高速铁路及动车组技术简介

㈠引进动车组情况
CRH1动车组组成
CRH1主要技术参数
• • • • • • 主电源25kv，50hz 运行速度 200km/h 牵引总功率 5300kw 空车编组重量：420t 总长：214000 牵引传动系统： 动车组中有2动1拖和1动1拖两种基本动力单元。每个基本动力单元的 牵引传动系统主要由网测高压电气设备、1个牵引变压器、l或2个牵引变流器、4或8台 三相交流异步牵引电动机等组成。全列共计2个受电弓、3个牵引变压器、5个牵引变流 器、20台牵引电动机，列车正常时升单弓运行，另一个受电弓备用。 主断路器一个基本动力单元1个，全列共计3个，主断路器为真空型，有较高的断路能 力并有内部过流保护。主断路器开关采用压缩空气控制。 避雷器：由一个基本动力单元1个，全列共计3个。 高压电流互感器：一个基本动力单元1个，全列共计3个。安装在高压电缆组件上，用 于测量接触网电流以进行监控及各种控制。 高压电压互感器：一个基本动力单元1个，全列共计3个。安装在车顶上，壳体由树脂 制成，用于对接触网电压和频率进行监控及各种控制。
⒉第三代TGV-SE动车组
最高速度300 km/h，总功率8800kw，紧急 制动距离3000 m； 采用交——直——交传动，电机为三相异 步电动机； 悬挂弹簧采用空气弹簧； 双层设计，增加了45%的座位； 能在两种电压制式下工作。
㈡日本新干线电动车组WIN350 • 25kv、60hz，最高速 度350 km/h； • 交——直——交传动， 主电路采用GTO全控 桥，再生制动; • 电机为三相异步电机， 车体轻量化。
各位同学新学期好！
牵引动力新技术
第一节 高速铁路概述
随着时代的发展，铁路也发生着巨大 的变化，我们旅行时可供选择的方式也多 样化，就如铁路，有慢车、普快、快速、 特快、动车、高铁等。那么究竟何为高铁？
一、何为高铁？
中国高铁 CRH(China railway high speed)
目前国际上是通过线路上允许的最高运行 速度进行划分：
• 高可靠、长寿命
高可靠性主要指轨道结构保持平顺，维持线路 运营的正常能力，避免发生晃车。高速列车的载 荷的主要特点是高频冲击和振动，这种冲击和振 动容易造成扣件松动、冲碎有渣轨道中的轨枕、 无渣轨道的混凝土轨枕承轨槽。长寿命指的是轨 道结构有较长的维修和大修周期。由于高铁行车 密度大，速度高，所以其维修周期必须长才能保 证列车的正常运行。 • 线路曲线半径大 • 高速列车通过隧道问题
• • • •
CRH2动车组组成及主要参数
• • • • 主电源25kv，50hz 编组4M+4T或者6M+2T 三相异步电机 300kw，额定总功率4800kw 运营速度200km/h
CRH2动车组速度提升的主要设计变化
CRH3动车组
4M+4T 8节编组，西门子技术，现应用于京津城际铁路 牵引电机功率562kw 设计时速350公里，运营时速300公里；
三、高铁轨ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ一些关键设备
钢轨 钢轨是轨道的主要结构之一， 是直接和列车轮对接触并直 接将各种力传递给轨枕，因 此对钢轨本身要求其有足够 的强度、韧度、耐磨性、稳 定性和平顺性，在经济上要 能保证合理的大修轴系，减 少养护维修工作量。 ⑴无缝钢轨 目前修建的线路采用无缝 钢轨。所谓无缝钢轨是将长 为25m的钢轨焊接成1.2—1.5 ㎞长的钢轨，最长的达到了 60.4㎞，为了防止热胀冷缩 现象，采用了伸缩接头。
CRH3主要技术参数

总长：约200 m 头车长度：25.70 m 中间车长度：24.825 m 车体宽度：3.265 m 车体高度：3.89 m 适应站台高度：1.25 m
CRH5动车组主要参数
该动车组由长春轨道客车股份有限公司与国外合作伙伴阿尔斯通 公司提供，数量60列。长客动车组是以阿尔斯通公司为芬兰国铁VR提 供的SM3动车组为原型车经改变设计而成的，其编组为8辆编组，5动3
四、高铁相对普通铁路有什么优势？
1、提高运输能力，极大地缩小两个城市之间 的旅行时间。目前各国高速铁路几乎都能 满足最小行车间隔4分钟及其以下，日本可 达3分钟。
2、安全性好。高速铁路由于在全封闭环境自 动化运行，又有一系列完善的安全保统， 所以其安全程度是任何交通工具无法的。
3、能源消耗低，环境影响轻 如果以“人/公里”单位能耗来进行比较 的话。高速铁路为1，则小轿车为5，大客 车为2，飞机为7。高速列车利用电力牵引， 不消耗宝贵的石油等液体燃料，可利用多 种形式的能源。
4、受气候条件影响较小。
五、高速铁路机车车辆发展情况
高速铁路的发展并不 是机车车辆的发展， 它是一项系统工程， 我我们在这里探讨高 速机车车辆只是其中 的一个方面而已！
㈠法国TGV电动车 组
国外高速机车车辆：
⒈第一代TGV-SE动车组
基本参数：
• 动力分散M+8T+M,长200m，总 功率12*525kw； • 轴重16t（一般速度越高，要求 轴重越小）； • 6个转向架，动车四个转向架， 相邻拖车共用一个转向架； • 可以再两种制式下工作，25kv、 50hz及直流1500v； • 直流串励电机，机车电阻制动， 拖车盘形制动； • 关节式连接车辆（车辆的连接 处共用一个转向架），列车的 走行阻力更低，相同质量的列 车总体质量小，提高旅客列车 的舒适度
时速100~120公里称为常速； 时速120~160公里称为中速或准高速； 时速160~200公里称为快速； 时速 ＞ 200公里(既有线改造），
＞ 250公里（新建线路）称为高速铁路； 时速 ＞ 400公里称为特高速。
二、高速铁路的要求：
• 高平顺性
高平顺性是高速铁路对钢轨的最根本 的 要求，也是建设高速铁路的控制性条 件。轨道不平顺，对机车及钢轨的损害是 相当大的，严重制约着列车速度的提升， 因此，为保障高速行车的平稳、安全和舒 适，必须严格要求控制轨道的平顺性。
⑵钢轨的重量 日本新干线、法国TGV和德国ICE均采用60㎏／ ｍ，我国京沪高铁也采用的是60 ㎏／ｍ的钢轨。 轨枕 轨枕有有木枕和混凝土枕。木枕具有良好的 缓冲性能与钢轨连接简单，但是易腐蚀浪费木材， 不适合高速铁路。混凝土枕使用寿命长，并且其 形状尺寸都比较标准，可靠性比较高，因此世界 各国高铁均采用混凝土轨枕。 道床 道床是轨道机构的重要组成部分，由于无渣轨 道平顺性高、刚度均匀、维护工作量显著减少， 所以高速铁路及地铁大部分采用的是无渣轨道。
拖，由两个动力单元组成。其中，一个动力单元由3个动车和1个拖车
（M-M-T-M）组成；另一个动力单元由2个动车和2个拖车（T-T-M-M） 组成,设计时速200km/h,且适合高寒地区使用，目前主要配备北方地
区使用。其编组如下图：
牵引传动系统
• 动车组内包括两个基本动力单元，3动1拖动力单元和2动2拖动力单元。 基本动力单元的牵引传动系统主要由1套网侧高压电气设备、1个牵引 变压器、3／2个牵引变流器、6／4台三相交流异步牵引电动机等组成。 • 全列共计2个受电弓，动车组正常时升单弓运行，另一个受电弓备用。 • 高压主断路器一个基本动力单元1个，并另设一个以便对两个受电弓 进行隔离，全列共计3个。主断路器为真空型，额定开断容量为 440MVA，额定电流为1000A，额定断路电流为 16000A，额定开断 时间小于0．025～0．06s，电磁控制空气动作。 • 避雷器；一个基本动力单元l个，全列共计2个。额定电压为31kV，限 制电压为107 kV。 • 高压电流互感器；一个基本动力单元1个，全列共计2个。额定电流 800A，用于检测牵引变压器原边电流值。 • 高压电压互感器：一个基本动力单元1个，全列共计2个。安装在车顶 上，用于对接触网电压和频率进行监控及各种控制
㈢德国ICE
ICE3
动力分散，4M+4T 8000 kw 最高速度330 km/h
六、我国的高速动车组概况
90年代开始意识到建设干线客运专线的重要 性，提出建设京沪高速铁路，并建成我国的第一 条200km/h等级的秦沈客运专线，并在第六次大 提速之后，规划客运分离，充分扭转我国铁路运 输运力不足的局面。但是在高速动车组交流传动 关键技术上我国技术不成熟，为此按照国务院提 出的“引进先进技术，联合设计生产、打造中国 品牌”的要求，积极采用“先进、成熟、经济、 适用、可靠”的技术和标准，引进了世界一流动 车组技术。国产娿进展顺利。