电力牵引传动系统
crh1型动车组牵引传动系统的工作原理
crh1型动车组牵引传动系统的工作原理CRH1型动车组的牵引传动系统是一种电力传动系统，由以下几个主要部分组成：1. 主变压器（Main Transformer）：将输入的高电压交流电能转换为适合驱动电机的低电压交流电能。
2. 三相异步牵引电动机（Three-phase Asynchronous Traction Motor）：采用交流电供电，通过电磁感应产生旋转力，将电能转换为机械能，驱动车辆前进。
3. 变频装置（Variable Frequency Drive）：控制电动机的转速和扭矩。
它将来自主变压器的低电压交流电能转换为可调频率、可调电压的交流电，以满足不同工况下的牵引需求。
4. 牵引变流器（Traction Inverter）：将变频装置输出的交流电能转换为直流电能，供给电动机使用。
5. 牵引控制器（Traction Controller）：负责控制和监测牵引传动系统的各个部分，包括电压、电流、转速等参数的调节与保护。
6. 齿轮箱（Gearbox）：连接电动机和车轮，通过齿轮传动将电动机的高速旋转转换为车轮的合适速度和扭矩。
7. 轮对（Wheelset）：将齿轮箱输出的扭矩传递给车轮，推动车辆前进。
整个系统的工作原理是：主变压器将输入的高电压交流电能转换为低电压交流电能，并通过变频装置调节输出电能的频率和电压。
牵引变流器将变频装置输出的交流电能转换为直流电能供给电动机使用。
牵引控制器对牵引传动系统进行监测和控制，调节电压、电流、转速等参数以满足不同的牵引需求。
电动机接受来自牵引变流器的电能，并通过电磁感应产生旋转力，将电能转换为机械能驱动车辆前进。
齿轮箱将电动机高速旋转的动力传递给车轮，推动车辆行驶。
总结起来，CRH1型动车组的牵引传动系统利用电能转换原理，通过主变压器、电动机、变频装置、牵引变流器和齿轮箱等部件实现电能到机械能的转换，从而推动车辆前进。
城市轨道交通车辆基础电子课件第六章电力牵引系统
城市轨道交通车辆电力牵引系统框图 14
城市轨道交通车辆电力牵引系统主电路
ห้องสมุดไป่ตู้15
五、 电力牵引系统的发展
随着电力电子器件和计算机技术的发展，城市轨道交通车辆的电力牵引传动 技术由最初的变阻调速发展到斩波器调速，并不断进一步发展，在采用三相异步 牵引电动机的动车中应用了变压变频技术。目前，逆变器技术已在城市轨道交通 动车组上得到了非常广泛的应用。
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转子结构如图所示， 由电气绝缘钢片叠装而成的铁芯组件被冷缩装配到由高强 度热处理钢制成的转子轴上，同时配以分别布置于其左右的转子止推环。转子配有 通风用的轴向风道。铜制转子线排位于铁芯组件的槽中。
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（2）牵引电动机的工作原理 受流装置从接触网上获得直流电流，经过列车牵引逆变器转换成三相交流电，输 送给交流牵引电动机（三相异步电动机）定子上空间位置相差120°的三相绕组，使 定子三相绕组中有对称的三相电流流过，从而在气隙中产生旋转磁场。转子绕组在这 个旋转磁场中感应出电动势，使转子绕组中产生电流。转子电流与旋转磁场相互作用， 产生电磁力，形成使转子旋转的电磁转矩，转轴通过联轴器和齿轮箱把转矩传送给车 辆转向架的车轴，带动车轮滚动，驱动列车运行。
因此，城市轨道交通车辆的电力牵引系统大致经历了20世纪80年代前的凸轮 变阻调压直流传动系统、20世纪80年代的斩波调压直流传动系统和20世纪90年代 的变压变频交流传动系统三个阶段。
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在城市轨道交通车辆电力牵引传动系统中，牵引变流器（包括斩波器、逆变器 等）广泛采用了门极可关断晶闸管（GTO）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）模块或智能 功率（IPM）模块作为主开关器件，尤其是IGBT模块或IPM模块对于较高频率工作具 有良好的适应能力。微电子技术在城市轨道交通车辆的牵引、制动、辅助控制、信 息显示与储存、防滑与防空转控制及行车安全等方面也得到了广泛应用。城市轨道 交通车辆除了采用摩擦制动外，还采用了电气制动技术，如再生制动、电阻制动及 磁轨制动等，提高了车辆运行过程中的节能效果与安全性。
简述电力牵引系统的组成
简述电力牵引系统的组成电力牵引系统是指利用电能驱动车辆行驶的系统，电力牵引系统主要由电源系统、变流器系统、牵引电机系统和控制系统组成。
1. 电源系统：电力牵引系统的电源系统主要是提供电能给牵引电机系统，一般采用锂电池组、混合动力系统或接触网供电。
锂电池组是目前广泛应用于电动车的一种电源系统，其具有体积小、重量轻、能量密度高、无记忆效应等优点。
混合动力系统综合了高效的内燃机和清洁的电力系统，通过内燃机和发电机来供电。
接触网供电是指通过高压电缆连接到铁路接触网，将电能供给给牵引电机系统。
2. 变流器系统：变流器系统是将电源提供的直流电转换为交流电，并且能够调节电流和电压的系统。
变流器通常由电源逆变器、牵引逆变器和充电机组成。
电源逆变器将电源提供的直流电转换成交流电供给牵引逆变器和充电机。
牵引逆变器将交流电转换为牵引电机所需要的电能，同时可以根据需要调节电流和电压，以实现对牵引电机的驱动控制。
充电机则负责对电池组进行充电。
3. 牵引电机系统：牵引电机系统是电力牵引系统的核心部分，负责将电能转换为机械能，驱动车辆行驶。
牵引电机通常采用交流异步电机或永磁同步电机。
交流异步电机具有结构简单、可靠性高等特点，适用于牵引车辆的起步和低速行驶；永磁同步电机具有高效、体积小等特点，适用于高速行驶和大功率需求的车辆。
另外，牵引电机系统还包括传动装置，将电机输出的转矩传递给车轮，通常采用传统的机械传动装置，如齿轮传动、链传动等。
4. 控制系统：控制系统是对电力牵引系统的各个部分协调、控制和保护的核心部分。
控制系统主要包括控制器、传感器、控制算法和通信系统。
控制器是对整个牵引系统的控制中心，利用传感器采集到的电流、电压、转速等参数信息，通过控制算法完成对牵引电机的驱动控制，并实现对整个系统的保护功能。
传感器主要用于采集牵引电机和其他关键部件的运行状态，如电流传感器、温度传感器等。
控制算法主要是对电机的控制策略进行优化，使得系统能够更加稳定、高效地工作。
地铁列车电传动系统分析
地铁列车电传动系统分析摘要：文章通过对我国现阶段主型地铁车辆电传动系统构成及其功能的分析。
清晰的介绍了该系统各器件的作用及相互之间的关系。
为地铁车辆运用与检修提供了有益的参考。
关键词：地铁车辆电传动；主电路；系统工作原理一、轨道车辆电力牵引发展简介电力牵引是一种以电能为动力牵引车辆前进的牵引方式。
轨道车辆通过受流器从架空接触网或第三轨（输电轨）接收电能，通过车载的变流装置给安装在转向架上的牵引电机供电，牵引电机将电能转变成机械能，机械能通过齿轮传给轮对，驱动轮对在轨道上运动带动车辆前进。
轨道交通电力牵引传动系统分为：1、直流电力牵引传动系统（1）直流—直流（2）交流—直流2、交流电力牵引传动系统（1）直流—交流（2）交流—直流—交流早期的电力牵引的轨道车辆采用直流电动机（如北京地铁一号线）。
直流电动机存在体积大、结构复杂、工作可靠性差、制造成本高、维修麻烦的缺点。
随着交流电机控制理论和大功率电力电子元器件制造技术的发展，采用交流电机牵引的交流传动技术迅速崛起，使轨道车辆电力牵引技术上了一个新台阶。
交流—直流—交流供电系统运用于干线铁路。
我国城市内的地铁、轻轨网络多采用直流牵引制式，城市轨道交通采用直流供电制式是因为城市轨道交通运输的列车功率并不是很大，其供电半径（范围）也不大，因此供电电压不需要太高，还由于直流制比交流制的电压损失小（同样电压等级下），因为没有电抗压降。
另外由于城市内的轨道交通，供电线路都处在城市建筑群之间，供电电压不宜太高，以确保安全。
基于以上原因，世界各国城市轨道交通的供电电压都在直流550～1500V之间。
我国国家标准也规定为750 V和1500V。
以北京和天津为代表的北方地区采用DC 750V供电电压制式，允许电压波动范围为DC 500V～DC 900V，第三轨受流；以上海和广州为代表的南方地区采用DC 1500V供电电压制式，允许电压波动范围为DC 1000V～DC 1800V，架空接触网受电弓受流。
电力牵引系统的工作原理
电力牵引系统的工作原理
嘿，你知道电力牵引系统吗？这玩意儿可神奇啦！它就像是一个不知疲倦的大力士，默默地为我们的现代生活提供着强大的动力。
电力牵引系统啊，简单来说，就是利用电能来驱动车辆或其他设备前进。
这不就好比人的心脏为身体输送血液一样重要嘛！它主要由供电系统、牵引电动机、传动装置等部分组成。
供电系统就像是能量的源头，源源不断地提供着电能，那可是电力牵引系统的“粮草”呀！而牵引电动机呢，就是那个真正干活的家伙，把电能转化为机械能，让车子跑起来。
你想想看，要是没有电力牵引系统，我们的火车、地铁还怎么跑得那么快、那么稳呢？它让我们的出行变得如此便捷和高效。
这难道不令人惊叹吗？
传动装置呢，就像是一个协调者，把电动机产生的动力合理地分配到各个部位，让一切都有条不紊地进行着。
这不就跟乐队的指挥一样嘛，指挥着各个乐器演奏出美妙的乐章。
而且啊，电力牵引系统还有很多优点呢！它比传统的燃油牵引更加环保，不会排放那么多的废气污染环境，对我们的地球多友好啊！它还很节能，能把电能高效地利用起来，这不是很棒吗？
再看看我们生活中的那些电力牵引设备，它们在轨道上飞驰，在城市中穿梭，为我们带来了多少便利呀！这一切都要归功于电力牵引系统这个神奇的家伙。
它就像是一个默默奉献的英雄，一直在背后为我们的生活保驾护航。
电力牵引系统的发展也是日新月异啊！科学家和工程师们一直在不断地改进和创新，让它变得更加强大、更加智能。
说不定未来的某一天，它会给我们带来更多意想不到的惊喜呢！
总之，电力牵引系统真的是太重要、太神奇了！它是现代科技的杰作，是我们生活中不可或缺的一部分。
我们应该好好珍惜它，让它为我们的生活创造更多的美好！。
城市轨道交通车辆-第章-电力牵引传动系统课件 (一)
城市轨道交通车辆-第章-电力牵引传动系统课件 (一)城市轨道交通车辆是现代城市交通中非常重要的一部分，而他们的电力牵引传动系统就是其运行的核心和动力。
本文将详细介绍城市轨道交通车辆的电力牵引传动系统。
一、电力牵引传动系统的组成电力牵引传动系统由三个组成部分构成：牵引变流器、牵引电机和制动电阻。
1.牵引变流器：牵引变流器是电力牵引的核心和决定因素，它可以将直流电转化为交流电。
牵引变流器能够控制电机的转速和力矩，以达到牵引车辆的目的。
2.牵引电机：城市轨道交通车辆的牵引电机是三相异步电动机或同步电动机。
牵引电机可以将电能转化为机械能，从而提供动力以驱动轨道车辆。
3.制动电阻：制动电阻是在车辆紧急制动时提供制动力的电阻元件。
当电机接通制动电阻电路时，电机旋转速度要逐渐降低，从而达到制动效果。
二、电力牵引传动系统的分类根据使用条件和使用要求的不同，电力牵引传动系统可以分为直流电力牵引传动系统和交流电力牵引传动系统两种类型。
1.直流电力牵引传动系统：直流电力牵引传动系统具有简单、可靠、成熟的技术，对牵引电机的故障诊断和控制较为方便。
同时，直流电力牵引传动系统还具有调速范围大，可靠性高的特点。
2.交流电力牵引传动系统：交流电力牵引传动系统采用AC电机，可以在不同速度下提供更高的牵引力和效率。
此外，交流电力牵引传动系统可以通过能量回馈来降低整车的能耗。
三、电力牵引传动系统的优缺点1.优点电力牵引传动系统具有牵引力大、加速度快、稳定性高和运行平稳等特点。
同时，电力牵引传动系统能够提供更为舒适的乘坐环境，降低噪声和振动。
另外，电力牵引传动系统还能够节能环保，大大减少空气污染和噪声污染。
2.缺点电力牵引传动系统的成本较高，维护和保养也比较复杂。
同时，由于其本身的构造和性能，电力牵引传动系统的动力响应有些慢，无法满足部分应急情况下的需要。
总之，电力牵引传动系统是城市轨道交通车辆运行的核心，也是现代城市交通发展的重要标志之一。
电力牵引传动控制系统
电力牵引传动控制系统：核心技术与应用优势一、电力牵引传动控制系统概述电力牵引传动控制系统，作为现代轨道交通领域的关键技术，以其高效、环保、低噪音等优势，逐渐成为我国铁路、城市轨道交通等领域的主流驱动方式。
该系统主要包括电力变换、电机控制、传动装置及监控系统等部分，通过先进的控制策略，实现列车牵引与制动的高效运行。
二、电力牵引传动控制系统的核心技术1. 电力变换技术电力变换技术是电力牵引传动控制系统的核心，主要包括整流、逆变和滤波等环节。
通过对输入的电能进行高效转换，为电机提供稳定、可靠的电源供应，确保列车在各种工况下都能实现优异的牵引性能。
2. 电机控制技术电机控制技术主要针对牵引电机进行精确控制，包括速度、转矩和位置控制等。
采用矢量控制、直接转矩控制等先进控制策略，实现电机的高效、稳定运行，降低能耗，提高列车运行品质。
3. 传动装置技术传动装置技术主要包括齿轮箱、联轴器等部件，将电机输出的动力传递到车轮，实现列车的牵引和制动。
通过优化传动装置的设计，降低噪音、提高传动效率，确保列车运行的安全性和舒适性。
4. 监控系统技术监控系统技术负责对整个电力牵引传动控制系统进行实时监控，包括故障诊断、保护、数据处理等功能。
通过集成化、智能化的监控手段，提高系统的可靠性和运行稳定性。
三、电力牵引传动控制系统的应用优势1. 节能环保电力牵引传动控制系统采用电能作为动力来源，相较于传统燃油驱动方式，具有显著的节能环保优势。
同时，系统的高效运行有助于降低能源消耗，减少污染物排放。
2. 运行速度快电力牵引传动控制系统具有较高的功率密度，能够实现列车的快速启动、加速和制动，提高运行速度，缩短运行时间。
3. 维护成本低相较于传统传动系统，电力牵引传动控制系统结构简单，故障率低，维护方便。
通过智能化监控手段，可实现故障预警和远程诊断，降低维护成本。
4. 噪音低、舒适性高电力牵引传动控制系统采用交流电机驱动，相较于直流电机，噪音更低，振动更小，提高了乘客的舒适度。
第3章-电力牵引交流传动与控制
② 交流电传动机车技术发展
20世纪60-70年代：初期发展阶段 1965 德国Henschel与BBC合作开发机车交流传动系统 1971 第一台成功运行的交流机车诞生 DE2500 70年代 共生产25套 20世纪80年代：交流传动技术日趋成熟，在各种机车、动车 上获得推广应用 欧洲发展迅速（共计达350多台） DE500系列（Mak公司 500kw GTO 1980） DE1024系列（Mak+ABB公司 2650kw GTO 挪威国铁） ME1500（丹麦国铁 2410kw 普通晶闸管1981） 美国铁路交流传动投入不足，发展较慢 ----仅在老机车改造方面作了尝试
Iv=Im
t =
逆时钟方向旋转
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② 三相异步电动机的转动原理 三相交流电通入定子绕组后形成的旋转磁场，转速为
旋转磁场的磁力线被转子 导体切割，转子导体产生感应 电动势。转子绕组是闭合的， 则转子导体有电流流过。设旋 转磁场按顺时针方向旋转，且 某时刻为上北极N下为南极S。 根据右手定则，在上半部转子 导体的电动势和电流方向由里 向外⊙ ，在下半部则由外向里 ⊕。按左手定则知，导体受电 磁力作用形成电磁转矩，推动 转子以转速n顺n1方向旋转。
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20世纪90年代：交流传动技术成为热点 美国异军突起（至1997达1400台） SD60MAC（GM公司 2834kw GTO 微机控制 1992） AC4000（GE公司 3281kw GTO 32位微机 1994） AC6000（GE公司 4474kw GTO 32位微机 1994） 欧洲 GEC-Alsthom公司 为叙利亚国铁开发 2370kw IGBT 1997 中国交流牵引传动技术发展 70-80 年代一直密切注意世界交流牵引技术发展动态 1992 研制成功1000kw地面变流器（试验）装置 1996 AC4000原型车（4000kw，异步牵引电动机 1025kw） 2000 DJJ1”蓝箭” 220km/h IPM器件 直接转矩控制 1225kw异步电动机 2001 DJ2”奥星”号竣工，田心厂等 动车组 4800KW， Vmax=160Km/h，自主知识产权 2002 “中华之星” 试验速度：312.5公里/小时 2006 CRH1、CRH2、CRH5，DJ4
城市轨道交通车辆--电力牵引传动系统 ppt课件
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牵引工况 电能
机械能
牵
受
引
电
网
弓
逆 变 器
牵引 电动机
电能
城轨车辆：
制动工况
机械能
电气牵引时，DC750V或DC1500V直流电压，然后经三
相逆变器变为交流三相电压，给牵引电机供电，实现电能到
机械能的转换。
电气制动时，牵引电机机械能转换为电能，经三相逆变
器变为直流电压反馈到电网，实现机械能到电能的转换，也
• 从主(降压)变电站及其以后的部分统称为“牵引供电系 统”。
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牵引变电所
• 牵引变电所的任务就是将电力系统提供的三相工频交流电 通过变压或变流转变为本线电动车辆可用的电源。
• 根据电流制的不同，牵引变电所又分为直流牵引变电所和 交流牵引变电所。
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• 城市轨道交通采用直流供电制式是因为城市轨道交通运输 的列车功率并不是很大，其供电半径（范围）也不大，因 此供电电压不需要太高，还由于直流制比交流制的电压损 失小（同样电压等级下）。
称为再生制动；或通过制动电阻，将机械能转化为热能。
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电能
牵
受
引
电
网
弓
牵引工况
牵引 变压器
变流器
整
逆
流
变
器
器
机械能
牵引 电动机
电能
制动工况
机械能
干线铁路车辆： 电气牵引时，25kV交流电经变压器降压后，经四象限变
流器变为直流电压，然后经三相逆变器变为交流三相电压， 给牵引电机供电，实现电能到机械能的转换。
➢ 根据牵引电机可分为：
电力牵引传动与控制技术的现状与发展
电力牵引传动与控制技术的现状与发展电力牵引系统是指在铁路运输中通过电力传动和控制机械的运动。
电力牵引系统是铁路运输中的一种重要的机械传动系统。
近年来，随着铁路交通的高速化、绿色化和智能化的发展，电力牵引技术迎来了新的发展机遇。
本文将介绍电力牵引传动与控制技术的现状与发展。
一、电力牵引传动技术的现状电力牵引传动是铁路运输中必备的技术，其主要作用是将电能转换为机械能，实现列车运动。
目前，中国的电力牵引传动技术具有较高的水平，已经实现了直流电力牵引技术、交流电力牵引技术和混合动力牵引技术三种形式的电力牵引传动技术。
直流电力牵引技术是传统的电力牵引技术，在国内外均得到广泛应用。
直流电力牵引系统由车辆直流电源、逆变器、电机和磁控制器等组成，能够实现电能的高效转换和调节。
交流电力牵引技术是目前铁路运输中应用最为广泛的一种电力牵引技术，主要依靠交流电机的牵引效应实现列车的运动。
交流电力牵引系统由车辆交流电源、逆变器、电机和控制器等组成，其优点是能够实现无级变速调节和电能回馈。
混合动力牵引技术是近年来快速发展的一种牵引技术，其主要特点是将各种牵引系统进行组合，提高列车的牵引效率、降低能耗和减少污染排放。
二、电力牵引控制技术的现状电力牵引控制技术是电力牵引系统的重要组成部分。
现代电力牵引系统的控制技术主要分为两种方式，一种是非智能化的集中控制方式，另一种是智能化的分散控制方式。
非智能化的集中控制方式主要依靠人工控制集中控制室中的观察仪表和按钮进行车辆的控制。
这种控制方式功能较单一，且控制效率较低，但是由于成本低廉，仍然在一定范围内适用。
智能化的分散控制方式是近年来的一种新兴技术，通过集成智能芯片、传感器和计算机技术等实现集控与分控的平衡，使电力牵引控制系统可以实现更加精准、灵活的控制。
三、电力牵引传动与控制技术的未来发展随着铁路交通不断高速化、绿色化和智能化的发展，电力牵引传动与控制技术也不断向高效、可靠、节能、环保和智能化方向发展。
电力牵引系统的组成
电力牵引系统的组成
电力牵引系统是指电力机车或电动车辆的动力源，它将电能转化为机械能，驱动车辆行驶。
电力牵引系统通常由以下几个部分组成：
1. 电源：电力牵引系统的电源可以是来自于电网的交流电，也可以是由发电机产生的直流电。
电源的电压和频率需要与牵引电机的要求相匹配。
2. 变压器：变压器将电源的电压升高或降低到适合牵引电机工作的电压等级。
变压器还可以用于将交流电转换为直流电。
3. 牵引电机：牵引电机是电力牵引系统的核心部件，它将电能转化为机械能，驱动车辆行驶。
牵引电机的类型和参数根据车辆的类型和用途而定。
4. 控制系统：控制系统用于控制牵引电机的运行，包括电机的启动、停止、调速和转向等。
控制系统还可以监测电机的运行状态，确保其安全可靠地运行。
5. 传动系统：传动系统将牵引电机的转矩传递到车轮上，驱动车辆行驶。
传动系统包括齿轮箱、传动轴、联轴节等部件。
6. 制动系统：制动系统用于控制车辆的速度和停止，它可以是机械制动、电气制动或两者的组合。
制动系统需要与控制系统协调工作，确保车辆安全可靠地制动。
7. 辅助系统：电力牵引系统还包括一些辅助系统，如冷却系统、通风系统、照明系统等，它们为车辆的正常运行提供必要的支持。
总之，电力牵引系统是电力机车或电动车辆的核心部分，它由电源、变压器、牵引电机、控制系统、传动系统、制动系统和辅助系统等组成，协同工作，为车辆的安全、可靠、高效运行提供保障。
电力机车工作原理
电力机车工作原理引言概述：电力机车是铁路运输中常见的一种机车类型，它通过电力驱动实现牵引列车运行。
了解电力机车的工作原理对于理解铁路运输系统的运行机制非常重要。
本文将详细介绍电力机车的工作原理，帮助读者更好地了解这一关键的铁路运输设备。
一、电力机车的基本组成1.1 牵引系统：主要由牵引电机、传动系统和牵引电源组成。
1.2 控制系统：包括牵引控制系统、制动控制系统和辅助控制系统。
1.3 供电系统：主要由接触网、变电站和接触网供电设备组成。
二、电力机车的工作原理2.1 牵引系统工作原理：牵引电机受电源供电后，通过传动系统将动力传递到车轮，实现机车的运行。
2.2 控制系统工作原理：牵引控制系统通过控制电机的工作状态和功率输出，实现机车的加速、减速和定速运行。
2.3 供电系统工作原理：接触网向机车提供直流电源，变电站将交流电转换为直流电，接触网供电设备保证电力传输的稳定性和可靠性。
三、电力机车的牵引特点3.1 高效节能：电力机车利用电能驱动，具有高效节能的特点，相比内燃机车更环保。
3.2 高速牵引：电力机车在高速运行时具有较好的牵引性能，适用于长距离高速列车运行。
3.3 可调速运行：电力机车能够根据需要实现可调速运行，实现列车的平稳运行和减少磨损。
四、电力机车的维护与管理4.1 定期检修：电力机车需要进行定期的检修和保养，确保各部件的正常工作状态。
4.2 故障排除：及时解决电力机车的故障问题，保证机车的正常运行。
4.3 数据监测：通过数据监测和分析，提高电力机车的运行效率和可靠性。
五、电力机车的发展趋势5.1 智能化技术：电力机车将逐渐引入智能化技术，提高运行效率和安全性。
5.2 绿色环保：电力机车将更加注重环保和节能，减少对环境的影响。
5.3 高速化发展：电力机车将继续发展高速化技术，适应高速铁路的需求。
总结：通过本文的介绍，读者可以更全面地了解电力机车的工作原理和特点，以及未来的发展趋势。
电力机车作为铁路运输中的重要组成部分，将继续发挥重要作用，为铁路运输系统的发展做出贡献。
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。
电力牵引控制系统整理完整版
掌握电流型、电压型变流器中间回路储能其所用的器件（电感L、电容C）并知道各自所接电动机的电压、电流波形的形状。
电流型变流器：电容器C用作中间回路的储能器，电压型变流器：电抗器L作为中间回路的储能器,电流：正弦波，方波掌握列车制动的方法（3种）摩擦制动电气制动电磁制动电力牵引交流传动控制系统的硬件配置（3个部分组成）车顶高压设备车内变流设备以及相关的附加设备转向架中的机电能量变换装置直流电机的调速方式:恒转矩：1、保持磁通φ不变,改变电枢端电压调速恒功率：2、保持电枢电压不变,减弱磁通φ调速三相异步电动机基频以下和基频以上调速的特点以及所对应的恒转矩或恒功率调速基频以下：横转矩调速基频以上：横功率调速ＳＰＷＭ控制模式３重算法: 自然采样法规则采样法指定谐波消除法Ｐ２８ＩＧＢＴ栅极驱动电路基本要求（１－５点）1提供适当的正向和反向输出电压，使IGBT能可靠的开通和关断；2提供足够大的瞬时功率或瞬时电流，使IGBT能及时迅速建立栅控电场而导通；3输入、输出延迟时间尽可能小，以提高工作频率；4输入、输出电气隔离性能足够高，使信号电路与栅极驱动电路绝缘；5具有灵敏的过流保护能力。
Ｐ１０４直流电动机ＰＷＭ调速的３种方法及优点1定宽调频法。
2调宽调频法 3定频调宽法优点：需要的滤波装置很小甚至只利用电枢电感已经足够，不需要外加滤波装置；电动机的损耗和发热较小，动态响应快，开关频率高，控制线路简单。
Ｐ１６９－Ｐ１７０感应电动机矢量控制原理，绘图说明把感应电动机经坐标变换为等效成直流机，然后，仿照直流机的控制方法，求得直流电动机的控制。
在经过相应的反变换，就可以控制交流机了。
Ｐ１３８－１４０交流转动电力机车三级控制的特点及作用列车级控制特点：特性控制，速度控制，目标控制，运行状态选择显示，列车安全防护诊断。
作用：严格保持列车的运行速度，避免加速或减速时出现的冲击，并且在目标制动时，能够迅速、准确的停靠在站台上。
HXD1型电力机车牵引电传动系统分析
毕业设计说明书课题名称：HXD1型电力机车牵引电传动系统分析专业系轨道交通系班级城轨091学生姓名李耀双指导老师邓木生完成日期2011年12月2012届毕业设计任务书一、课题名称：HXD1型电力机车牵引电传动系统分析二、指导教师：邓木生三、设计内容与要求课题概述HXD1型电力机车电传动系统是按AC25kV、50Hz牵引供电制式设计的，并能适应我国铁路接触网电压范围较宽的特点。
两节车各自配备了独立的、相同的电传动系统，它们的网侧电路可通过车顶高压连接器相连，既可固定重联运用，也可解编后各自独立运用，同时还具有外重联功能。
每节机车有一套完整的网侧电路和电传动系统，每节车的电传动系统由一台拥有1个原边绕组、4个牵引绕组和2个二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回路充电。
每台转向架上的2台三相异步电动机作为一组负载，由连接在中间直流回路上的1个脉宽调制逆变器供电。
因为两路中间直流回路相互独立，所以整台机车的牵引力有75﹪的冗余，从而提高了机车的可利用率。
中间直流回路还连接有二次谐振电路、过压保护电路和接地检测电路等。
机车采用再生制动，再生制动时机车能量反馈回电网，达到节能的效果。
四象限整流器和PWM逆变器采用水冷IGBT模块。
1.设计内容及要求内容：1）HXD1型电力机车介绍2）牵引系统原理阐述分析3）分析系统的原理得出是否有不足及相关单位的改进措施，自己的意见和看法。
要求：1）通过检索文献或其他方式，深入了解设计内容所需要的各种信息2) 按要求撰写毕业设计说明书四、设计参考书《HXD1型电力机车》中国铁道出版社主编张曙光《电力电子技术》高等教育出版社主编徐丽娟五、设计说明书要求1、封面2、目录3、内容摘要(200~400字左右，中英文)4、引言5、正文（设计方案比较与选择，设计方案原理、计算、分析、论证，设计结果的说明及特点）6、结束语7、附录(参考文献、图纸、材料清单等)六、毕业设计进程安排1.头一周熟悉任务书、确定方案2．查阅资料，完成设计要求说明及课题内容辅导用时一周3．五周时间做内容的设计，完成初稿4．检查，修改，完善毕业设计一周时间5．准备毕业答辩与综合成绩评定准备一周七、毕业设计答辩及论文要求1、毕业设计答辩要求答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资料交指导教师审阅，由指导教师写出审阅意见。
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目录1. 概述 (1)1.1 电力牵引的特点 (1)2. 电力机车的传动方式 (2)2.1 直-直流传动 (2)2.2 交-直流传动 (3)2.3 直-交流传动 (3)2.4 交-直-交流传动 (4)3. 我国机车电传动技术的发展与现状 (4)3.1 交-直传动技术的发展 (4)3.2 交流传动技术的发展 (5)4. 动车组的牵引传动系统的现状 (6)5. 电力牵引传动系统网侧原理图 (8)1.概述1.1电力牵引的特点电力机车属非自带能源式机车，电力牵引具有一系列内燃牵引所不及的优越性，表现在以下几方面：1、电力机车的功率大内燃机车功率受到柴油机本身容量、尺寸和重量的限制，故机车功率不能过大。
而电力机车不受上述条件的限制，机车功率（或单位重量功率）要大得多，目前轴功率已达1000kW（若交流牵引电动机可达1600kW）。
一台电力机车的牵引能力相当于1.5台（或更多一些）内燃机车的牵引能力。
由于电力机车功率大、起动快、允许速度高，所以能够多拉快跑，极大地提高了线路的通过能力和输送能力。
2、电力机车的效率高由于电力牵引所需的电能是由发电厂（或电站）集中产生，因此燃料的利用率要比内燃牵引高得多。
由火电厂供电的电力牵引的效率高达35%，由水电站供电的电力牵引则更高，可达60%以上。
而内燃牵引的效率约为25%左右，而且柴油价格较贵，有燃烧排放污染。
3、电力机车的过载能力强机车在起动列车或牵引列车通过限制坡道时，其过载能力具有很大的意义。
由于电力机车的过载能力不会受到能源供给的限制，而牵引电动机的短时过载能力总是比较大。
因此，电力机车所需的起动加速时间一般约为内燃机车的1/2，从而能够提高列车速度。
4、电力机车的运营费用较低（1）功率大、起动快、运行速度高、过载能力强、可以多拉快跑；（2）整备距离长、适合于长交路，提高了机车的利用率；（3）检修周期长、日常维护保养工作量也小。
一般情况下，电力牵引的运营费用比内燃牵引要低15%左右。
此外，由于电力机车运行过程中不污染环境，对于大型铁路枢纽站及隧道长而多的线路而言，其意义重大。
缺点：（1）对通讯方面所带来的谐波干扰问题；（2）相控调压所引起的功率因数较低的问题；（3）离不开牵引变电所和接触网等沿线的供电设备，使其机动性较差，且线路电气化投资较大。
一般在客货运输特别繁忙的主要铁干线，线路坡道陡、隧道多又长的山区铁路干线，大运量的集中运煤专线，适宜采用电力牵引。
2.电力机车的传动方式电力牵引传动系统基本原理如图2-1所示，电力机车通过受电弓与接触网相接触来获取电能，直接从接触网获取的电能是电压为25KV，频率50Hz的工频单相交流电，此电压等级和频率等还不能满足电力机车牵引传动的需要。
电力机车上还安装有主变压器将高压电变换为中压电再传送给牵引传动调速系统（动车组牵引传动调速设备主要为牵引变流器），牵引传动调速系统通过改变电压大小（直流传动时）或者交流电频率（交流传动时）来改变牵引电机的转速。
图2-1轨道交通车辆电力传动方式按接触网和牵引电动机所采用的电流制进行分类，分为：（1）直-直流传动；（2）交-直流传动；（3）直-交流传动；（4）交-直-交流传动。
2.1直-直流传动由直流接触网供电，机车采用直流牵引电机。
直流电经直流变换器（DC-DC）向直（脉）流牵引电机供电。
2.2交-直流传动由交流接触网供电，机车采用直流牵引电机。
交流电经整流器整流为直流电，向直（脉）流牵引电机供电。
2.3直-交流传动由直流接触网供电，机车采用交流牵引电机。
直流电经晶闸管或其他新型电力电子器件构成的逆变器将直流电转换为可调压、变频的三相交流电，再向交流牵引电机供电。
2.4交-直-交流传动由交流接触网供电，车辆采用交流牵引电机。
交流电经整流器整流为直流电（中间直流环节），再经逆变器将直流电转换为可调压、变频的三相交流电，向交流牵引电机供电。
3.我国机车电传动技术的发展与现状3.1交-直传动技术的发展1958年底，我国试制出第1台干线电力机车，即6Y1型电力机车。
6Y1型电力机车是以前苏联H60型干线交直流传动电力机车为样板，按照中国铁路规范进行研制的。
由于当时大功率电力电子器件尚未成熟，可用的整流器件是引燃管。
6Y1型电力机车经铁科院环形铁道运行试验后，于1962年前后共试制了5台样车投入宝凤线试运行。
但是，由于一些重要设备(调压开关、牵引电机等)一直存在技术和质量问题，尤其是引燃管整流器难以达到实际运用要求，因此6Y1型电力机车未能投人批量生产。
随着我国电力电子工业的发展，大功率整流二极管开始进入到工程实用阶段，为机车电传动技术的发展提供了必要条件。
正是在这样的技术背景下，在6Y1型电力机车基础上，我国第1代有级调压、交-直传动电力机车——SSl型电力机车于1968年试制成功，1969年开始批量生产，到1988年止，共生产826台，使我国机车电传动技术进入到交-直传动时期。
可控型器件——晶闸管的出现，使机车电传动技术跨上了一个新台阶。
SS3型电力机车正是作为我国机车电传动技术由二极管整流有级调压到相控无级调压的第2代交-直传动客货用电力机车。
1978年底，由株洲电力机车厂和株洲电力机车研究所共同研制成功。
SS3型电力机车主电路采用牵引变压器低压侧调压开关分级与晶闸管级间相控调压相结合的平滑调压调速技术，使机车获得良好的调速性能。
随着大功率晶闸管性能的提高，相控技术成熟应用到机车电传动领域，其代表车型为SS4型电力机车。
SS4型机车是1985年开发的相控无级调压、交-直传动8轴重载货运电力机车，是我国相控机车的“代表作”，与后续开发的SS5、SS6、SS7、SS8及SS9型电力机车一起，构成我国晶闸管相控调压、交-直传动的系列产品。
该型机车由2节完全相同的4轴电力机车通过内重联环节连接组成，每节车为一个完整系统，经过实际应用和吸收消化国外8K、6K、8G型等机车的先进技术，做过几次重大改进，使机车性能和质量得到显著提高，成为我国干线货运主型机车。
3.2交流传动技术的发展为追踪世界新型“交-直-交”电力机车新技术，更为了满足社会经济发展的要求, 推动轨道交通装备技术进步, 我国研究、应用交流传动技术, 经历了技术探索( 理论认识与基础开发)、引进应用( X2000动车组)、合作研制(“蓝箭”动车组和NJ1内燃调车等)、自主开发几个阶段。
上世纪70年代,我国开始研究交流电传动系统的基础技术；80年代完成了中等功率交流电传动系统的试验研究；90年代初研制了1Mw大功率变流系统并促进A C4000原型机车的研制与组装；90年代中期相继启动高性能交流传动控制技术、大功率GTO牵引变流器工程化、中大功率IGBT牵引变流器、大功率异步牵引电机等一系列核心技术的攻关工程, 取得了丰硕成果, 并于本世纪初开始装车应用。
2001年9月我国自行研制成功200km/h“奥星”交流传动电力机车，同年10月时速200km/h的“蓝箭”号在广深线投入使用；2001年又研制成功采用交流传动技术的200km/h的“先锋”号及160km/h的“中原之星”动力分散型电动车组。
从2006年开始，我国分别从日本、德国、法国等国引进先进技术，并消化吸收及国产化，成为“具有我国自主知识产权”的动车组产品系列-CRH 系列动车组，它们均属于强动力分散系动车组，这些均预示着机车性能的深刻变革，因而成为今后我国电力机车的发展方向。
铁路运输作为我国中长距离，大运量、安全、低耗、环保、快捷的运输形式已成为交通运输体系中的重要组成部分，在国民经济中占有非常重要的地位。
尤其是铁路客运，运能不足的矛盾已经非常突出，铁路旅客运输现状己成为制约国民经济发展的瓶颈。
我国引进国外动车组:CRHI,CRH2,CRH3和CRH5;为了我国高速铁路事业实现跨越式发展，按照“全面引进技术，联合设计生产，打造中国品牌”的原则引进国外先进、成一熟、经济、适用、可靠的设计、制造技术，为满足我国铁路客运专线和既有线提速旅客运输要求，实现我国铁路动车组制造业的现代化。
4.动车组的牵引传动系统的现状牵引技术的现状可从以下五个方面来看：（1）牵引传动制式。
牵引传动制式分为直流传动制式和交流传动制式。
目前我国干线铁路使用的电力机车仍以直流传动制式为主，交流传动机车虽然已经有了运用，但在电力牵引动力中所占的比重很小。
由于交流传动机车性能的优越性，国外的主要机车生产商早已停止了直流传动机车的生产，基本上都是采用交流传动方式的牵引技术。
我国铁路牵引的交流传动技术应用才刚刚开始，技术上远未达到成熟的程度。
（2）动力配置方式。
按牵引动力配置方式可以分为动力集中方式和动力分散方式。
动力集中方式就是传统的机车牵引方式，这是我国目前电力牵引的主要模式，也是我国铁路运用比较成熟的牵引模式。
动力分散型动车组是日本首创的，动力分散方式是城市地铁牵引模式的进化和发展，是一种发展迅速的牵引模式。
欧洲国家近年来也纷纷采用动力分散型动车组的模式。
目前我国也已经有了这种牵引模式的动车组，如“中原之星”动车组,“先锋”号动车组以及CRH系列动车组，但无论在技术上还是在运用管理上都只是刚刚起步。
（3）运行速度等级。
我国已经有了120km／h及以下等级、160km／h等级、200km／h等级、250km／h等级以及300km／h的电力机车或动力分散型动车组。
160km／h及其以下等级的机车在技术上已经比较成熟，也有了较为成熟的运用和管理经验；但对于250km／h及其以上等级机车的应用才刚刚开始，技术上也还不够成熟。
（4）车载牵引功率。
车载功率可以从总功率和单轴功率两个方面来看：我国直流传动机车的车载总功率最大为6400kW(SS4型机车)，单轴功率最大为900kW(SS8型机车)；交流传动机车的车载总功率最大为7200kw(SSJ3型机车)，单轴功率最大为1200kW(“中华之星”动车组)。
作为单轴1200kW的交流传动机车来说，已经达到了较高的水平，只是在技术上还不够成熟。
（5）牵引控制系统。
我国铁路机车已经普遍采用微机作为牵引控制系统，但在直流传动机车上仍有相当数量的模拟电子控制系统。
动车组上已经开始使用列车和车厢的通信网络实现控制和信息交换，初步形成了分布式控制的雏形。
但目前还没有我们自己的、成熟可靠的微机控制系统产品，控制网络的应用尚待完善。
以上诸方面的关系是相互交叉和相容的。
根据上述分析，可以说我国铁路在牵引的技术方面已经基本达到或接近国际先进水平，只是在技术的成熟度和产品的可靠性方面需要进一步提高。
总的来说目前在牵引系统方面，“中华之星”和“先锋”号动车组的技术含量相当高，已经试验运行了50多万km，有很多经验可以借鉴，而作为中国铁路第六次大提速上线运行的动车组——和谐号动车组的技术，可以作为我国牵引动力技术最高水平的代表。