地鐵調(diào)車(chē)機(jī)車(chē)電氣控制柜結(jié)構(gòu)淺析

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摘要：針對(duì)中車(chē)資陽(yáng)機(jī)車(chē)有限公司早期設(shè)計(jì)生產(chǎn)的某型地鐵調(diào)車(chē)機(jī)車(chē)電氣控制柜，設(shè)計(jì)出了一種經(jīng)過(guò)改進(jìn)優(yōu)化的新型電氣控制柜。該新型電氣控制柜具有結(jié)構(gòu)更緊湊、設(shè)計(jì)更合理、總電源開(kāi)關(guān)操作更方便、平臺(tái)化設(shè)計(jì)等特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：地鐵；調(diào)車(chē)；電氣柜；結(jié)構(gòu)優(yōu)化

電氣控制柜（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“電氣柜”）是機(jī)車(chē)的控制中樞，為機(jī)車(chē)上關(guān)鍵不可缺少的核心設(shè)備。中車(chē)資陽(yáng)機(jī)車(chē)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“中車(chē)資陽(yáng)公司”）早期設(shè)計(jì)的供國(guó)內(nèi)某城市地鐵線路的調(diào)車(chē)機(jī)車(chē)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“調(diào)機(jī)”）電氣柜，存在體積較大、電源開(kāi)關(guān)操作不便、沒(méi)有平臺(tái)化設(shè)計(jì)理念等不足。針對(duì)這些不足，中車(chē)資陽(yáng)公司重新設(shè)計(jì)了一種新型的地鐵調(diào)車(chē)機(jī)車(chē)電氣柜，本文對(duì)該新型電氣柜的改進(jìn)項(xiàng)點(diǎn)進(jìn)行了介紹。

1中車(chē)資陽(yáng)公司早期某型地鐵調(diào)機(jī)電氣柜簡(jiǎn)介

1.1外形尺寸

柜體外形尺寸為850mm×350mm×1550mm（寬×深×高），如圖1所示。需要一種具有通用性的電氣柜柜體結(jié)構(gòu)，該電氣柜可以裝在內(nèi)走廊機(jī)車(chē)上，也可以裝在外走廊機(jī)車(chē)上，可以固定在不同結(jié)構(gòu)的司機(jī)室地板梁和司機(jī)室隔墻上，可以很簡(jiǎn)單地更改空氣開(kāi)關(guān)的數(shù)量。

2新型電氣柜簡(jiǎn)介

針對(duì)不足之處，中車(chē)資陽(yáng)公司重新設(shè)計(jì)了1個(gè)電氣柜。

2.1外形尺寸

重新設(shè)計(jì)的柜體外形尺寸為750mm×270mm×1550mm（寬×深×高），結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間更小，如圖2所示。

2.2柜門(mén)

柜門(mén)如圖3所示。將柜門(mén)由雙開(kāi)門(mén)結(jié)構(gòu)改為上下2層的3門(mén)結(jié)構(gòu)，門(mén)沿上貼減震膠條。上門(mén)為單開(kāi)門(mén)結(jié)構(gòu)，安裝有2個(gè)三角鎖，門(mén)上裝有萬(wàn)轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)、按鈕開(kāi)關(guān)和空氣開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)安裝面內(nèi)凹以免和司乘人員發(fā)生碰撞。上門(mén)區(qū)域柜體內(nèi)部為不需要經(jīng)常檢修維護(hù)的電器件，如PLC、數(shù)字量模塊、模擬量模塊、功率放大塊等。下層為雙開(kāi)門(mén)結(jié)構(gòu)，安裝有1套連桿鎖。連桿鎖帶鑰匙，防止被隨意打開(kāi)。通過(guò)更改柜門(mén)結(jié)構(gòu)，既提高了空間利用率，也大大降低了機(jī)車(chē)振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生異響的可能。

2.3蓄電池總電源開(kāi)關(guān)

為解決總電源開(kāi)關(guān)需打開(kāi)柜門(mén)操作的問(wèn)題，將該開(kāi)關(guān)的類(lèi)型由閘刀開(kāi)關(guān)改為卡車(chē)用蓄電池電源開(kāi)關(guān)，如圖4所示。將電源開(kāi)關(guān)設(shè)置在電氣柜左側(cè)，并且手柄外漏以使在不打開(kāi)柜門(mén)的情況下也可以接通和斷開(kāi)電氣柜與機(jī)車(chē)蓄電池的電氣連接。電源開(kāi)關(guān)位置如圖5所示。

2.4平臺(tái)化設(shè)計(jì)

2.4.1底部安裝接口。底部安裝孔采用冗余設(shè)計(jì)，共設(shè)計(jì)6個(gè)安裝孔和1個(gè)接地點(diǎn)，如圖6所示。安裝時(shí)根據(jù)具體車(chē)型車(chē)體鋼結(jié)構(gòu)的差異而選擇不同的螺栓緊固點(diǎn)，一般選擇4個(gè)安裝孔，使用4顆M10的螺栓將電氣柜固定在司機(jī)室地板梁上。2.4.2頂部安裝接口頂部安裝孔采用冗余設(shè)計(jì)，共設(shè)計(jì)2組（共4個(gè)）安裝孔，如圖7所示。圖7左側(cè)安裝孔未顯示，位置和右側(cè)安裝孔關(guān)于柜體中心線對(duì)稱(chēng)。柜體頂部吊環(huán)螺釘旁的2個(gè)安裝孔在機(jī)車(chē)司機(jī)室隔墻無(wú)采光窗時(shí)使用，頂部左右側(cè)面的2個(gè)安裝孔在機(jī)車(chē)司機(jī)室隔墻有采光窗時(shí)使用。無(wú)論采用何種方案，未使用的安裝孔均用封板遮蔽。2.4.3開(kāi)關(guān)件安裝。開(kāi)關(guān)件安裝在上門(mén)組件上，安裝數(shù)量具有可擴(kuò)展性，如圖8所示。其中，萬(wàn)轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)、按鈕開(kāi)關(guān)區(qū)域可新增1個(gè)萬(wàn)轉(zhuǎn)或2個(gè)按鈕?？諝忾_(kāi)關(guān)組設(shè)置有2個(gè)備用件，如有需要可直接使用或者更換為不同額定電流值的空氣開(kāi)關(guān)后使用。空氣開(kāi)關(guān)處設(shè)有活動(dòng)蓋板，可方便空氣開(kāi)關(guān)的安裝和更換。如在2個(gè)備用空氣開(kāi)關(guān)全部使用的情況下仍不能滿(mǎn)足機(jī)車(chē)電氣保護(hù)的需要，柜體結(jié)構(gòu)依然預(yù)留有進(jìn)一步擴(kuò)展的空間。僅僅只需更換1個(gè)活動(dòng)蓋板，電氣柜最多還能新增3個(gè)單極空氣開(kāi)關(guān)。可見(jiàn)，柜體結(jié)構(gòu)的空氣開(kāi)關(guān)安裝數(shù)量兼容性較強(qiáng)，可滿(mǎn)足各種不同型號(hào)地鐵調(diào)機(jī)的需求。2.4.4柜體內(nèi)部電器件安裝。為使電氣柜內(nèi)部空間利用率最大化，柜體內(nèi)部安裝板采用焊接結(jié)構(gòu)。電氣柜正面有上下2塊安裝板，不同的車(chē)型可通過(guò)安裝板上開(kāi)孔的數(shù)量和位置的不同來(lái)匹配，如圖9所示。對(duì)于舊電氣柜的加改，只需在安裝板空白區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)配鉆螺紋孔。

3裝車(chē)運(yùn)用情況

該平臺(tái)化電氣柜結(jié)構(gòu)自?xún)?yōu)化改進(jìn)以來(lái)，已先后在青島地鐵、成都地鐵、貴陽(yáng)地鐵等線路地鐵調(diào)機(jī)上裝車(chē)使用。與中車(chē)資陽(yáng)公司早期地鐵調(diào)機(jī)電氣柜相比，具有結(jié)構(gòu)緊湊、通用性強(qiáng)、電源通斷方便等特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)運(yùn)用驗(yàn)證，能滿(mǎn)足各種不同地鐵調(diào)機(jī)車(chē)型的裝車(chē)需求。

作者:劉平郭 魏強(qiáng) 高曉芳 楊秋芬 單位:中車(chē)資陽(yáng)機(jī)車(chē)有限公司