗(yàn)臺(tái)位A或B，又包括一對(duì)反力架1、一座上車橋2以及與單臺(tái)機(jī)車輪對(duì)41數(shù)目相同的測(cè)試單元構(gòu)成的測(cè)試單元組。 所有測(cè)試單元的構(gòu)成是，支撐機(jī)車輪對(duì)41的軌道輪對(duì)43的軸與繞線異步電機(jī)36軸連接，繞線異步電機(jī)的直徑/長(zhǎng)度比大于1 。 圖7示出，每一測(cè)試單元組中的各個(gè)繞線異步電機(jī)36的定子繞組并聯(lián)到異步電機(jī)定子三相母排53，并通過(guò)三相開關(guān)一 63與電網(wǎng)相連；轉(zhuǎn)子繞組并聯(lián)到異步電機(jī)轉(zhuǎn)子三相母排49上；各個(gè)試驗(yàn)臺(tái)位的測(cè)試單元組的異步電機(jī)轉(zhuǎn)子三相母排49通過(guò)斷路器62連接。
圖1、4示出，本例的兩個(gè)試驗(yàn)臺(tái)位中，全部軌道輪對(duì)43的軸的中部，串接安裝有飛輪一 38。 圖1、7還示出，測(cè)試單元組中還設(shè)有不與軌道輪對(duì)43軸連接的2極或4極的輔助繞線異步電機(jī)36A，輔助繞線異步電機(jī)36A的定子繞組分別通過(guò)三相開關(guān)十69并聯(lián)到異步電機(jī)定子三相母排53，而轉(zhuǎn)子繞組則直接并聯(lián)到異步電機(jī)轉(zhuǎn)子三相母排，輔助繞線異步電機(jī)36A的軸連接飛輪二 67。 圖1、4、6示出，本例中上車橋2與機(jī)車輪對(duì)41輪緣相接觸的部位開有凹槽，在凹槽中嵌有硬度低于車輪的材料42。 圖1、3還示出，反力架1整體置于與其適配的混凝土井中，反力架1底板3上垂向固定有電動(dòng)螺桿升降機(jī)4，底板3上開有供電動(dòng)螺桿升降機(jī)的螺桿5穿過(guò)的螺桿孔。
本例可用于對(duì)兩臺(tái)機(jī)車同時(shí)進(jìn)行定置試驗(yàn)。
實(shí)施例二 圖2 、 3 、 5 、 8示出，本例與實(shí)施例一基本相同，不同的僅僅是試驗(yàn)臺(tái)位為A、 B、 C三個(gè)，其中有一個(gè)試驗(yàn)臺(tái)位A為主試驗(yàn)臺(tái)位，該主試驗(yàn)臺(tái)位A的測(cè)試單元中的軌道輪對(duì)43的軸還與同步電機(jī)30的軸連接，同步電機(jī)30的直徑/長(zhǎng)度比大于1，且該主試驗(yàn)臺(tái)位的各測(cè)試單元的同步電機(jī)30電連接的具體方式是同步電機(jī)30的定子繞組并聯(lián)到同步電機(jī)定子三相母排61上，同步電機(jī)定子三相母排61通過(guò)三相開關(guān)七64連接到三個(gè)星接的電阻65 (即三個(gè)電阻65未與三相開關(guān)七64連接的另一端通過(guò)星形接法連接在一起)，同步電機(jī)30的轉(zhuǎn)子繞組相互串接后，再與可控整流器51連接。 本發(fā)明的試驗(yàn)臺(tái)位中的測(cè)試單元的數(shù)目與單臺(tái)被試機(jī)車或陪試機(jī)車的輪對(duì)數(shù)目相同，通常為4個(gè)或6個(gè)。當(dāng)然如果被試機(jī)車或陪試機(jī)車的輪對(duì)數(shù)目發(fā)生變化，試驗(yàn)臺(tái)位中的測(cè)試單元數(shù)目也隨同發(fā)生變化。 本發(fā)明實(shí)施時(shí)，既可如實(shí)施例一、二那樣在所有的軌道輪對(duì)43的軸上安裝飛輪一38 ;也可僅在部分軌道輪對(duì)43的軸上安裝飛輪一 38 ;也可不安裝飛輪一 38。同樣，輔助繞線異步電機(jī)36A的臺(tái)數(shù)可以是一臺(tái)，也可是多臺(tái)。飛輪一 38和繞線異步電機(jī)36A的具體數(shù)目根據(jù)試驗(yàn)對(duì)穩(wěn)定性的要求而定；安裝的飛輪一 38越多，設(shè)置的繞線異步電機(jī)的臺(tái)數(shù)就越多，試驗(yàn)的穩(wěn)定性越高。
8
權(quán)利要求
一種多機(jī)車定置滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，包括兩個(gè)或三個(gè)試驗(yàn)臺(tái)位，其中每個(gè)試驗(yàn)臺(tái)位又包括一對(duì)反力架(1)、一座上車橋(2)以及與單臺(tái)機(jī)車輪對(duì)數(shù)目相同的測(cè)試單元構(gòu)成的測(cè)試單元組，其特征在于所有測(cè)試單元的構(gòu)成是，支撐機(jī)車輪對(duì)(41)的軌道輪對(duì)(43)的軸與繞線異步電機(jī)(36)軸連接，繞線異步電機(jī)的直徑/長(zhǎng)度比大于1；且每一測(cè)試單元組中的各個(gè)繞線異步電機(jī)(36)的定子繞組并聯(lián)到異步電機(jī)定子三相母排(53)，并通過(guò)三相開關(guān)一(63)與電網(wǎng)相連；轉(zhuǎn)子繞組并聯(lián)到異步電機(jī)轉(zhuǎn)子三相母排(49)上；各個(gè)試驗(yàn)臺(tái)位的測(cè)試單元組的異步電機(jī)轉(zhuǎn)子三相母排(49)通過(guò)斷路器(62)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多機(jī)車定置滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于； 所述的兩個(gè)或三個(gè)試驗(yàn)臺(tái)位中有一個(gè)試驗(yàn)臺(tái)位為主試驗(yàn)臺(tái)位，該主試驗(yàn)臺(tái)位的測(cè)試單元中的軌道輪對(duì)(43)的軸還與同步電機(jī)(30)的軸連接，同步電機(jī)(30)的直徑/長(zhǎng)度比大 于l，且該主試驗(yàn)臺(tái)位的各測(cè)試單元的同步電機(jī)(30)電連接的具體方式是同步電機(jī)(30) 的定子繞組并聯(lián)到同步電機(jī)定子三相母排(61)上，同步電機(jī)定子三相母排(61)通過(guò)三相 開關(guān)七(64)連接到三個(gè)星接的電阻(65)，同步電機(jī)(30)的轉(zhuǎn)子繞組相互串接后，再與可控 整流器(51)連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多機(jī)車定置滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，其特征在于所述的兩個(gè) 或三個(gè)試驗(yàn)臺(tái)位中，部分或全部軌道輪對(duì)(43)的軸的中部，串接安裝有飛輪一 (38)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多機(jī)車定置滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，其特征是所述的測(cè)試單 元組中還設(shè)有不與軌道輪對(duì)(43)軸連接的2極或4極的輔助繞線異步電機(jī)(36A)，輔助 繞線異步電機(jī)(36A)的定子繞組分別通過(guò)三相開關(guān)十(69)并聯(lián)到異步電機(jī)定子三相母排 (53)，而轉(zhuǎn)子繞組則直接并聯(lián)到異步電機(jī)轉(zhuǎn)子三相母排(49)，輔助繞線異步電機(jī)(36A)的 軸連接飛輪二 (67)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多機(jī)車定置滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，其特征是所述的上車 橋(2)與機(jī)車輪對(duì)(41)輪緣相接觸的部位開有凹槽，在凹槽中嵌有硬度低于車輪的材料 (42)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多機(jī)車定置滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，其特征是所述的反力架 (1)整體置于與其適配的混凝土井中，反力架(1)底板(3)上垂向固定有電動(dòng)螺桿升降機(jī) (4)，底板(3)上開有供電動(dòng)螺桿升降機(jī)的螺桿(5)穿過(guò)的螺桿孔。
全文摘要
一種多機(jī)車定置滾動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，包括兩個(gè)或三個(gè)試驗(yàn)臺(tái)位，其中每個(gè)試驗(yàn)臺(tái)位又包括一對(duì)反力架(1)、一座上車橋(2)以及與單臺(tái)機(jī)車輪對(duì)(41)數(shù)目相同的測(cè)試單元構(gòu)成的測(cè)試單元組，其中所有測(cè)試單元的構(gòu)成是，支撐機(jī)車輪對(duì)(41)的軌道輪對(duì)(43)的軸與繞線異步電機(jī)(36)軸連接，繞線異步電機(jī)的直徑/長(zhǎng)度比大于1；且每一測(cè)試單元組中的各個(gè)繞線異步電機(jī)(36)的定子繞組通過(guò)異步電機(jī)定子三相母排(53)上的三相開關(guān)一(63)與電網(wǎng)相連，轉(zhuǎn)子繞組并聯(lián)到異步電機(jī)轉(zhuǎn)子三相母排(49)上；各個(gè)測(cè)試單元組的異步電機(jī)轉(zhuǎn)子三相母排通過(guò)斷路器(62)連接。試驗(yàn)臺(tái)利用多臺(tái)機(jī)車相互陪試，同步可靠、試驗(yàn)方便。可形成能量互饋，降低電源容量，節(jié)省能源與費(fèi)用。
文檔編號(hào)G01M17/08GK101694418SQ20091016767
公開日2010年4月14日 申請(qǐng)日期2009年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者盧瑞彪, 周文祥, 孫效杰, 彭艷, 沈玉飛, 蘇燾, 鄒曉霞, 郭成磊, 郭楊, 黃辰 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué);