任务二 交传机车牵引传动系统分析
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该型机车是我国目前自主化程度最高的电力机车，国产化率高达90%，具 有极优的性价比。
1.主电路 机车的主电路系统由主变压器原边电路以及主变压器次变牵引电路组成。
受电弓从接触网接受AC25kV， 50Hz电源，经高压隔离开关，主断路器输入 主变压器，原边电流经轴端接地装置返回大地。主变压器原边电路设有避雷器、 高压电压互感器、高压电流互感器、回流电流互感器。机车的微机控制系统对原 边具有过压、欠压、过流的检测和保护功能、变压器原边具有差动保护功能。主 变压器的6个次边绕组给两个牵引变流器供电，牵引变流器采用3.3kV 电压等级 的IGBT变流元件，变压器次边输送过来的电能，在牵引变流器中经过整流、逆 变之后为6台牵引电机提供变频变压交流电源，牵引电机采用三相交流异步电机， 主电路具有过压、过流、接地保护功能。
4.3 交传大功率机车牵引传动系统概述
HXD1C型机车主电路具有： （1）采用先进的交流传动系统 （2）采用标准化、模块化设计 （3）采用先进的水冷IGBT模块 （4）采用轴控方式，提高机车的可利用率 （5）采用先进的再生制动方式，节能效果显著
4.3 交传大功率机车牵引传动系统概述
2、辅助电路
机车装有两组辅助变流器，分别集成在两个柜体中，分别由牵引变压器 辅助绕组供电。其中1台辅助变流器以定频方式工作，为恒频恒压工作的负载供 电，另一台辅助变流器以变频方式工作，为有变频变压要求的负载，如牵引风机 电机供电机车辅助电源系统采用冗余设计，当一组电源故障时，另一组电源能维 持全车辅助系统供电。
【学习任务】
4.3 交传大功率机车牵引传动系统概述
HXD型电力机车是交-直-交大功率交流传动的电力机车。HXD1C型六轴 7200kW交流传动电力机车在HXD1型机车和HXD1B型机车设计制造的基础上， 采用由IGBT变流元件组成的模块，单轴控制技术，适应中国使用环境的交流传 动六轴7200kW干线电力机车。机车设计使用寿命30年。
具体合闸步骤如下： ①按下“开/关”键；此时，主断路器处于断开状态。 ②电磁阀及保持线圈得电，压缩空气由储风缸进入传动气缸，推动活塞上移。 ③动触头随着活塞的移动而运动； ④恢复弹簧压缩； ⑤主触头闭合； ⑥触头接触压力弹簧压缩； ⑦活塞到达行程末端； ⑧由保持线圈将活塞固定，保持合闸状态； ⑨0.6秒后，电磁阀失电，活塞底部排风； ⑩传动气缸内的空气排出。
路又由一电磁阀操纵。 该控制气路保证：受电弓无振动而有规律地升起，直至最大工作高度，从受
电弓弓头开始上升算起，在6～10秒内无异常冲击地抵达接触网线上； 1）弓头上升一升弓 2）弓头的下降一降弓
3、 TSG15B型受电弓技术参数
4.4.2 真空断路器
BVAC.N99D型真空断路器是HXD1C型电力机车车顶高压电器中的一个重要电 气部件，它是整车与接触网之间电气连通、分断的总开关，是机车上最重要的 保护设备，该电器设备主要用于主电路开断和接通，同时还可以用于过载保护 和短路保护。
9、转向架：机车采用两台C0转向架。驱动系统采用滚动抱轴承传动的抱轴悬 挂驱动，构架为箱形梁焊接构架，齿轮箱采用了高强度铝合金；一系悬挂采用轴 箱拉杆＋螺旋钢弹簧方式；二系悬挂采用高挠螺旋钢弹簧结构；牵引装置采用低 位牵引。
4.4 牵引传动系统主电路主要元器件
图4-1 交传大功率机车整体结构原理图 一台交流传动机车的结构原理，如图4-1所示，电源从电网下来，经变压器 降压，传动控制单元控制四象限整流器完成交流到直流的变换，再控制逆变器完 成直流到3相交流的VVVF（变压变频）变换，给异步牵引电机供电，达到对异步 牵引电机转矩的控制。牵引时，能量是从电网流向电机，电能转化成机械能。制 动时，过程相反，机械能转化成电能回馈电网。
4.4.1 受电弓
受电弓是机车从接触网获得电能的部件，在机车车顶两端各装一台。大功率 交流传动HXD1C型机车使用TSG15B型受电弓，该型受电弓是一种铰接式的机械 构件，它通过绝缘子安装于电力机车车顶。
1、 TSG15B型受电弓结构
图4-2 TSG15B型受电弓总体结构
4.4.1 受电弓
2、 TSG15B型受电弓工作原理 受电弓的升弓和降弓由气囊装置进行控制，气囊装置由气路控制，而气
1、 BVAC.N99D型真空断路器结构
图4-3 BVAC.N99D型真空断路器结构图
Байду номын сангаас
4.4.2 真空断路器
2、BVAC.N99D型真空断路器动作原理 1）合闸原理（断路器处在断开状态） BVAC.N99型真空断路器只有在满足如下条件，断路器才能闭合： ①断路器必须处于断开状态； ②必须有充足的气压； ③保持线圈必须处于得电状态。
3、控制网络 机车采用微机控制系统，实现网络化、模块化，使机车控制系统具有控制、 诊断、监测、传输、显示和存储功能，控制网络符合IEC 61375的标准要求。
4、控制网络 重联控制：机车具有通过WTB总线进行多机(最多三台)重联控制及显 示功能， 并预留了远程重联控制系统的软件、硬件接口及安装平台。
5、设备布置
6、机车总体结构为双司机室、机械间设备按斜对称原则布置、中间走廊、采 用预布线和预布管设计。
4.3 交传大功率机车牵引传动系统概述
7、通风方式：机车采用独立通风方式，增加了机械间冬夏季温度调节模式转 换设计，更好的改善了机车运用环境。
8、车体：车体采用整体承载结构型式，全部由钢板及钢板压型件组焊而成的 全钢焊接结构。车体纵向压缩载荷取3000kN，纵向拉伸载荷取2500kN。
辅助电源系统具有完备的保护，包括过电压、欠电压、过载、接地、过 热等保护项目。
HXD1C型机车辅助电路具有以下显著特点： （1）采用冗余设计 （2）变频功能，节能性好 （3）采用标准化、模块化设计 （4）为防寒设计预留接口和余量 （5）配置卫生间、转波炉、冷藏箱等生活设施
4.3 交传大功率机车牵引传动系统概述
4.4.2 真空断路器
2、BVAC.N99D型真空断路器动作原理
2）分闸原理（断路器处在闭合状态） 在任何情况下，只要控制电源失电，BVAC断路器就处于开断状态（控制开 关“开/关”打开）。具体分闸步骤如下： ①保持线圈失电； ②活塞在弹簧力作用下移动（触头压力弹簧和恢复弹簧）； ③主触头打开，真空灭弧室灭弧； ④行程结束，活塞缓冲，. 主触头断开。 3、BVAC.N99D型真空断路技术参数
1.主电路 机车的主电路系统由主变压器原边电路以及主变压器次变牵引电路组成。
受电弓从接触网接受AC25kV， 50Hz电源，经高压隔离开关，主断路器输入 主变压器，原边电流经轴端接地装置返回大地。主变压器原边电路设有避雷器、 高压电压互感器、高压电流互感器、回流电流互感器。机车的微机控制系统对原 边具有过压、欠压、过流的检测和保护功能、变压器原边具有差动保护功能。主 变压器的6个次边绕组给两个牵引变流器供电，牵引变流器采用3.3kV 电压等级 的IGBT变流元件，变压器次边输送过来的电能，在牵引变流器中经过整流、逆 变之后为6台牵引电机提供变频变压交流电源，牵引电机采用三相交流异步电机， 主电路具有过压、过流、接地保护功能。
4.3 交传大功率机车牵引传动系统概述
HXD1C型机车主电路具有： （1）采用先进的交流传动系统 （2）采用标准化、模块化设计 （3）采用先进的水冷IGBT模块 （4）采用轴控方式，提高机车的可利用率 （5）采用先进的再生制动方式，节能效果显著
4.3 交传大功率机车牵引传动系统概述
2、辅助电路
机车装有两组辅助变流器，分别集成在两个柜体中，分别由牵引变压器 辅助绕组供电。其中1台辅助变流器以定频方式工作，为恒频恒压工作的负载供 电，另一台辅助变流器以变频方式工作，为有变频变压要求的负载，如牵引风机 电机供电机车辅助电源系统采用冗余设计，当一组电源故障时，另一组电源能维 持全车辅助系统供电。
【学习任务】
4.3 交传大功率机车牵引传动系统概述
HXD型电力机车是交-直-交大功率交流传动的电力机车。HXD1C型六轴 7200kW交流传动电力机车在HXD1型机车和HXD1B型机车设计制造的基础上， 采用由IGBT变流元件组成的模块，单轴控制技术，适应中国使用环境的交流传 动六轴7200kW干线电力机车。机车设计使用寿命30年。
具体合闸步骤如下： ①按下“开/关”键；此时，主断路器处于断开状态。 ②电磁阀及保持线圈得电，压缩空气由储风缸进入传动气缸，推动活塞上移。 ③动触头随着活塞的移动而运动； ④恢复弹簧压缩； ⑤主触头闭合； ⑥触头接触压力弹簧压缩； ⑦活塞到达行程末端； ⑧由保持线圈将活塞固定，保持合闸状态； ⑨0.6秒后，电磁阀失电，活塞底部排风； ⑩传动气缸内的空气排出。
路又由一电磁阀操纵。 该控制气路保证：受电弓无振动而有规律地升起，直至最大工作高度，从受
电弓弓头开始上升算起，在6～10秒内无异常冲击地抵达接触网线上； 1）弓头上升一升弓 2）弓头的下降一降弓
3、 TSG15B型受电弓技术参数
4.4.2 真空断路器
BVAC.N99D型真空断路器是HXD1C型电力机车车顶高压电器中的一个重要电 气部件，它是整车与接触网之间电气连通、分断的总开关，是机车上最重要的 保护设备，该电器设备主要用于主电路开断和接通，同时还可以用于过载保护 和短路保护。
9、转向架：机车采用两台C0转向架。驱动系统采用滚动抱轴承传动的抱轴悬 挂驱动，构架为箱形梁焊接构架，齿轮箱采用了高强度铝合金；一系悬挂采用轴 箱拉杆＋螺旋钢弹簧方式；二系悬挂采用高挠螺旋钢弹簧结构；牵引装置采用低 位牵引。
4.4 牵引传动系统主电路主要元器件
图4-1 交传大功率机车整体结构原理图 一台交流传动机车的结构原理，如图4-1所示，电源从电网下来，经变压器 降压，传动控制单元控制四象限整流器完成交流到直流的变换，再控制逆变器完 成直流到3相交流的VVVF（变压变频）变换，给异步牵引电机供电，达到对异步 牵引电机转矩的控制。牵引时，能量是从电网流向电机，电能转化成机械能。制 动时，过程相反，机械能转化成电能回馈电网。
4.4.1 受电弓
受电弓是机车从接触网获得电能的部件，在机车车顶两端各装一台。大功率 交流传动HXD1C型机车使用TSG15B型受电弓，该型受电弓是一种铰接式的机械 构件，它通过绝缘子安装于电力机车车顶。
1、 TSG15B型受电弓结构
图4-2 TSG15B型受电弓总体结构
4.4.1 受电弓
2、 TSG15B型受电弓工作原理 受电弓的升弓和降弓由气囊装置进行控制，气囊装置由气路控制，而气
1、 BVAC.N99D型真空断路器结构
图4-3 BVAC.N99D型真空断路器结构图
Байду номын сангаас
4.4.2 真空断路器
2、BVAC.N99D型真空断路器动作原理 1）合闸原理（断路器处在断开状态） BVAC.N99型真空断路器只有在满足如下条件，断路器才能闭合： ①断路器必须处于断开状态； ②必须有充足的气压； ③保持线圈必须处于得电状态。
3、控制网络 机车采用微机控制系统，实现网络化、模块化，使机车控制系统具有控制、 诊断、监测、传输、显示和存储功能，控制网络符合IEC 61375的标准要求。
4、控制网络 重联控制：机车具有通过WTB总线进行多机(最多三台)重联控制及显 示功能， 并预留了远程重联控制系统的软件、硬件接口及安装平台。
5、设备布置
6、机车总体结构为双司机室、机械间设备按斜对称原则布置、中间走廊、采 用预布线和预布管设计。
4.3 交传大功率机车牵引传动系统概述
7、通风方式：机车采用独立通风方式，增加了机械间冬夏季温度调节模式转 换设计，更好的改善了机车运用环境。
8、车体：车体采用整体承载结构型式，全部由钢板及钢板压型件组焊而成的 全钢焊接结构。车体纵向压缩载荷取3000kN，纵向拉伸载荷取2500kN。
辅助电源系统具有完备的保护，包括过电压、欠电压、过载、接地、过 热等保护项目。
HXD1C型机车辅助电路具有以下显著特点： （1）采用冗余设计 （2）变频功能，节能性好 （3）采用标准化、模块化设计 （4）为防寒设计预留接口和余量 （5）配置卫生间、转波炉、冷藏箱等生活设施
4.3 交传大功率机车牵引传动系统概述
4.4.2 真空断路器
2、BVAC.N99D型真空断路器动作原理
2）分闸原理（断路器处在闭合状态） 在任何情况下，只要控制电源失电，BVAC断路器就处于开断状态（控制开 关“开/关”打开）。具体分闸步骤如下： ①保持线圈失电； ②活塞在弹簧力作用下移动（触头压力弹簧和恢复弹簧）； ③主触头打开，真空灭弧室灭弧； ④行程结束，活塞缓冲，. 主触头断开。 3、BVAC.N99D型真空断路技术参数