HXD1型机车总体介绍
和谐HX_D1型大功率交流电力机车概述
气 系 统 、机 械 系 统 和 空 气 系 统 等 三 个 方 面 介 绍 如 何 实 现 与 保 证 机 车 的 性 能 。
关键词： 大功率机车； 交流电力机车； 技术参数； 电气系统； 机械系统； 空气制动系统
中图分类号： Ｕ２６４．２ ＋２３
文献标识码： Ａ
文章编号： １６７２－ １１８７（ ２００７） ０１－ ０００７－ ０４
馈回电网， 达到节能的效果。四象限斩波器和脉宽调制逆 变器采用水冷 ＩＧＢＴ 模块。 ４．２ 辅助设备电源（ 见图 ３）
ＰＷＭ 辅助逆变器集成在牵引逆变器中， 同牵引回路 共 用 电 牵 引 绕 组 、四 象 限 斩 波 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。
５．３ 设备布置 机车设备采用模块化的结构， 以便有
效地缩短组装时间， 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， 见图 ５。机械间内设备从左上起 顺 时 针 方 向 依 次 是 接 地 棒 、复 轨 器 、工 具 柜 （ Ｂ 节车上装有微波炉和冰箱） 、床存放装 置 （ Ｂ 节车） 、４ 位牵 引电机 通 风 机 、压 车 铁 、冷 却 塔 及 通 风 机 、牵 引 变 流 器 、压 车 铁 、 ２ 位 牵 引 电 机 通 风 机 、１ 位 牵 引 电 机 通 风 机 、压 车 铁 、充 电 机 、低 压 电 器 柜 、卫 生 间 （ Ａ 节车） 、衣帽柜、信号柜、辅助变压器柜及通风机、压车 铁、３ 位牵引电机通风机、主压缩机、空气制动柜、总风缸。
HXD1型电力机车、HXN3型内燃机车总体设计
Type of thesis: Application Research
关键词：HXD1电力、HXN3内燃机车、车体结构、设备布置、HXD1机车操纵
论文类型：应用研究
Abstract
Both of type HX high-power A.C. drive locomotive of China's railway passenger and freight transport vehicle is one of the main line, is also China's railway and main models, therefore, its performance and operation status analysis study appears especially important. This paper focuses on type HXD1 electric locomotive HXN3 diesel vehicles, due to the lack of data and simple analys is,mainly on the structural parameters, features, bogie, air supply system application and car body structure are described, in addition to its operation,inspection and servicing of other aspects of the detailed introduction.
和谐动车系列HXD1,HXD2,HXD3之间的比较
和谐1型HXD1动力机车机车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，司机室、侧墙、底架等主要部件构成一体，车体顶盖可拆卸，以便于车内设备吊装，整个车体组成一箱形壳体结构。
车内采用中央走廊方式,走廊地板采用平整、具有防滑功能的花纹钢板，车内设备安装骨架主要采用导轨式安装结构，便于实现车内设备的模块化设计及其安装。
车体两端司机室下方装有排障器，排障器采用板式结构，排障器能进行上下调节，以保证其距轨面高度为110＋10 0mm。
车体前端结构设计能在不拆除排障器的情况下更换车钩及缓冲器。
排障器上装有防落保护装置。
为了适应机车中央布线及布管需要，车体底架中央纵梁上部为内凹结构，在保证结构强度的情况下预留足够的布线空间。
车体侧下设有4个架车支承座和供检修用的四个支承点，在车体支承座架起距轨面高度不超过2500mm的条件下，转向架和主变压器可从车体下推出。
车体侧梁外侧设有4个检修作业用吊车销孔，前后牵引梁两旁分别设有救援用的吊车销孔。
在机车检修库内，天车吊钩距轨面高度达到9,000 mm的条件下，能把机车车体内各屏柜和部件单独吊入和吊出。
车体与转向架间设有连接装置，可使车体转向架一并起吊。
车体主要参数：车体总宽度3100mm车体宽度（扶手杆处）3248 mm车体长度（两端面间）约17138 mm车体底架长度,16839 mm单节车车钩纵向中心线距离17611 mm车钩中心距轨面高,880mm±10 mm车体顶盖距轨面高,4103 mm转向架转向架主要由构架、轮对、驱动单元、一系悬挂和二系悬挂、一系减振器和二系减振器、牵引装置（转向架和车体的连接）、制动装置和转向架附属装置等组成。
主要技术特点：a）满足25t轴重电力机车的运用要求；b）驱动系统采用抱轴悬挂驱动；c）构架由侧梁、横梁和端梁等组成，各梁均采用箱形焊接结构；d）一系悬挂系统由轴箱拉杆、橡胶件、弹簧、油压减振器等组成，轴箱拉杆两端安装球形橡胶关节，和一系簧一起实现轴箱定位；e）二系悬挂采用高挠螺旋钢弹簧配以垂向油压减振器，横向减振器设置在构架两端，同时起到抗蛇行作用；f）牵引装置采用低位推挽式牵引装置；g）基础制动采用轮盘制动；主要技术参数：机车轴式2(B0－B0)轨距1435 mm轴重25t最高运行速度120 km/h轴距2250mm＋2000 mm机车全轴距16260 mm轮径（新/半磨耗/全磨耗）1250mm/1200mm/1150 mm轮对内侧距1353 mm允差+0.5-1mm踏面形状JM3型传动方式单侧斜齿轮传动传动比6.235(106/17)电机悬挂方式滚动抱轴悬挂驱动装置采用同HXD1型机车的轮对驱动系统结构，牵引电机采用滚动抱轴悬挂，由轮对、轴箱、牵引电机、齿轮箱、抱轴等主要零部件组成。
HXDC机车总体介绍课件
总体说明
Page 2
总体说明
一
主要特点
Page 3
总体说明
主要特点
主电路：机车牵引电路采用由IGBT模块(3.3kV/1200A)组 成的四象限整流器和逆变器，采用牵引电机轴控技术。
辅助电路：机车辅助电路采用独立的辅助逆变器供电，辅 助变流器分别由恒频恒压变流器（CVCF）与变频变压变 流器（VVVF）两个模块构成。
23t轴重时
≥520 kN
25t轴重时
≥570 kN
机车速度
机车最高运营速度
120 km/h
最高试验速度（新轮） 132±2 km/h
Page 14
持续速度 23t轴重时 70 km/h 25t轴重时 65 km/h
机车持续制牵引力 23t轴重时 ≥370 kN 25t轴重时 ≥400 kN
三
基本技术参数
Page 8
总体说明
电流制: 25kV/50Hz 网压在17.5kV～31 kV范围内，机车功率发挥情况见曲线
图： 在22.5kV到30kV网压下，功率为7200kW;22.5kV到19kV，
功率从7200kW线性减小到6080kW；30kV到31kV，功率 从7200kW线性减小到0 ；19kV到17,5kV， 功率从 6080kW线性减小到0。在网压允许波动范围内，辅助功 率一直有效。
机车排障器距轨面高度：
100（+10 0）mm
转向架扫石器距轨面高度
30 mm
Page 13
总体说明
主要技术参数
机车轮周牵引功率（持续制） 机车轮周电制动功率（持续制）
≥7200 kW ≥7200 kW
HXD1大功率机车培训
衣
HXD1大功率机车主要部件
• 驱动装置 • 牵引电机采用滚动抱 轴悬挂，由轮对、轴 箱、牵引电机、齿轮 箱、抱轴等主要零部 件组成。牵引电动机 为交流异步电动机， 额定功率1225kW。
青 衣
HXD1大功率机车主要部件
牵引悬挂装置
•
牵引电机一端通过抱轴箱 轴承支承在轮对车轴上， 另一端通过吊杆吊挂构架 横梁安装座上。吊杆两端 安装球形橡胶关节，可缓 冲牵引电机在运行中的振 动，并能适应轮对与构架 之间的相对运动。在构架 与牵引电机之间设有牵引 电机防落安全装置，该装 置在电机吊杆失效后，可 限制电机的脱落和抬起， 以保证转向架运行的绝对 安全。
• • • • • •
青 衣
HXD1大功率机车冷却和通风系统
辅助变压器柜通风支路 – 夏季工况时的空气 走向如下： – 车外空气→辅助变 压器柜→车内。 – 冬季工况时的空气 走向如下： – 车外空气＋车内空 气→辅助变压器柜 青 →车内。
衣
HXD1大功率机车冷却和通风系统
• • 压缩机散热器通风支路 压缩机散热通风支路采用冬夏季转换装置。压缩机通风散热支路的作用是冷却压缩机散 热器。全车共有两个主压缩机通风散热支路。
装用自主研发牵引变流器和网络控制系统的HXD1型机车总体介绍 ppt课件
Page 2
目录
概述 机车主要特点 技术参数 设备布置 子系统简介 机车主要屏柜 生活设施及新增设备
装用自主研发牵引变流器和网络控制系统的HXD1型电力机车
Page 3
装用自主研发牵引变流器和网络控制系统的HXD1型电力机车
装用自主研发牵引变流器和网络控制系统的HXD1型电力机车
架控方式
式
；变流器模块在HXD1C
型机车上有成熟应用
4 控制系统采用进口的 西门子SIBAS32系统
控制系统采用国产 DTECS 网络控制系统
在HXD1C型机车上有成 熟应用
5 车体纵向压缩载荷和拉 车体纵向压缩载荷为 伸载荷均为2500kN 3000kN，纵向拉伸载 荷为2500kN
车体强度提高
6 操纵台采用西门子传统 采用符合规范化司机室 全新司机室
压力释放阀
、有压力释放阀保护 器安全保护功能，在
HXD1B、HXD1C型机车
上有成熟应用
8
DC24V头灯
DC110V 2×50W 双 已在HXD1B、HXD1C型
氙气灯
机车成熟运用
9 紧急放风阀为按钮式， 安装在副司机侧窗下
10
无司机室风扇
紧急放风阀采用机械 式，安装在司机室后
墙。
安装司机室风扇
更符合运用习惯，已在 HXD1B、HXD1C型机车
辆限界》的要求
车钩中心线距轨面高度为(新轮) 880mm 10 mm
Page 18
机车主要技术参数
受电弓降下时距轨面高度
4690mm(新轮)
受电弓工作高度满足
Page 14
机车主要特点
HXD1型电力机车对比介绍
HXD1型电力机车是由两节完全相同的4轴电力机车通过内重联环节连接组成的8轴重载货运电力机车，每节车设有一个司机室，为一完整系统。
HXD1第一款是由株洲电力机车及德国西门子研发，编号由0001起（HXD1型）；另一款则由大同电力机车及法国阿尔斯通研发，编号由6001起（HXD2型）。
HXD1B型电力机车是大功率交流传动六轴干线货运用电力机车。是中国首三款使用最大功率1,600千瓦交流电牵引电动机的六轴和谐系列电力机车车型之一。
HXD1型电力机车有四种型号：HXD1，HXD1B，HXD1C，HXD1D。下表列出HXD1系列电力机车主要参数对比。
电力机车型号
HXD1（成都公司、南车电机铁八9600）
HXD1B（南车电机9600）
HXD1C
HXD1D
电力系统
交流25kV 50Hz
交流25 kV 50 Hz
交流25 kV 50 Hz
HXD1C型电力机车，机车功率7200kቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ,是中国南车集团株洲电力机车自行研制的交流传动干线货运电力机车，这款机车是为适应中国国内铁路运输市场的需要而研制的，其设计参照了与德国西门子合作制造的HXD1和HXD1B型，但装配了更多国产化元件
随着中国铁路的提速，在山区运行的机车需要的功率也越来越大。山区隧道多，不适合用内燃机车，而170km/h的直流快速电力机车（SS7E和SS9）最大功率只有4800kw，有时就会“力不从心”，功率再大的和谐系列电力机车速度又慢。在这种状况下，研制大功率交流客运电力机车成为了当务之急。随着高铁的减速，发展大功率客运机车这种经济实用的牵引模式逐渐成为一种新型的铁路动力，而从和谐大功率货运电力机车的研制和发展过程中技术从引进，消化和吸收的战略布局中逐渐被广泛应用
HXD1机车参数
HXD1机车参数
HXD1机车
1、基本参数
用途：货运
电流：50Hz
电压：25kV
轴式：2（Bo -Bo ）
电传动：交-直-交
机车质量：2*92t ，2*100t （加压车铁后）
轴重：23t ，25t （加压车铁后）
轮轴功率：9600kW
机车最高运行速度：120km/h
功率因数：机车功率P>10%，0.97λ≥
机车总效率（额定工况）：0.85
传动比：106/17=6.2353
机车全长：35.222m （车钩中心距）
机车宽度：3094m
车轮直径：1250mm （新轮），1150mm （全磨损）
机车持续牵引力：494kN （23t 轴重），532kN （25t 轴重） 机车启动牵引力：≥700kN （23t 轴重），≥760kN （25t 轴重） 机车持续额定速度：70km/h （23t 轴重），65km/h （25t 轴重） 最大电制动力：461kN
闸瓦类型：合成闸瓦
换算闸瓦压力：530kN
空走时间：
其中：n -牵引车辆数
j i -加算坡道千分数
r -列车管减压量
2、牵引特性
（1）牵引特性曲线
（2）牵引特性公式
23t 轴重
25t 轴重
3、再生制动特性
（1）再生制动特性曲线
（2）再生制动特性公式
3、基本阻力
单位基本阻力公式：
4、有功电流
5、HXD1牵引计算附表。
HXD1机车介绍
HX D1型电力机车总体介绍2004底2005年初，中国铁路为提高大秦运煤专线的运能，同时也为促进铁路装备技术的现代化，分别同株洲电力机车有限公司－西门子联合体，大同电力机车有限公司－阿尔斯通联合体各签订了180台(360节)采用欧洲技术的8轴大功率交项目，分为两个阶段，第一阶段48台机车为散件国内组装阶段；第二阶段的132台机车为国产化阶段。
项目中西门子为技术支持方，所有180台机车均在中国南方机车车辆集团株洲电力机车有机车平台上，结合其DJ1在中国大秦线上的运用经验而研制的一款适用于中国干线铁路重载货运的新型机车，其在设计2500 m-40℃～+40℃－－最大相对湿度（该月月平均最低温度不－－风、雨、雪和较大的煤尘，偶有砂尘暴27.5kV ）65 km/h （25t 轴重）/532 kN(25t 轴重)加压车铁后最大达到2 x 100-3+1% tSpeed [km/h]HX D1机车-车顶布置块可拆卸的活动顶盖，机车车顶高压电器集中安装在靠近后端的一块活动顶盖和后端墙上固定顶盖上，这些设备为受电弓、主断路器、高压接地开关、高压电压互感器、避雷器、高压隔离开关、高压穿墙套管、高压连接器、及车顶支撑绝缘子。
而通讯用的天线设备分别安装在司机室顶HX1机车-机械间设备布置图HX D1机车-机械间设备布置－A节车位牵引电机通风机、压车铁、充节）、衣帽柜、信号柜、辅助变压器柜及通位牵引电机通风机、主压缩机、空气制动柜、总风缸、2位牵引电机通风机、压车铁、牵引变流器、冷却塔及通风机、压车铁、4位牵节其上装有微波炉和冰箱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，以保证电主变压器采用卧式悬挂和机车蓄电池柜一起吊装在机车两转向架之间的底架HX D1机车-司机室布置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。
HXD1机车参数
HXD1机车1、基本参数用途：货运电流：50Hz电压：25kV轴式：2（Bo-Bo）电传动：交-直-交机车质量：2*92t，2*100t（加压车铁后）轴重：23t，25t（加压车铁后）轮轴功率：9600kW机车最高运行速度：120km/h功率因数：机车功率P>10%，0.97λ≥机车总效率（额定工况）：传动比：106/17=机车全长：（车钩中心距）机车宽度：3094m车轮直径：1250mm（新轮），1150mm（全磨损）机车持续牵引力：494kN（23t轴重），532kN（25t轴重）机车启动牵引力：≥700kN（23t轴重），≥760kN（25t轴重）机车持续额定速度：70km/h（23t轴重），65km/h（25t轴重）最大电制动力：461kN闸瓦类型：合成闸瓦换算闸瓦压力：530kN空走时间：其中：n -牵引车辆数 j i-加算坡道千分数 r -列车管减压量 2、牵引特性（1）牵引特性曲线（2）牵引特性公式 23t 轴重700053.169715.84657034560/70120kN v F v kN v v kN v <≤⎧⎪=-+<≤⎨⎪<≤⎩25t 轴重760053.877956534560/65120kN v F v kN v v kN v <≤⎧⎪=-+<≤⎨⎪<≤⎩3、再生制动特性（1）再生制动特性曲线（2）再生制动特性公式461/50546157534560/75120v kN v F kN v v kN v <≤⎧⎪=<≤⎨⎪<≤⎩3、基本阻力单位基本阻力公式：20 1.20.00650.000279/w v v N kN =++4、有功电流5、HXD1牵引计算附表。
HX电力机车发展及参数
和谐1型HXD1型电力机车是干线货运用8轴大功率交流电传动电力机车。
该型机车是中国铁路由中外企业联合和谐1型电力机车研发的交流电传动电力机车产品之一。
在被命名为「和谐」型之前，称为DJ4，当时DJ4共有两个型号，第一款是由株洲电力机车厂及德国西门子研发，编号由0001起，以西门子公司EuroSprinter系列机车作为技术平台，后车型代号改为HXD1（数字是生产厂商代号：1代表株洲电力机车），一般称为“和谐”1型电力机车（车辆编号HXD1xxxx）。
另外一款命名为“DJ4”的机车则由大同机车厂及法国阿尔斯通研发，编号由6001起，即后来的HXD2型电力机车。
两种型号机车均采用交流电牵引电动机，交—直—交流电传动以及双节固定重联，单节车轴式Bo-Bo，即两个两轴转向架。
HXD1型电力机车由两节完全相同的单端司机室四轴车通过内重联环节连挂成八轴机车，成为一完整系统。
司机可在一个司机室对重联机车进行控制；装有远程重联控制系统，适合于多机分布式重载牵引；机车车体采用中央梁承载方式；独立通风方式；轴式2（Bo-Bo）；每轴交流电牵引电动机功率1200千瓦，八轴机车总功率为9600千瓦；机车轴重按25吨，去掉车内配重压铁可实现机车轴重23吨的转换；控制系统采用西门子SIBAS 32系列的微机控制，TCN网络通讯技术；辅助供电系统和主电路系统集成在一体，采用变频异步牵引电机、IGBT功率模块牵引逆变器、MVB及WTB等技术。
受电弓使用株洲九方电器设备公司制造的TSG15型，其技术由西门子旗下的MWW公司提供。
基础制动为盘形制动系统，采用CCBⅡ空气制动系统，电制动采用再生制动。
2004年铁道部为实现中国铁路《中长期铁路网规划》，确立了“引进先进技术，联合设计生产，打造中国品牌”的方针，推进铁路机车车辆装备现代化。
2004年12月，铁道部与中国南车集团株洲电力机车及德国西门子签约，订购180辆八轴大功率货运机车，该合同总值73.4亿元人民币。
HXD1C机车总体介绍
总体说明
二
环境件
Page
6
总体说明
环境条件
用途：铁路干线用机车。 机车在下列条件下，能按机车额定功率正常工作。 海拔高度：不超过2500 m 在海拔高于1400m、环境温度接近+40℃、连续在最大功率状态下运 行时可能出现功率限制。 环境温度（遮荫处）：-25℃ ~+40℃ 机车基础结构按照-40℃运用环境设计，并预留加强防寒设备安装 接口和布线空间。机车能够在-40 ℃环境下存放，加强防寒后能够在25℃～-40℃环境下正常运用。 月平均最大相对湿度（该月月平均最低温度不低于25℃）：95 % 环境条件：能承受风、雨、雪、盐雾、煤尘和偶有沙尘暴 。
司机室及司机台的设计大量借鉴了HXD1B型机车的布置方案和成熟部件
Page
7
总体说明
三
基本技术参数
Page
8
总体说明
电流制: 25kV/50Hz 网压在17.5kV～31 kV范围内，机车功率发挥情况见曲线 图： 在22.5kV到30kV网压下，功率为7200kW;22.5kV到19kV， 功率从7200kW线性减小到6080kW；30kV到31kV，功率 从7200kW线性减小到0 ；19kV到17,5kV， 功率从 6080kW线性减小到0。在网压允许波动范围内，辅助功 率一直有效。
Page 4
总体说明
主要特点
设备布置：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。 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。 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。 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。 空气制动系统：机车采用CCBII、DK-2、法维莱制动机。 其它：机车预留有信息系统的安装位置和接口。
HXD1型电力机车牵引电传动系统分析
HXD1型电力机车牵引电传动系统分析HXD1型电力机车是目前中国国内主要采用的交流传动电力机车之一、该型号机车采用了牵引电传动系统，由电机、变压器、整流器、逆变器和控制装置等组成。
本文将对HXD1型机车的牵引电传动系统进行分析，包括其工作原理、特点以及存在的问题等方面。
首先，HXD1型机车的牵引电传动系统主要由交流牵引电机驱动，电机与车轮通过齿轮减速器、驱动轴传递动力。
在牵引过程中，电机接收来自整流器输出的直流电能，通过电机的转子与零部件之间的相对运动，将电能转化为机械能，驱动车轮产生牵引力。
同时，在制动过程中，电机作为电动制动器，将机械能转化为电能，并通过逆变器将电能转化为热能散发。
其次，HXD1型机车牵引电传动系统的特点有以下几点。
首先是动力性能稳定可靠。
该型机车采用了电机传动，相比于传统的机械传动方式，具有动力传递效率高、响应速度快等特点，能够提供稳定可靠的动力输出。
其次是能源利用效率高。
传统的机车通过牵引发动机与传动系统实现牵引力，但在过程中会有功率损耗，而电力机车通过直接利用电能驱动电传动系统，能够更高效地利用能源，提高能源的利用效率。
再次是环境友好。
电力机车不需要燃料燃烧，减少了尾气排放，对环境的污染较小，有利于环境保护。
然而，HXD1型机车的牵引电传动系统还存在一些问题。
首先是系统的复杂性。
电力机车的牵引电传动系统涉及到多种电力、电子设备，需要较高的技术水平和维修保养能力。
其次是电力系统的稳定性。
机车的电力系统在工作过程中需要经常进行调整和优化，以确保系统的稳定性和安全性。
再次是能源供给的问题。
电力机车需要外部供电，如果供电系统不稳定或故障，会影响机车的正常运行和维护。
综上所述，HXD1型电力机车的牵引电传动系统具备稳定可靠、能源利用效率高、环境友好等特点。
然而，还需要进一步解决系统复杂性、电力系统稳定性和能源供给等问题，以提高机车的性能和可靠性。
HXD1C型机车总体
• TGF54型辅助变流器（2个）
• 辅助变流器主要功能是将机车
单相AC470V电压经整流及逆变后 变成3相AC440V电压，为机车压缩 机电机等辅助设备提供电源。 每台机车配置两台辅助变流器，其 中一台为恒压恒频（CVCF），一 台为变压变频（VVVF）。每台辅助 变流器由机车单独的辅助绕组供电。 正常工况下,两台辅助变流器都工作 时,CVCF工作于恒压恒频模式， VVVF工作于变压变频模式；当任意 一台辅助变流器出现故障时，另一 台只能工作于恒压恒频方式。
X42
D相
充
电
电
阻 单
KM3 KM2 KM1
元
KKK MMM 456
J1 J2 J3
K3 K2 K1
B1
B3 B2
固定放电电阻组件 （DCHRS）
LH9 LH6
XC1 XC2
2.1.2 变流器总体技术参数
额定输入电压 额定输入电流 额定输入频率 中间电压 额定输出电压 额定输出电流 最大输出电压 最大输出电流
静态接触压力 70kN
特点：用气囊控制升降
1.2 BVAC.N99D真空断路器
BVAC.N99型单极交流断路 器，用于机车电源的开断、 过载和短路保护。如图5-
8所示。
。
真空断路器闭合条件： 断路器在断开状态、 有充足气压、 保持线圈处于得电状态
30kV 1000A
1.3 TBY1-25型电压互感器
正视图
后视图
• 电气性能参数
• 额定容量
248KVA
• 额定输入电压 单相交流，470V（-30%～+24%）
HXD1型电力机车对比介绍
HXD1型电力机车和谐系列货运电力机车是南车集团和北车集团与国外企业合作，引进消化技术，并国产化的新一代交流传动货（客）运机车。
分为每轴1200KW的和谐1、2、3型（1、2型为八轴，3型为六轴），以及六轴，每轴1600KW的和谐1B、2B、3B两代9600KW大功率机车，设计最高时速均为120km/h。
2012年，新推出了专用于准高速客运的两款六轴机车，单轴1200KW，总功率7200KW的和谐1D、3D机车，设计最高时速176km/h，持续时速160km/h。
HXD1型电力机车有四种型号：HXD1，HXD1B，HXD1C，HXD1D。
下表列出HXD1系列电力机车主要参数对比。
电力机车型号HXD1（成都公司、南车电机铁八9600）HXD1B（南车电机9600）电力系统交流 25kV 50Hz交流 25 kV 50 Hz 输出功率9600 kW9600 kW轴式Bo’Bo’+Bo’Bo’Co-Co轴重23 / 25 t25 t牵引电动机JD160深度国产化牵引电动机最高速度120 km/h120 km/h备注HXD1型电力机车是由两节完全相同的4 轴电力机车通过内重联环节连接组成的8轴重载货运电力机车，每节车设有一个司机室，为一完整系统。
HXD1第一款是由株洲电力机车及德国西门子研发，编号由0001起（HXD1型）；另一款则由大同电力机车及法国阿尔斯通研发，编号由6001起（HXD2型）。
HXD1B型电力机车是大功率交流传动六轴干线货运用电力机车。
是中国首三款使用最大功率1,600千瓦交流电牵引电动机的六轴和谐系列电力机车车型之一。
电力机车车体- HXD1电力机车车体结构认知
任务二 SS4改电力机车车体结构认知
三、HXD1型机车车体结构
7. 车体附属部件： 主要指车体上的门、窗、后端墙部件、排障器、司机室
内装、扶手杆、脚踏、走廊盖板、司机室地板等。
THANK YOU
开启的活动侧窗以及入口门， 司机室后墙上设有走廊门，通 向机械间中央走廊。司机室结 构采用了骨架与蒙皮一起形成 整体承载的钢结构形式，且采 用左右侧墙、前墙及顶棚组成 的模块化结构，因此蒙皮及骨 架梁均由6mm低温容器板拼装 或压型而成，不仅简化组装工 艺，而且加强了司机室的承载 能力。
任务二 SS4改电力机车车体结构认知
三、HXD1型机车车体结构
5. 侧构及隔墙： HXD1型机车车体侧构采用
了上倾斜网架式结构，根据设 计计算分析结果，侧构骨架的 设计和布置充分体现了强度和 刚度强弱合理布置的原则。
任务二 SS4改电力机车车体结构认知
三、HXD1型机车车体结构
6. 顶盖： HXD1型机车车体顶盖设计
成4个可拆卸的框架式活动小顶 盖，机车车顶高压电器集中安 装后端的活动顶盖和后端墙上 固定顶盖上，这些设备为受电 弓、主断路器、高压接地开关、 高压电压互感器、避雷器、高 压隔离开关、高压穿墙套管、 高压连接器、及车顶支撑绝缘 子。
电力机车构造课程
项目一
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电力机车总述
任务三 HXD1电力机车车体结构认知
HXD1型电力机车是一款 干线铁路重载货运的新型交流 电力机车，由两节机车重联而 成。是由株洲电力机车有限公 司生产，总功率9600KW。
任务三 HXD1电力机车车体结构认知
一、HXD1型电力机车简介
HXD1型电力机车是一种 用于重载列车的8轴9600kW干线 货运交流传动电力机车，能满 足长距离区间、长大坡道上牵 引重载长大编组货运列车运行 的运输需要。
唐呼线HXD1型电力机车万吨重载牵引运行性能分析
唐呼线 HXD1型电力机车万吨重载牵引运行性能分析摘要：本文系统分析了唐呼线沿线线路状态，简要介绍了HXD1型电力机车总体性能和参数，在进行整车牵引、制动特性校算、运行安全性能分析等基础上，通过线路试验的方法验证了HXD1型电力机车满足唐呼线万吨重载牵引任务的需求。
关键词：唐呼线；HXD1型；电力机车；性能；分析引言中国铁路呼和浩特局集团有限公司（简称：呼和局，下同），是中国铁路总公司管理的大型铁路运输企业的18个铁路局之一，呼和局地处内蒙古自治区中西部，内连西北、华北、东北地区，外接蒙古国、俄罗斯及东欧国家，承担着服务边疆草原、稳固祖国北部边疆的的重要任务。
管内大部分线路北傍阴山山脉、南沿黄河，由西向东穿越自治区2盟（阿拉善、锡林郭勒）、6市（乌海、鄂尔多斯、巴彦淖尔、包头、呼和浩特、乌兰察布）。
管内有京包、京通、包兰、集二、集通、包西线6条干线，有乌吉、海公、包白、包石、包环、包神、郭查7条支线，全局营业里程4457公里，其中电气化铁路1625.6公里。
随着经济的发展，货物运输需求越来越高，而铁路运输过程受自然条件限制较小，连续性强，能保证全年运行，且铁路运输成本较低，能耗较低，因此铁路运输为最佳选择之一。
唐呼线开通万吨重载列车是贯彻落实党中央“持续实施大气污染防治行动，打赢蓝天保卫战”、积极践行“公转铁”战略部署和要求。
本文系统分析了唐呼线沿线线路状态，简要介绍了装用自主研发牵引变流器和网络控制系统的HXD1型电力机车总体性能和参数，在进行整车牵引、制动特性校算、运行安全性能分析等基础上，通过线路试验的方式验证了HXD1型电力机车满足唐呼线万吨重载牵引任务的需求。
1唐呼线线路状态唐呼线全长859公里，起点唐山曹妃甸，终点呼和浩特市台阁牧，由过去的唐张、张集、集包线呼包段组成，唐呼线是呼和局重要的蒙煤外送通道。
唐呼线全线有174座桥梁、84座隧道和9处12‰以上大坡道，前期采用1台HXD2型+1台韶4机车牵引5000t小列，目前为HXD1型机车双机重联牵引万吨列车，2020年唐呼线预计年运量将达到1.5亿吨，每日开行万吨列车将达到50列。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
图1-1 单节机车外形图和谐1型由两个单节机车重联而成。
根据方向手柄的位置，一个单节机车被选定为本务机车时、另一单节机车即为从控机车。
和谐1型机车由两个单节机车组成：A 节机车和B 节机车。
除了机械间和车顶之外，两个单节机车完全一样。
一个单节机车不能单独执行牵引任务。
机车由下列区域组成：序号区域序号区域1 B节车车顶设备 6 底架2 A节车车顶设备7 B节车3 司机室8 A节车和谐1型机车4 B节车机械间5 A节车机械间机车机械部件和电子部件、屏柜分别布置在机械间的左侧和右侧。
在紧急情况下，中央走廊是一个畅通无阻的逃生通道。
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之下，美观且便于生产和维护。
车顶由4 块顶盖组成。
每节机车网侧电路由一台受电弓、一台带高压接地装置的主断路器、一台避雷器、一台高压电压传感器、一台高压电流传感器及一台高压隔离开关等组成。
同台机车的两节车的主电路通过车顶连接器在网侧相连，这使得同台机车仅使用一个受电弓便可实现整台机车的供电。
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。
司机室能隔离噪声、高温和低温，具有现代化的、人体工程学设计。
第三节技术参数图1-3 和谐1型机车轴式Bo'Bo' + Bo’Bo’轨距1435 mm最大速度120 km/h起动牵引力760 kN（轴重25t）700 kN（轴重23t）最大持续功率9.600 kW(牵引和再生制动)额定速度65 km/h（25t 轴重）70 km/h（23t 轴重）最大电制动力461 kN (double locomotive) 461 kN（双节机车）线路电制动功率9.600 kW（双节机车）机车长度（车钩中心线）35.232 mm车体最大宽度3,100 mm最大高度（降弓时）4,698 mm重联牵引最多为两台双节机车重联，或者LOCOTROL牵引，由两台双节机车、列车、两台双节机车组成转向架固定轴距 2.800 mm通过最小曲线半径 5 km/h 速度时 125m车轮直径新轮：1.250 mm, 半磨耗：1.150 mm 接触网电压25 kV单节机车整备重量92 t, 加压车铁最大100 t制动类型CCB II制动控制电制动第一章电气线路电气线路是将各种电气设备在电的方面连接起来，构成一个有机的整体，以实现一定的功能。
电力机车的电气线路按其作用分为主电路、辅助电路和控制系统三大部分。
主电路是将产生机车牵引力和制动力的各种电气设备连成一个电系统，以实现功率的传输的主体电路，或称动力电路。
它包括受电弓、主断路器、主变压器、变流器（包括：四象限整流器、中间直流电压回路和脉宽调制牵引变流器）及三相牵引电机。
辅助电路是机车上为主电路电器服务的各种辅助电气设备和辅助电源连成一个电系统。
包括辅助逆变器、各种电动机（冷却风机、压缩机、油泵、水泵的电动机）、蓄电池充电器、空调及加热装置等。
控制系统就其功能而言是主令系统，司机通过控制系统发出指令来间接控制机车主电路及辅助电路，以完成各种工况的操作，为了安全目的。
和谐1型机车的控制系统是通过采用西门子铁路自动化系统SIBAS32和TCN列车通讯网络技术，通过总线（车辆总线MVB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，两节车之间由列车总线WTV把整台车的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，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。