HXD1型机车总体介绍

和谐1型机车是在西门子公司的“欧洲短跑手”机车平台上，结合其DJ1型交流电力机车在中国大秦线上的运用经验，充分考虑到了大秦运煤专线的特殊环境而研制的一款适用于中国干线铁路重载货运的新型交流电力机车。

第一节机车主要特点

和谐1型交流电力机车就其电气传动方式而言，属于交-直-交传动的范围，它有接触网供给高压交流电，在机车上降压、整流通过中间直流环节变成直流电，然后再通过牵引变流器、辅助逆变器将直流电变换成三相交流电，用来驱动交流牵引电机及其它辅助三相交流电机。

机车由电气部分、机械部分和空气管路系统三大部分组成一个有机整体，互相配合，又各自发挥独特作用，共同保证机车性能的正常发挥。

机车电气部分的主要功用是将来自接触网的电能变为牵引列车所需要的机械能，实现能量转换，同时还实现机车的控制。

机车机械部分主要用来安设司机室和各种电气、机械设备，承担机车重量，产生并传递牵引力及制动力，实现机车在线路上的行驶。

电力机车的空气管路系统作用是产生压缩空气供机车上的各种风动器械使用，并实现机车及列车的空气制动。

和谐1型交流电力机车由两节机车重联而成，机车采用国际标准电流制，即单相工频制，电压为25 kV，并能适应中国铁路接触网较宽的电压范围的特点，其每节机车上配备有相同的主电路、辅助电路和控制电路系统，每节机车均可单独运行。

每台机车其两节车主电路之间是通过车顶高压连接器在网侧相连，它使得每台机车仅使用一个受电弓便可实现整台机车的供电。

机车的每节车都有一套完整的电传动系统，该系统由一台拥有1个原边绕组、4个牵引绕组和2个2次谐振电抗器的主变压器，通过4个四象限整流器(4QC)向两个独立的中间直流电压环节充电。每台转向架上的2台三相异步电动机作为一组负载，由连接在中间直流环节中的一个脉宽调制逆变器供电。因此两路中间直流环节相互独立，所以整台机车牵引力有75％的冗余，从而提高了机车的可利用率。中间直流环节还连接有谐波吸收电路、过压保护电路和接地检测电路。四象限整流器和脉宽调制逆变器采用水冷IGBT模块冷却。

机车采用再生制动。在机车处于再生制动工况时，机车其牵引电机处于发电机状态，并将电机产生能量反馈回电网，达到节能的效果。

和谐型1机车的辅助回路电源（PWM辅助逆变器）集成在牵引变流器中，同牵引回路共用电牵引绕组、四象限整流器、中间直流电压环节以及其它装置，使整车的部件数量得以减少，从而降低整个系统的故障率。为了节能使用了两个辅助逆变器，每个逆变器通过1个变压器和滤波电容对输出电压进行调压和滤波后，提供近似正弦波的三相交流电源。正常情况下，其中一个逆变器输出为变频变压方式(80～440V，10—60Hz)，根据实际需要给有变速要求的牵引风机电机和冷却塔风机电机供电；另一个逆变器恒频恒压输出3AC 440 V，60 Hz给剩余的辅助设备，如水泵、变压器油泵、空调及主压缩机、蓄电池充电机、加热器等车载三相和单相230V，60 Hz负载供电。三相交流辅助供电采用了冗余设计，一旦一个辅助逆变器出现故障，另一个将承担所有负载。此时所有辅助设备都以恒频恒压方式工作。负载的重组将自动进行，并通过显示器通知司机。

机车的两节机车电子控制系统具有相同的控制级结构，是基于西门子铁路自动化系统SIBAS32和TCN列车通讯网络技术的成熟产品。每节车内由MVB总线把所有的SIBAS系统、分布式动力控制设备(LOCOTROL)和制动控制单元(CCBII)连接在一起。制动系统的显示屏和制动控制单元由其内部的总线连接。整个系统集成了机车重要的开环／闭环控制及故障诊断功能，结构清晰，部件成熟可靠。

机车车体由两节重联车体组成，单节车体为单端司机室的全钢框架结构，主要由底架、司机室、左右侧墙、司机室隔墙、车体后端墙、车体顶盖、顶盖连接横梁、车内焊接件、牵引缓冲装置及车体附属部件组成，车体内机械室设有中央直通式走廊，两节车之间设有过渡通道，该通道与两节机车的中间走廊相连，构成同一台机车的两司机室之间的通道。车体所用材料考

虑保证机车能在一4O℃低温环境工作。

每节机车有两台Bo动力转向架。转向架主要由构架、轮对、驱动装置、一二系悬挂装置、低位牵引杆装置(转向架与车体联接装置)、轮盘基础制动装置和转向架辅件等部分组成。转向架完全满足可互换和模块化的要求。转向架构架由两根侧梁、一根牵引梁和两根端梁组成。每一端梁上装有两套单元式制动夹钳。轮对由整体车轮和锻造车轴组成，每个车轮上安装有两个盘形制动的制动盘。电机悬挂采用抱轴方式。齿轮箱采用铝合金材料，一、二系悬挂均采用钢制卷簧，机车实现23t与25t轴重转换时须对一、二系悬挂作简单的调整。

机车设备布置采用模块化的结构，以便有效地缩短维修、组装时间，使系统和部件能独立的在机车外进行预组装和预试验。机械间内设备沿车内中间走廊两侧平行布置，采用导轨安装方式固定，两节车除生活设施和通讯信号设备外，其余设备和布置相同。机械间内布管和布线采用预布式中央管排和中央线槽方式，中央管排和线槽安装在中央走道下，美观且便于生产和维护。驱动系统的动力线则安装在走道两边的设备安装架内，使动力电缆与控制及信号线有机的分离，以保证电系统的可靠性。

主变压器采用卧式悬挂，并与机车蓄电池柜一起吊装在机车两转向架之间的底架下。

车顶高压电器集中安装在靠后端的一块活动顶盖和后端墙上固定顶盖上。通讯用的天线设备分别安装在司机室顶和其它几块活动顶盖上。

司机室的设备布置符合规范化司机室的要求、同时适应于单司机操纵。两端司机室采用相同布置。

机车冷却通风系统为独立式通风系统，机车运行时机械间保持微正压工况，整车的通风可分为4个部分：牵引电机通风系统；变压器、变流器冷却用油水冷却塔通风系统；辅助变压器柜及车内通风系统；司机室空调通风系统。4个通风系统相互独立，互不影响。

机车每节车都装有一台螺杆式压缩机、一台双塔干燥器、两个500 L的主风缸，这些设备构成机车主风源系统。压缩机生产的高压风经干燥器干燥净化后送入主风缸。

每节机车安装了一套相同的克诺尔CCBII型制动机。该系统的制动控制单元BCU安装在制动柜中，BCU通过MVB总线与CCU实现制动信号的交换。

机车装备的空气制动系统有4个部分：

1、自动制动(即非直接制动)是通过电子制动阀EBV的自动制动手柄来实施控制的。它通过控制列车管（BP)的充、排风来对实现对整个列车缓解、制动的控制。在自动制动时，机车自身也将使用电制动。

2、单独制动由司机进行操作，仅用来控制机车制动缸制动和缓解。

3、后备制动(即纯空气制动)在主制动系统失效后，通过纯空气的司机制动阀控制列车管的排风，对整列车施加制动。制动由司机制动阀在位置上的时间决定。

4、停车制动。当机车静止且在非操控状态时，停车制动可确保机车不会溜动。停车制动通过弹簧蓄能实现制动的，它通过位于每个司机室后墙上的两个按钮控制：一个用于施加停放制动，另外一个用于缓解停放制动。两个按钮都将读入控制系统，以实现在重联车或同一列车中间部位机车的停车制动的制动与缓解。当蓄电池主开关断开时，机车停车制动将自动处于制动状态。

为增加整列车的制动力，自动制动和机车电制动可以结合起来操作，实现空电混合制动。

第二节机车总体布置

和谐1型交流电力机车系八轴双节机车，轴式为Bo'Bo' + Bo'Bo'。

机车设计为重联牵引：最多为两台双节机车重联，或者作为一个LOCOTROL 牵引组合，由多台机车与车列组成组合总在列车而成。