La historia del desarrollo de la locomotora eléctrica Shaoshan 7c
La locomotora eléctrica Shaoshan Tipo 7C está basada en la locomotora Shaoshan Tipo 7 y está diseñada en base a las características de la locomotora de pasajeros. El circuito principal, el bogie y la estructura de la carrocería de la locomotora son básicamente los mismos, heredando el tipo de eje Bo-Bo-Bo de las locomotoras Shaoshan 7 y Shaoshan 7B. Las características principales de la locomotora Shaoshan 7C son el peso reducido del eje, la carrocería liviana, la relación de velocidad variable, el dispositivo de suministro de energía del tren, el suministro de aire de doble tubo, etc. La velocidad máxima de operación es de 120 km/h; además, en respuesta al problema de masa inercial que ocurrió durante el uso de las locomotoras Shaoshan 7C, las locomotoras Shaoshan 7C han sido procesadas para mejorar su confiabilidad. Antes del diseño, la fábrica de locomotoras Datong utilizó la locomotora Shaoshan No. 7 0014 para realizar una prueba de tracción con aumento de velocidad de 120 km/h y obtuvo datos de prueba para la locomotora con aumento de velocidad. En 1998, Datong Locomotive Factory produjo cinco locomotoras eléctricas Shaoshan Tipo 7 (0080 ~ 0084) como prototipo de la locomotora Shaoshan Tipo 7. Aunque la estructura de la carrocería de la locomotora Shaoshan Tipo 7 todavía se utiliza, sus aparatos eléctricos, rendimiento de tracción y pintura de la carrocería son casi los mismos que los de la locomotora Shaoshan Tipo 7. La velocidad de construcción es de 120 km/h y la carga por eje es. 22 toneladas. El primer lote de dos prototipos de locomotoras eléctricas Shaoshan 7C (0001. 0002) se completó en agosto de 1998. Desde junio de 5438 hasta octubre del mismo año, el Depósito de Locomotoras de Xi'an de la Oficina de Ferrocarriles de Zhengzhou comenzó la evaluación de operación de 200.000 kilómetros, y el Ferrocarril Longhai se encargó de tareas de transporte de pasajeros de Xi'an a Baoji y de Xi'an a Zhengzhou. De junio de 2018 a junio de 2009, el Centro de Inspección y Supervisión de Calidad de Productos del Ministerio de Ferrocarriles seleccionó una de las locomotoras para realizar pruebas de rendimiento dinámico en la línea Beijing-Guangzhou entre Beijing y Shijiazhuang. En agosto de 2000, las locomotoras Shaoshan 7C habían completado las tareas de evaluación operativa. Durante el período, un total de 1 locomotora se averió y 9 fueron reparadas temporalmente. Los resultados de las pruebas muestran que la locomotora Shaoshan 7C tiene un buen rendimiento, con buena utilización de la adherencia, rendimiento de aceleración de arranque y capacidad de regulación de velocidad de alta velocidad. En particular, el rendimiento de aceleración de arranque está al nivel líder de las locomotoras eléctricas AC-DC nacionales. La locomotora arrastra 20 turismos (1.100 toneladas) en tiempo de aceleración y distancia desde parado hasta 120 km/h. La velocidad equilibrada puede alcanzar los 88 km/h en una pendiente de 12 ‰ de longitud.
Al mismo tiempo, el Ministerio de Ferrocarriles exige la reelección de las locomotoras eléctricas de pasajeros con aumento de velocidad utilizadas en el tramo Longhai Railway West a Zhengzhou. Además de las locomotoras Shaoshan 7C de la fábrica de locomotoras Datong, la fábrica de locomotoras eléctricas de Zhuzhou también desarrolló la locomotora eléctrica de eje de paletas Shaoshan 8B para competir con ella y, a mediados de 1998, se produjo posteriormente en el ferrocarril Longhai Zhengzhou- Zhengzhou Shaoshan 8 en 2001 y 2002 Dos vehículos de prueba. Sin embargo, los resultados de las pruebas no fueron tan buenos como los de la locomotora Shaoshan 7C, por lo que el Ministerio de Ferrocarriles determinó que la locomotora eléctrica Shaoshan 7C era la principal locomotora de aumento de velocidad de pasajeros para el tercer aumento de velocidad de China Railway en la línea Longhai en 2000. . Del 5 de junio al 5 de octubre de 2002, la locomotora eléctrica Shaoshan 7C pasó la evaluación de logros científicos y tecnológicos a nivel ministerial. La locomotora eléctrica Shaoshan 7C se puso en producción en 1999. Ese mismo año, el primer lote de locomotoras Tipo 15 se asignó oficialmente al depósito de locomotoras de Xi'an y se puso en uso en el tramo Zhengzhou-Xi'an del ferrocarril Longhai. En 2000, el segundo lote de 20 locomotoras se asignó al Depósito de Locomotoras de Lanzhou de la Oficina de Ferrocarriles de Lanzhou y se puso en uso en la sección Lanzhou-Xi'an del Ferrocarril Longhai. En 2001, el cuarto aumento de velocidad de los Ferrocarriles de China incluyó a la región suroeste en el alcance del aumento de velocidad por primera vez. La locomotora eléctrica Shaoshan 7C fue identificada por el Ministerio de Ferrocarriles como la principal locomotora de aumento de velocidad de pasajeros en el Ferrocarril Xiangpu. En abril del mismo año, la locomotora Shaoshan 7C 0011 completó con éxito la prueba de tracción de aumento de velocidad en el tramo Xiangfan-Dazhou-Chongqing del ferrocarril Xiangyu. La velocidad máxima alcanzó 128,8 km/h al remolcar 16 vagones de pasajeros de 25K. En el mismo año, un gran número de locomotoras Shaoshan 7C fueron asignadas al depósito de locomotoras del sur de Chongqing de la oficina ferroviaria de Chengdu, al depósito de locomotoras Ankang y al depósito de locomotoras Liu Liping de la oficina ferroviaria de Zhengzhou, y se pusieron en uso en el Ferrocarril Xiangyu.
Desde entonces, el depósito de locomotoras de Kunming de la oficina ferroviaria de Kunming, el depósito de locomotoras de Nanning de la oficina ferroviaria de Liuzhou, el depósito de locomotoras de Huaihua del grupo ferroviario de Guangzhou y el depósito de locomotoras de Zhuzhou han sido equipados con Shaoshan. Se pusieron en funcionamiento las locomotoras 7C. Ferrocarril Huaiyu y Ferrocarril Hunan-Guizhou. En 2006, la fábrica de locomotoras eléctricas de Datong produjo 171 locomotoras eléctricas Shaoshan 7C. La locomotora eléctrica Shaoshan 7C es una locomotora eléctrica de pasajeros de línea principal de seis ejes. La estructura de la carrocería es básicamente la misma que la de las locomotoras Shaoshan 7 y Shaosan 7B. Adopta una estructura de soporte de carga general tipo bastidor. El diseño general adopta pasillos de doble cara y cabinas en ambos extremos. centrado en el transformador principal, el equipo más pesado de la locomotora y otros. El plano del equipo está inclinado y dispuesto simétricamente para facilitar el equilibrio del peso, detrás de la cabina se instala un pantógrafo de un solo brazo en ambos extremos del techo; El disyuntor está instalado en el medio del techo. Para reducir la fuerza rueda-carril causada por el aumento de velocidad de la locomotora, el peso por eje de la locomotora Shaoshan 7C se establece en 22 toneladas y el peso total es 1,32 toneladas, que es 1 tonelada y 6 toneladas menos que el de la Shaoshan 7. locomotora respectivamente. Al mismo tiempo, debido a que la locomotora Shaoshan 7C ha agregado dispositivos de suministro de energía y equipos relacionados, el peso total de la locomotora debe ser aproximadamente 10 toneladas más liviano que el de la locomotora Shaoshan 7C.
Durante el proceso de diseño, sin debilitar la confiabilidad de la locomotora, algunas partes de la carrocería del vehículo que no soportan carga fueron diseñadas para ser más livianas, como cambiar el material de acero a aluminio y reducir el espesor de la estructura. Para calcular los componentes portantes se utiliza el método de análisis de elementos finitos, lo que reduce la calidad estructural.
El equipo eléctrico del vehículo se basa en el diseño de las locomotoras 8K para lograr gabinete y unificación. Dado que la locomotora eléctrica Shaoshan 7C utiliza un bogie de eje ondulado, el transformador principal sólo se puede instalar en la carrocería del automóvil. Para reducir aún más el espacio ocupado, el reactor de suavizado, el reactor de compensación del factor de potencia y el transformador de corriente de alto voltaje están instalados en el transformador. El tanque de aceite de refrigeración se utiliza para formar un transformador combinado y se coloca en el medio del automóvil. cuerpo. El sistema de ventilación adopta el método de ventilación de la carrocería del vehículo. Las rejillas verticales en las paredes laterales son ventanas de entrada de aire para ventilar y enfriar el equipo del vehículo. El motor de tracción, el rectificador, el transformador, la resistencia de frenado y otros equipos se enfrían a través del mismo. rama de ventilación. La locomotora eléctrica Shaoshan 7C es una locomotora eléctrica de CA de frecuencia eléctrica monofásica impulsada por CA CC. Las primeras locomotoras de producción (0001 ~ 0141) utilizaban el mismo circuito principal que la locomotora Shaoshan Tipo 7, que era un puente rectificador controlado por fase en serie de tiristores de dos etapas, que constaba de un puente rectificador semicontrolado y un puente rectificador totalmente controlado. con función de frenado regenerativo. Durante la tracción, el puente totalmente controlado realiza el control característico de la regulación continua de velocidad controlada por fases. Durante el frenado regenerativo, el puente totalmente controlado se convierte en un dispositivo inversor y el puente medio controlado sirve como un dispositivo de suministro de energía de excitación. Sin embargo, las locomotoras mejoradas producidas en el período posterior (0142 ~ 0171) se cambiaron al método de regulación de voltaje de puente semicontrolado de tres etapas con tiristores, que se estandarizó y simplificó con el circuito principal de las locomotoras Shaoshan 7D, Shaoshan 7E y Shaoshan 9. . Además, el frenado regenerativo de las locomotoras eléctricas controladas por fase CA CC debe utilizar un puente totalmente controlado, pero el puente totalmente controlado también reducirá el factor de potencia de la locomotora cuando la energía se devuelve a la red eléctrica, el orden superior. La corriente armónica es grande, lo que reducirá el factor de potencia de la subestación de tracción, provocando interferencias de ruido en las líneas de comunicación. Debido a las deficiencias anteriores, la locomotora mejorada Shaoshan 7C se cambió a una regulación de voltaje de puente semicontrolada de tres etapas, mientras que se canceló el frenado regenerativo y en su lugar se agregó frenado con resistencia de alimentación.
Aunque la locomotora eléctrica Shaoshan 7C tiene tres juegos de bogies, sólo hay dos juegos de circuitos principales. Los dos motores de tracción del bogie central pertenecen al grupo delantero y al grupo trasero. Cuando la locomotora está remolcando, se suministra energía a dos grupos de tres motores de tracción en paralelo, lo que favorece la adherencia y evita el ralentí. Además, cada circuito rectificador regulador de tensión dispone de un puente de excitación semicontrolado, que alimenta los devanados de excitación independientes de los tres motores conectados en serie. Dado que la locomotora Shaoshan Tipo 7 utiliza un motor de tracción excitado compuesto, se puede lograr un debilitamiento continuo del campo siempre que la corriente excitada por separado se reduzca constantemente. El rango de velocidad de potencia constante de la locomotora se mueve de 44 ~ 80 km/h de la locomotora Shaoshan Tipo 7 a 76 ~ 120 km/h, lo que le da a la locomotora una mayor aceleración inicial, acorta el tiempo y la distancia de aceleración inicial y mantiene la potencia total. en la operación de la zona de alta velocidad, mejorando la tracción y la aceleración residual en zonas de alta velocidad. El circuito principal de la locomotora está equipado con un dispositivo de compensación del factor de potencia y también sirve como filtro de tercer armónico. Al agregar o quitar capacitores en el circuito principal, se puede mejorar el factor de potencia de la locomotora. Dentro del rango de potencia del 50 al 100%, el factor de potencia de la locomotora puede ser mayor que 0,9, mejorando así la eficiencia general del electrificado. ferrocarril y reducir la interferencia con las comunicaciones inalámbricas.
La locomotora eléctrica Shaoshan 7C tiene la función de suministrar energía a los trenes de pasajeros. La estructura del circuito del dispositivo de suministro de energía es básicamente la misma que la de la locomotora Shaoshan Tipo 8. El voltaje de salida nominal es de 600 VCC, la capacidad de salida es de 2×400 kW y los dos canales suministran energía a los trenes de pasajeros. La sección de rodadura de la locomotora es aproximadamente la misma que la de la locomotora Shaoshan Tipo 7, y consta de tres bogies de dos ejes. Todos los ejes son móviles. Los ejes de la locomotora son del tipo Bo-Bo-Bo, con una distancia entre ejes fija corta. y buen rendimiento en el paso de curvas. El bogie adopta un bogie sin refuerzo con resortes de cojinete laterales para soportar la carga de la carrocería. Los tres bogies son independientes. La diferencia entre el bogie central y los bogies de ambos extremos es la adición de un dispositivo de desplazamiento lateral, con un desplazamiento lateral de hasta 220 mm respecto a la carrocería, y la eliminación del dispositivo de freno de estacionamiento. La deflexión estática de la suspensión de la segunda serie es ligeramente mayor y no se puede usar indistintamente con los bogies en ambos extremos. La tracción y la fuerza de frenado se transmiten a través de una unidad de tracción de barra de tiro baja en forma de Z. En la carrocería hay seis asientos de lanza, que están conectados a tres bogies en forma de Z a través de seis lanzas. Los puntos de tracción de los bogies en ambos extremos están 10 mm por debajo de la superficie del riel y se pueden ajustar de manera flexible para ayudar a pasar las curvas y reducir la transferencia de carga por eje. Complementado con la compensación eléctrica de transferencia de carga por eje, se puede obtener un mayor rendimiento de adherencia. La suspensión primaria adopta una estructura de suspensión independiente de resortes helicoidales de caja de grasa y amortiguadores hidráulicos con almohadillas de caucho; la suspensión de la segunda serie utiliza una combinación de sistemas de resortes helicoidales, componentes de caucho y amortiguadores hidráulicos, y el bogie intermedio está equipado con rodamientos de rodillos. La deflexión estática de los sistemas de suspensión de la primera y segunda serie es ligeramente mayor que la de la locomotora Shaoshan 7, y se agrega un amortiguador hidráulico anti-serpiente.
Debido a las diferentes características operativas de las locomotoras de pasajeros y de carga, el motor de tracción ZD111 de la locomotora Shaoshan No. 7 ya no se utiliza y en su lugar se utiliza el motor de tracción ZD120 mejorado. Ambos son motores de tracción de corriente de pulso de excitación compuesta, de voltaje medio y seis polos con devanados de compensación, aislamiento completo de clase H y estructuras completamente laminadas, excepto por diferentes parámetros de rendimiento, las estructuras son básicamente las mismas. Entre ellos, el motor de tracción ZD120 aumentó la velocidad máxima, redujo el par y redujo el tamaño para reducir el peso. El motor de excitación compuesto tiene un devanado de excitación separado, por lo que no perderá otro campo magnético de excitación cuando está inactivo en el estado de tracción, por lo que tiene buenas características de pegado. El motor de tracción adopta una estructura de suspensión de rodamientos y transmisión de dientes rectos de un solo lado, y la relación de transmisión cambia de 73/17 a 68/23.