
李中浩
1982年研究生毕业后加入株洲所,在株洲所工作10年。1991—2000年,历任铁道部科技司高级工程师、处长、副司长,铁道部信息技术中心主任。现任中国城市轨道交通协会技术装备专业委员会副主任。
我是1982年文革后的第一届研究生,毕业后分配到株洲所的总体线路室,师从万广从事240KVA静止劈相机研发。当时,我国机车交流传动还在实验室阶段,机车牵引系统没有牵引变流器,辅助系统的交流传动装置也不叫做辅助变流器,而是称之为静止劈相机。电力机车辅助系统的装置包括牵引电机通风机,电阻制动柜通风机还有压缩机电机,当时由阿尔诺旋转劈相机系统供电,由于接触网供电电压不稳定,劈相机烧损成了电力机车的惯性故障。
当时,较先进的解决方案就是采用交-直-交变频驱动,将供劈相机的两路380V单相绕组组成两段半控桥,整流成稳定的直流电压,再逆变成0-50Hz的三相可变频电源给负载电机供电。这种方案能够在过分相得电后自动再起,采用变频启动减少负载电机的电流冲击,也能够随着牵引电机及制动电阻电流的大小调节风机转速,彻底解决了劈相机烧损的问题。
我加入这个团队的时候,组里还有张子广和周书芹两位六十年代毕业的大学生,那时机组已经完成了样机试制在做功率试验,我们的任务是完善实验室试验,并将这台机组加装到新出厂的韶山1型电力机车车上。经过努力攻关,我们研发的240KVA静止劈相机终于可以装在新出厂的韶山1-274号车。当时,加装改造后的韶山1-274号车停放在试验车间的轨道上,由试验站的25KV单相交流电供电,在克服了电磁干扰、电抗器发热、主电路回流等很多困难以后,系统完全正常了。
由于制动柜风机的噪音特别大,我们只能在晚上才能开始全负载试验。清楚的记得在1982年的圣诞夜,全功率试验终于成功了!当所有的风机、空气压缩机投入运行时,车间里充满着巨大的噪声,我们躲在司机室中享受着这激动人心的噪音,脸上洋溢着幸福的笑容!
功率试验完成后,韶山1-274号车配属石家庄电力机务段正式投入运行。78级的穆亚翔、1983年毕业的张炜、付晋山,陆续加入了我们的团队,一起完成了240KVA静止变流器的十万公里运行考核。
付晋山的加盟,使我们开始了240KVA静止变流器微机控制的征程。付晋山的物理基础、计算机技术功底很扎实,动手能力强,他师从上海铁道学院的顾伟楠老师,当时他们的团队走在轨道交通计算机控制领域的前沿。计算机控制从8bit的芯片开始,当时的芯片型号是8085、Z80,我们团队用的是Z80芯片,在那个台式机还没有普及的年代,开发设备是株洲电子研究所生产的单板机。
计算机控制上车需要开发一个能够克服电磁干扰的CPU插件,插入到原来的控制机箱里。当时印刷线路板只有双面板可选择,需要到湖南计算机厂制版,周期很长;由于是8位控制器,数据总线、控制总线、地址总线还不太复杂,双层板还能布置得下去,当时双面版只有纯手工布线,先在座标纸上画出草图,再用当时最新的方法,用特定宽度的黑色胶带,贴出线路板PCB。检查也完全是手工进行,线路板制成后还发现了几个问题,最后一个问题是总线的读写控制线反了,这是整个过程中最没有把握的环节,经过反复摸索,最后总算通过了,也加快了试制进度;1984年我们研制出了第一台车载的微机控制插板。
▲Z80微机控制版
当时的控制软件是手写的,汇编语言先写在纸上,再通过手工编译为可执行代码,再输入到单板机的RAM,检查无误后,再写入EPROM。难能可贵的是,付晋山还保留着这块微机控制线路板和手写的编程软件的原稿。
▼静止劈相机交直控制程序清单
如果需要的话,我们想把他们贡献出来,献给株洲所陈列室。也许新的研究大楼和陈列室落成后,可以用它们来体现我们进步的起点和我们的自立更生精神。
微机控制装置在韶山1-274号车上替代了原有的控制装置,考核运行了3万公里。满足了铁道部控制系统产品鉴定的要求,通过了铁路部的科技成果鉴定。
▲240KVA静止变流器微机控制机箱
项目组在《铁道学报》1984年第1期开篇的版面上,发表了《电力机车辅助系统静止变流器的研究》这一论文,并在《机车电传动》杂志上发表了《电力机车辅助变流器的微机控制系统》和《一种最佳PVM波微机控制方法》论文。240KVA静止劈相机和微机控制系统这两项成果,之后合起来取名“电力机车辅助系统静止变流器及其微机控制装置”,并获得了国家科技进步三等奖。
▲国家科技进步奖获奖证书
在8K电力机车引进时,其中有两台微机控制的电力机车。电力机车控制分成机车控制级和变流器控制级,分别采用了80186和8096芯片,进入了16Bit控制的领域,分别是现在CCU和TCU的前生,今后株洲所的微机控制结合列车控制网(WTB)和车辆控制网(MVB),参与了列车控制网络(TCN)国际标准的编制,进入了主流的潮流,成为我国牵引领域计算机控制领域的排头兵。