铁路机车牵引动力的发展与创新
高速铁路及动车组牵引动力新技术简介
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
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。
Байду номын сангаас
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。
㈢德国ICE
ICE3 动力分散，4M+4T
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！
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。
铁路牵引动力01
Rail和早期蒸汽机车 和早期蒸汽机车
1、最初的“Rail”
2、牛顿设想的蒸汽机车
3、史蒂芬森蒸汽机车
4、汉科克的蒸汽机车（1833）
1874年英国Rorndom工厂制造，仅有2根动轮轴，车轴排列为 0-2-0式， 总重1320公斤，轨距762毫米，时速24至32公里。吴松铁路铺设期间，先 导号就被用来运输施工材料，1876年7月该路正式运营后，先导号是主要 的牵引动力
•
•
主要技术参数
制造厂 四方厂 大连厂齐齐哈尔厂 沈阳厂 首台生产年份 1952 累计产量/台 455 用途 干线货运 轴式 1-4-1 轨距/mm 1435 整备质量/t 103.85 粘着重量/t 79.94 动轴轴重/t 19.98 轮周功率/马力 1545 模数牵引力/kg 24030 总效率 7.25% 单位马力质量/kg 59.59 构造速度/km/h 80 通过最小曲线半径/m 145 固定轴距/mm 4419 机车总轴距/mm 10192 煤水车总轴距/mm 6376 机车及煤水车总轴距/mm 19780 最大高度/mm 4780 最大宽度/mm 3080 机车及煤水车总长/mm 22634 煤水车装煤量/t 14 煤水车装水量/m3 30 火箱型式 圆顶宽箱 过热器型式 A型 蒸汽压力/大气压 14 炉床面积/m2 5.09 火箱容积/m3 8.6 汽缸数目 2 汽缸直径/mm 580 鞲鞴辅行程/mm 710 最大遮断比 88%
龙号机车. 由英国制造，运行于唐胥铁路。有2根动轮轴，为1-2-0式，动轮直径 762毫米，机车长约5.7米，车身上标有英文Rocket of China(中国火箭), 机车水柜两侧各镶嵌一条金属龙形图案。因此，这台机车有了"中国火箭 号"和"龙号"两个名称
我国铁道机车现状及发展
3、0号机车
1882年10月,中国第一次 从英国纽卡斯尔的史蒂芬森机 车厂购进了两台机车,由于它机 身上有一个大大的0字,人们便 把它称为0号机车.
0号机车没有导轮和从轮, 只有两对动轮,车轴排列为0-20式,动轮直径为812.8毫米.
它们比较幸运,有识之士 将其中一辆保存下来了,成为中 国乃至世界现存古老的机车之 一.
厂还有四方厂、太原厂、铜陵厂.
10、其他型号的蒸汽机车
1跃进型调车用蒸汽机车,代号YJ. 1958年济南机车厂设计 制造,1961年停产,唐山、牡丹江、武昌、济南等工厂共制 造202台.机车全长18326毫米,构造速度每小时60公里,模数 牵引力千牛,轴式1-3-1.
2星火型蒸汽机车是地方铁路使用的小型蒸汽机车,由大同 工厂1960年设计,长春工厂试制成功,代号XH.1961年停产, 长春、牡丹江工厂共制造48台.机车全长13480毫米,构造速 度每小时25公里,模数牵引力75千牛,轴式0-4-0.
4、解放型机车
从 1950 年到 1952 年末,青岛四方机车工厂抓紧修复组装了首批 20 台蒸汽机车. 铁道部将这批1-4-1轴式机车定为 ㄇㄎ 1 型音：摩科, 注音符号,编号2101-2120号, 1959年变更机车型号后改称为 解放型,代 号JF .
2101 号是这批机车的首台, 它于1950 年9 月修复完毕,正逢新中 国成立一周年前夕,滕代远部长亲自批准命名为国庆周年号简称国庆号, 镌刻铜匾镶在车身上,向祖国献上了一份厚礼.尽管不是真正意义上我国 自己制造的第一台火车头,但在很长时间内还是被人们亲切地称为国产 第一台
二、蒸汽机车的基本结构
• 蒸汽机车由锅炉、机械、走行、煤水车四个主要部 分组成.
• 1、锅炉部：燃料在炉床上燃烧,使锅水吸收燃料放出 的热能变为具有一定压强的蒸汽,并将蒸汽贮存在锅炉 中以备使用.
电力电子技术与铁路机车牵引动力的发展
电力电子技术与铁路机车牵引动力的发展1. 引言1.1 电力电子技术的作用电力电子技术在铁路机车牵引动力中起着至关重要的作用。
电力电子技术通过数字控制、频率调节和功率变换等手段，实现了对电能的高效利用和精准控制，从而提高了机车的牵引性能和运行效率。
电力电子技术可以实现动力系统的多重电源供电和能量回收，使机车在运行过程中能够更加节能环保。
电力电子技术还可以实现对机车牵引力、速度、加速度等参数进行智能化调节和优化，提高了机车的运行稳定性和安全性。
电力电子技术的应用使得铁路机车牵引动力系统更加先进和智能化，为铁路运输行业的发展提供了重要支撑和保障。
1.2 铁路机车牵引动力的重要性铁路机车牵引动力在铁路运输中具有重要性不言而喻。
作为铁路机车的核心部分，牵引动力直接影响着列车的运行效率和安全性。
铁路机车的牵引力需要足够强大，以确保列车能够顺利行驶，同时还需具备良好的加速性能和灵活性，以应对不同的运行需求。
牵引动力的高效性和可靠性也直接影响着列车的能源消耗和运行成本。
铁路机车牵引动力的重要性不仅体现在运输效率和安全性上，还体现在资源利用和成本控制上。
随着社会发展和科技进步，对铁路机车牵引动力的要求也在不断提高。
传统的内燃动力逐渐被电力动力所取代，电力机车成为主流。
电力机车在牵引动力方面具有更高的效率和更广泛的适用性，能够更好地适应不同的运输任务和运营环境。
铁路机车牵引动力的重要性对于铁路运输系统的发展和进步具有重要意义。
通过不断引入先进的技术和提升牵引动力的性能，铁路运输将能够更加高效、安全地进行，为经济社会发展提供坚实的支撑。
2. 正文2.1 电力电子技术在铁路机车牵引动力中的应用电力电子技术在铁路机车牵引动力领域的应用广泛而深远。
通过电力电子技术，铁路机车可以实现高效、精准的动力输出，提高牵引效率和性能。
最为常见的电力电子技术应用包括变频调速技术、牵引变流技术等。
通过变频调速技术，铁路机车可以实现对牵引电机转速的精确控制，从而提高牵引效率。
轨道交通车辆牵引控制发展现状与趋势
轨道交通车辆牵引控制发展现状与趋势近年来，中国有轨电车的发展速度加快了，为人们提供了旅行的便利，并改善了大家的生活。
技术发展已从牵引设备发展到以平台技术为中心的当前高性能控制技术，从而实现了牵引控制的广泛化，标准化和个性化。
本文着眼于铁路车辆牵引力控制的发展现状和发展趋势。
标签：铁路运输;车辆;牵引力控制;当前状态;趋势引言在电车技术中，牵引力控制技术为电车提供动力，这一点非常重要。
因此，关于轨道交通车辆牵引力控制技术的研究越来越多，相关专家学者继续追求轨道交通车辆的牵引力控制技术，以实现牵引力控制和牵引力控制的标准化，通用化和平台化改善并促进系统开发。
一、国际铁路车辆牵引力控制的发展随着第二次工业革命的发展，蒸汽机技术为机车车辆的发展提供了技术支持，世界上第一条铁路出现在18世纪。
自铁路运输时代问世以来，经过200多年的发展，轨道车辆的牵引技术已经从早期的蒸汽机演变为电动牵引。
1880年代的电车主要使用直流驱动的牵引力控制，而在1990年代，西门子将绕组异步电动机应用于电动汽车的牵引力控制。
20世纪初，德国开始在电动汽车中使用三相交流电。
随着1950年代晶闸管的应用，拉动储罐的方式已经完全改变。
在1960年代，成角度的线性驱动系统被用于牵引力控制。
在1970年代，异步牵引电动机得到应用和推广。
牵引力控制AC驱动系统的优点是减少了电源电流的谐波含量。
电路简单可靠，控制电机重量轻，转向架结构简单，具有抗静电功能。
二、国内铁路车辆牵引力控制的发展现状中国目前的铁路列车牵引力控制系统主要包括三种通信技术，控制技术和保修技术。
控制技术直接针对控制目标，并综合利用数学，计算机，微电子等多学科技术。
这主要是火车牵引控制系统的核心，包括磁控制和方向矢量控制。
通信系统的应用，例如直接转矩控制，是一个开放系统，其主要功能是根据传输需求建立连接并在每个控制系统的级别上传输信息，安全技术必须具有可靠性，安全性和效率性以及主要功能是系统性能。
高速铁路概论第三章 高速列车牵引动力
3、牵引动力集中配置与分散配置的比较
为了对不同机车车辆簧下质量的影响进行比较，通常采用 等效簧下质量的概念。牵引动力集中配置的高速列车动力车 的每轮等效簧下质量略低于动力分散配置的数值。
3、牵引动力集中配置与分散配置的比较
（3）粘着利用和加速性能
充分利用粘着是高速列车牵引动力设计时的一个重要的指 导思想。日本在研制牵引动力装置时，认为粘着系数将随速 度的提高而下降，担心单轴的粘着力过小，只好增加动轴的 数量，以保证足够的牵引力，这就是日本的高速列车的牵引 动力采用分散配置形式的原因之一。
空气阻力的计算公式为：
方空 成气 正阻
D 空1 2气C 密dV 度2A(Cdd L)
比力 与
C d 空气阻力系数
列 车 速
V 列车速度
A 列车断面积
度 的 平
C d
列车压力阻力系数 列车侧面气动摩擦系数
L 列车长度
d 列车气动直径
三、牵引动力及其配置
1、牵引动力的形式
电力牵引 内燃电传动牵引
电力牵引的优点：功率大、轴重小、经济性能好、环境污染小 电力牵引的缺点：初期投资大 内燃电传动牵引的优点：投资少、见效快、经济性能好
概 第
一
节 述
从速度上看，目前已开行的高速列车的最高速度可以划分为 三个等级。
第一速度级： 最高运行速度200～250Km/h 第二速度级： 最高运行速度250～300Km/h 第三速度级： 最高运行速度300Km/h以上
(完整版)铁道机车发展史
世界机车发展史1804年，英国人理查德·特里维希克改进瓦特的蒸汽机，造出了一台货运蒸汽机车。
这台蒸汽机车，在结构上初步具备了早期蒸汽机车的雏形。
后来，他又把这种蒸汽机装在铁路马车上，于是，出现了最早的蒸汽机车。
他的这一发明，被称作世界交通运输史上具有开创性意义的发明创造。
理查德·特里维希克1810年，英国人乔治·斯蒂芬森开始自己动手制造蒸汽机车，到1814年他的“布鲁克”号机车开始运行，这台机车有两个汽缸、一个 2.5米长的锅炉，装有凸缘的车轮可以拉着8节矿车载重30吨，以6.4千米/时的速度前进。
在以后的10年中，史蒂文生造了12辆与“布鲁克”号相似的火车头，虽然在设计上没有突破前人的成就，但他以经预见到火车时代即将到来。
“布鲁克”号1825年9月27日，乔治·斯蒂芬森亲自驾驶自己设计制造的“动力”1号机车，拉着550名乘客，从达灵顿出发，以24千米/时的速度驶向斯托克顿，这被认为是人类历史上第一列用蒸汽机车牵引，在铁路上行驶的旅客列车。
乔治·斯蒂芬森1878年, 河北开滦煤矿开工, 为了运输煤炭, 清政府决定修建唐胥铁路,并于1880年动工, 1881年通车, 铁路全长10千米, 后来, 有凭借英国人的几分设计图纸, 利用矿厂的起重机锅炉﹑长井架等设备, 装配制成中国第一台蒸汽机车──“龙”号机车。
“龙”号蒸汽机车蒸汽机车虽然得到广泛应用, 但也存在着许多难以克服的缺点, 比如他运送的煤的1/4被他自己“吃掉”了, 他每行驶80千米~100千米就要加水, 行驶200千米~300千米就要加煤, 行驶5000千米~7000千米还要洗炉；他在行驶中要排放黑烟, 污染环境, 尤其是在过山洞时, 浓烟难以散出去, 影响旅客和车上工作人员的健康…… 正是由于这些原因, 曾经辉煌一时的蒸汽机车开始退出历史舞台, 逐渐被新一代的电力机车和内燃机车所取代。
1879年, 德国人西门子制造出一台小型电力机车, 由150负直流发电机供电，能运载20名乘客，时速12千米，同年在柏林贸易展览会上，西门子驾驶这辆电力机车首次成功运行。
凝心聚力创新进取为铁路科学发展提供坚实动力保障——在全路机务工作会议上的讲话(摘要)
（２）机车 产 品研 制取 得新进 展 。装 用 国产变 流器
高速铁路 机务运用安 全管理 不断巩 固和加强 。
的８轴 ９６００ｋＷ货运 电力机车 已开始试制 ；时速 １６０ｋｍ电
（３）高 速铁路 机务 科学 管理 引 向深入 。铁 道部 下 力机 车正在进行产 品试制 ；满足海拔４ ０００ １ＴＩ以上线路 的
志 ，机 车行车安全事故 防范能力跃升到更高水平 。
缩 １．５４％；货 运 机车 日车公 里 完成 ４９４ ｋｍ，同 比增 长
１．３ 高速铁路机务安全保障有力
１．０２％；日产量 完成１３８．４万 ｔ·ｋｍ，同比增长２．６７％；列
（１）高速铁路安全大检查大整治深入推进 。在迎 接 车平均牵引总重完成３ ５０６ｔ，同比增长 １．１２％。
检查 ，既保证 了现实安全 ，又解决 了在规章制度 、设备 要干线 、重 点地 区，形成 了 “四纵 四横 、干线贯通 、两
质量 、专业管理 、人员培训等方 面长期存在 的问题 ，夯 翼配套 ”的基本格局 。和谐 型机车 主力 机型地位 Ｅｔ益显
实 了安全管理基础 、设备基础和人员基础 。
现 ，铁路运输效率与效益明显提 高。
（２）对规 达标 活动得 到深化 。针 对安 全 、质 量管
（２）机 车 资源配置 进一 步优化 。按 照东 车西移 、
理 的突 出问题 ，通过局 内 自查 、局间互查 、全路抽查 ， 梯次 置换 的原则 ，结合 ７次 列车运 行 图调 整 ，组织 实施
． １０ ．
耋 ＣＨ／ＮＥＳＥＲＡＩＬＷＡＹＳ ２０１２，ｏ２
凝 心聚 力 创新 进取 为铁路 科 学发展 提供 坚实动 力保 障 申瑞 源
（２ ８８０ｔ·ｒｎ）铁路救援起重机设计联络 中的问题 ，有序 路 和 既有 线 电气 化改 造 需求 ，组 织 动 车组 司机 进行 培
坚持技术创新 努力推进中国铁路机务装备现代化
大力提升装备质量 技术创新取得重大进展
０ 八 ６台 六 ４ ， ０ Ｗ ６ 经 过 ３年 多 的努 力 ，中 国铁 路 牵 引 动 力 以 科 学 发 展 观 的 ６ ０台 （ 轴 车 ３ ０ 、 轴 车 ２ ０台 ） 轴 功 率 １０ ｋ 的 １０ ０台 。 ５ 和 构建社会 主义和谐社会 战略 思想 为指导 ，认真贯彻 “ 先 进 、成 熟 、经 济 、适 用 可 靠 的技 术 方针 ，通过 引进 消 化
｝ 界轨 道交通
２ ０ ６ ０８ ０
为 和 谐 型 机 车 投 入 正 常 运 用 提 供 了基 了 控 制 和 解 决 ，保 证 了 新 车 的及 时 上
本保障 。
线运 行 。
和谐 型 机车 牵 引试 验 工作 顺 利
完 成
在大 秦线组织 和谐型机车单机 牵
引万 吨列 车 ． 用 １ 方 式 牵 引 ２万 吨 采 ＋１
努力推进中国铁 路机务装备现代化
◎ 孙 增 友
２０ ０ ７年 是 中 国铁 路 发 展 史 上 具 有 里 程 碑 意 义 的 一 年 ，
吨列 车 牵 引任 务 发 挥 出较 好 的 机 车效 能 。这 标 志着 中国机
也 是 和 谐 铁 路 建 设取 得 重 要 成 果 的 一 年 。 机 务 系统 在 部 党 车 制造 业 已达 到 基 本 掌 握 世 界 一 流 的 技 术 ，生 产 世 界 ～流 组 和 运 输 局 的 正 确 领 导 下 ．积 极 投 入 第 六 次 大 面 积 提 速 调 的产 品 建成 世 界 一流 的生 产 基地 的水 平 从而 跨 人 世界 先
一
是 株 洲 厂 项 目 。采购 Ｈ Ｄ 型八 轴 （ 功 率 １０ ｋ ） Ｘ １ 轴 ０Ｗ ２
2024年铁路牵引供电市场前景分析
铁路牵引供电市场前景分析引言铁路牵引供电是铁路系统中的重要组成部分，它为铁路列车提供动力和运行所需的电能。
随着铁路交通的不断发展和技术的进步，铁路牵引供电市场也呈现出新的发展前景。
本文将对铁路牵引供电市场的前景进行分析，并探讨其发展趋势。
市场概述铁路牵引供电市场是指为铁路列车提供动力和运行所需的电能的供电设备及相关服务的市场。
目前，铁路牵引供电市场主要由动车组供电、电力机车供电和城市轨道交通供电等几个子市场组成。
随着国家对铁路交通的重视，铁路牵引供电市场具有巨大的发展潜力。
市场分析动车组供电市场随着高铁网络的不断扩大和动车组列车的普及，动车组供电市场呈现出快速增长的态势。
动车组供电设备不仅要求稳定可靠，还需要具备高效节能的特点。
因此，新一代的动车组供电设备将逐渐取代老旧设备，促进市场的进一步发展。
电力机车供电市场电力机车供电市场主要包括货运列车和客运列车。
随着国家对环境保护的要求越来越高，电力机车供电市场将得到进一步的发展。
新一代的电力机车供电设备具有高效节能、低污染的特点，能够更好地满足市场需求。
城市轨道交通供电市场随着城市轨道交通的快速发展，城市轨道交通供电市场也呈现出较好的发展态势。
城市轨道交通供电设备需要满足安全可靠、高效节能等要求，因此，市场对高品质供电设备的需求将不断增加。
发展趋势技术创新在铁路牵引供电市场中，技术创新是推动市场发展的关键因素之一。
随着智能化、节能化的要求不断提高，供电设备的技术水平也会不断提升。
例如，新一代的供电设备将采用先进的逆变技术，提高能源利用效率，减少能源消耗。
能源结构调整为了减少对传统能源的依赖和减少污染排放，我国将加大对可再生能源的利用。
在铁路牵引供电市场中，也将逐渐引入可再生能源，如太阳能、风能等，以减少对传统能源的依赖，并为市场带来新的发展机遇。
市场竞争加剧随着铁路牵引供电市场的发展，市场竞争将会加剧。
各个企业将加大技术研发和产品创新，提高产品质量和性能，以赢得市场份额。
高速铁路的牵引动力
（3）机械、电气设备与载客车厢隔离，车厢内噪声、振动 较小。
（4）牵引头车可以摘挂（虽然不是传统列车的自动车钩那 样的方便摘挂）是列车进入既有线，甚至可更换内燃机车 使列车直接进入非电气化铁路运行。
•运用方式不同与传统的机车与车辆模式 •高速列车、地铁轻轨列车都是典型的动车组 •动车组方式也可以运用于货物列车（快速货运单元列车）
动车组
动车组是由动力车（动车）与客车（拖车）组成的旅客 列车车组，编组比一般旅客列车小。 动车组一般：
成组使用、编组固定 两端均可操纵 通过网络或电缆实现重联 任何一端均可控制动车 实现同步牵引、同步调速、同步换档、同步
第三章 高速铁路的牵引动力
第三章 高速铁路的牵引动力
第一节 概述 第二节 受电弓与传动装置 第三节 动力车车体及走行部 第四节 制动技术
第一节 概述
1.1 关键技术 1.2 牵引动力配置形式
1.1 关键技术
1.1.1 技术问题
（1） 提高牵引力与粘着系数下降的矛盾 （2） 空气阻力与速度的平方成正比
司机室
空调系统
网络
车体
辅助供电系统
供电与牵引系统 车顶设备
车端连接
转向架
制动系统
车下悬吊设备 车内设备
司机室
第二节 受电弓与传动装置
2.1 高速受电与受电弓 2.2 传动方式与传动装置
2.1高速受电与受电弓
高速铁路的受流系统必须符合的条件: ➢保证功率传输的可靠性 ➢保证受流系统的运行安全性 ➢保证良好的受流质量 ➢保证受流系统的使用寿命
带受电弓拖车车底设备安装
中国电力机车的发展
中国电力机车的发展一、引言电力机车作为铁路运输的核心组成部分，对于一个国家的交通运输体系起着重要的支撑作用。
本文将探讨中国电力机车的发展历程、技术创新以及未来发展趋势。
二、中国电力机车发展的历程1.初始阶段（1950年代-1980年代）•电力机车引进和自主设计阶段•重点产品及国产化进程2.技术攻关阶段（1990年代-2000年代）•高速列车和跨国合作•重大突破和成果3.发展成熟阶段（2010年至今）•高速列车的普及和技术升级•智能化、高效率的要求三、中国电力机车的技术创新1.牵引力与运输能力的提升•高度集成化的电力传动系统•高效率和可靠性的电力系统设计•动力电池技术的创新2.节能减排与环保•新能源动力技术的应用•减少能耗和废气排放的创新•绿色生产和可持续发展的理念3.自动驾驶与智能系统•自动驾驶技术在电力机车上的应用•智能监控和故障预警系统的发展•人工智能在电力机车运维方面的运用4.高速列车的发展•超高速列车的设计和制造•基于磁悬浮技术的创新•高铁技术和装备的输出四、中国电力机车发展的趋势1.提升技术创新能力•加大研发投入和人才培养•推动产学研结合，加强国际合作2.加强自主创新能力•提高核心技术自主可控能力•优化创新环境和政策支持3.推动绿色发展和可持续性•加强新能源技术应用•降低能耗和减少环境污染4.完善智能化运维系统•提高电力机车运输的安全性和效率•推动人工智能和大数据的应用五、结论中国电力机车发展经过多年的探索和创新，取得了显著的成就。
未来，随着技术的突破和创新的推动，中国电力机车将迎来更加广阔的发展空间，并为交通运输行业的发展作出更大的贡献。
中国铁路电力机车的现状与发展
我国电力机车的现状与发展铁路是一个国家重要的基础设施和经济命脉，深刻影响着所在国的政治稳定、经济发展、国土安全、社会文化等诸多方面。
20世纪80年代以来，随着经济全球化、区域一体化和地缘政治的深入发展，能源危机、环境污染、交通安全等问题凸现铁路产业的比较优势。
全球范围内对铁路运输需求的上升，促进了机车车辆制造业的发展。
在铁路牵引动力中，电力机车具有其他机车无可比拟的优势。
由于速度快、爬坡能力强、牵引力大、不污染空气，因此发展很快。
一、我国电力机车的发展：中国电力机车在40多年的风雨中不断发展进步，前后共经历了三个阶段，开发了四代产品，累计研制17种机车共生产2500多台。
在1983年以前，中国电力机车发展缓慢，主要原因：（1）基础差。
（2）中国铁路政策：重修建铁路，轻机车车辆制造。
（3）中国铁路牵引动力政策是“内电并举，以发展内燃机车为主”。
（4）先进技术引进少。
（5）文化大革命等政治运动的干扰。
第一阶段，1956一1968年，是中国电力机车早期引进仿制。
1956年，中国政府提出：要迅速地、有步骤地研制使用电力机车。
1957年，中国组织了一个由第一机械工业部、铁道部以及高校有关专家学者组成的电力机车考察团，于1958年初赴前苏联考察。
考察团用半年时间，在前苏联专家帮助下，以当时前苏联新设计试制成功的H60型铁路干线交直流传动电力机车样机为基础，结合中国铁路规范，选用单相交流工频25kV电压制，作出了机车的设计方案。
考察团回国后，组成电力机车设计处，在前苏联专家帮助下，进行了全面设计。
1958年底，湘潭电机厂在株州电力机车工厂等厂所协助下，试制出了中国第一台电力机车，即6Y1型干线电力机车。
6Y1小时功率3900kw，最高速度100km/h， 6轴。
机车经环形铁道运行试验，由于作为主整流器的引燃管不能正常工作返厂整修。
1959年起，株州工厂和株州电力机车研究所（下称株洲所）等厂所联合对6Y1机车进行了多次试验，做了很多改进，到1962年共试制5台机车，并在宝凤线上试运行。
电力电子技术与铁路机车牵引动力的发展
电力电子技术与铁路机车牵引动力的发展1. 引言1.1 电力电子技术的发展电力电子技术的发展已经成为当今铁路机车牵引动力领域的重要推动力量。
随着科技的不断进步和创新，电力电子技术在铁路运输中的应用也得到了更加广泛的重视和应用。
电力电子技术主要是指利用电子器件对电能进行控制、调节和转换的技术，通过将不同形式的电能进行有效地转换和控制，实现对电力系统的有效管理和运行。
在铁路机车牵引动力中，电力电子技术的应用可以带来诸多好处，如提高牵引效率、减少能耗、提升运行稳定性等。
随着电力电子技术的不断发展，铁路机车牵引动力系统也得到了不断的升级和改进。
牵引变流器的智能化设计和高效能力，使得机车在牵引过程中能够更加精确地控制速度和力度；而电容器电抗器补偿技术的应用，则能够有效地提高牵引系统的功率因数和稳定性。
在这样的背景下，电力电子技术为铁路机车牵引动力系统的发展带来了巨大的推动力。
1.2 铁路机车牵引动力的重要性铁路机车牵引动力作为铁路运输的核心，具有重要的意义。
铁路机车牵引动力的强弱直接影响着列车的运行速度、牵引力和能耗等方面。
一个强大的牵引动力可以保证列车在山区、高原等复杂地形下快速稳定地行驶，提高了列车的运行效率和安全性。
铁路机车的牵引动力也对于减少能耗、减轻环境污染具有重要作用。
通过不断提升铁路机车牵引动力的技术水平，可以实现对动车组的节能减排，为可持续发展打下基础。
随着铁路运输需求的不断增长和科技的不断发展，铁路机车牵引动力的重要性日益凸显。
电力电子技术的应用为铁路机车牵引动力带来了革命性的变革，为铁路运输的发展提供了强大的支撑。
通过不断创新和改进，铁路机车牵引动力将迎来更加美好的未来。
2. 正文2.1 电力电子技术在铁路机车牵引动力中的应用电力电子技术在铁路机车牵引动力中的应用可谓是当今铁路运输领域的重要突破之一。
随着科技的不断进步，电力电子技术在铁路机车牵引中的应用越来越广泛，为铁路运输带来了极大的便利和效益。
电力电子技术与铁路机车牵引动力的发展 王明军
为了进一步实现牵引风机控制柜的功能，采用以下技术方案:控制柜箱本体的一侧安装金属网，机箱本体的内部安装步进电机、导向杆和控制器，步进电机的输出轴安装丝杆，丝杆与导向杆均处于竖直状态，丝杆上安装螺母，螺母的一侧安装弹簧板，弹簧板的一侧安装固定管，固定管套在导向杆上，螺母的另一侧安装喷吹清扫装置，其中喷吹清扫装置包括固定座，固定座的一侧与螺母连接，固定座的另一侧安装弹簧和第二连接杆，弹簧的一端与固定座配合，弹簧的另一端连接固定板，固定板的一侧安装毛刷，毛刷与金属网配合使用，固定板的另一侧安装风机，固定板上开设透孔,风机的输出口与透孔连通，第一连接杆的一端与第二连接杆的一端铰接，固定板的底部安装灰斗，灰斗的一侧与金属网配合，金属网的上下两侧分别安装第一行程开关和第二行程开关，固定板能通过上下移动与第一行程开关或第二行程开关配合，控制器的信号输入端通过导线与第一行程开关和第二行程开关连接，控制器的信号输出端通过导线与步进电机连接。 机箱本体外侧安装橡胶辊轮，橡胶辊轮的中部安装转轴，橡胶辊轮能沿转轴转动，橡胶辊轮托住线缆辊轴的底部。机箱本体的底部安装数个连接块，连接块的中部开有螺纹孔，螺纹孔内安装可调节螺杆，可调节螺杆的下端安装垫块。垫块的底部安装防滑垫，保证控制柜本体的稳定。牵引风机控制柜结构如下图所示。
5结束语
由于铁路系统在运输方面拥有着运输速率快、稳定性能良好、运输成本低廉的特点，无论在客运还是在货运领域都有突出的作用。在未来的社会中也将会发挥出更大的优势。而机车作为整组列车的牵引装置，也是决定列车设备运行效率的关键，要能在充分使用现代电力电子技术的同时不断对电子技术进行优化，保证设备的运行效率。而机车作为整个列车的牵引装置，也是决定列车设备运行效率的关键，要能在充分使用现代电力电子技术的同时不断对电子技术进行优化，保证设备的运行效率。
铁路运输牵引动力技术发展现状及未来趋势展望
铁路运输牵引动力技术发展现状及未来趋势展望
伍赛特
【期刊名称】《机电产品开发与创新》
【年(卷),期】2024(37)2
【摘要】以交通运输的类型作为论文切入点,介绍了铁路运输系统的组成,由此对铁路运输牵引动力类型及其技术特点进行了详尽阐述。
我国铁路运输牵引动力主要由蒸汽机车、内燃机车及电力机车等几类组成。
电力牵引由于技术优势限制,目前在国内得到了长足发展,已充分实现了铁路电气化,干线运输基本均由电力机车牵引。
但内燃机车作为一类技术成熟的自给式机车,在现阶段依然具有一定的应用前景,其受天候、自然灾害及战争破坏的影响较小,因此在调车作业及铁路救灾抢险中起着重要作用。
考虑到石油资源的日渐枯竭,采用代用燃料,以及开发燃气轮机车、燃料电池机车及混合动力机车等新型自给式机车势在必行。
【总页数】5页(P222-226)
【作者】伍赛特
【作者单位】上海汽车集团股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U260
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高速铁路的牵引技术知识
02 03
交流牵引技术
随着电力电子技术的发展，交流牵引技术逐渐成为高速铁路的主流牵引 技术。它具有电压高、电流小、传输损耗小、供电距离长等优点，能够 满足高速铁路对牵引力、速度和安全性的要求。
新型牵引技术
近年来，随着超导技术、永磁同步电机等新型技术的发展，高速铁路牵 引技术也在不断创新和发展，为高速铁路的进一步发展提供了有力支持。
牵引力是由电力机车或动车组通过受电弓从接触网获取电能，经过牵引变压器 和牵引变流器转换后，传输到牵引电机，由牵引电机产生旋转力矩，从而驱动 列车前进。
高速铁路牵引技术发展历程
01
直流牵引技术
早期的高速铁路采用直流牵引技术，但由于其电压低、电流大，存在传
输损耗大、供电距离短等问题，逐渐被交流牵引技术所取代。
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低牵引能耗。
智能控制系统应用
采用先进的智能控制系统对牵引 过程进行精确控制和管理，实现 能源的高效利用和列车的安全、
稳定运行。
05 牵引系统故障诊断与维护 保养
常见故障类型及诊断方法
1 2
电气故障
包括牵引变流器、牵引电机等电气部件的故障， 可通过电气测试、绝缘测试等方法进行诊断。
机械故障
如齿轮箱、轴承等机械部件的磨损、断裂等故障， 可通过振动分析、油液分析等方法进行诊断。
高速铁路的牵引技术知识
目录
• 牵引技术概述 • 牵引系统组成及功能 • 牵引力产生与传递机制 • 牵引控制策略及优化方法 • 牵引系统故障诊断与维护保养 • 未来发展趋势与挑战
01 牵引技术概述
牵引技术定义与原理
牵引技术定义
牵引技术是指通过牵引力使列车运行的技术，是高速铁路核心技术之一。
铁路发展
蜀道不再难——成昆铁路
成昆铁路(成都——昆明)全长l091公里。这条 铁路北联宝成线，可通陕西、甘肃，南经贵昆 线可通贵州，成为西南地区的铁路网骨架，是 西南与西北相互联系和资源外运的重要通路。 成昆铁路工程的艰巨浩大，举世罕见。全线共 完成正线铺轨1083.3公里，路基土石方9688万 立方米；隧道427座，总延长344.7公里，其中 长度在3公里以上的共有9座；桥梁991座，总 延长106.1公里，其中有中国目前钢桁桥梁中 跨度最大的金沙江大桥（主跨达192米），有 孔跨54米的一线天石拱桥。全线桥隧总延长占 线路长度41.6％。有些地段找不到地方设置车 站，不得不将站线建在桥梁上或隧道内，在全 线122个车站中，这类车站就有41个。这个艰 巨宏伟的工程，荣获国家颁发的“科学技术进 步特等奖”。
1949年前的中国铁路
自1876年吴淞铁路的出现， 到1949年新中国成立前，中 国大陆仅有铁路23500多公 里。这些铁路大多数被帝国 主义列强取得了实际上的控 制权，铁路成了他们疯狂掠 夺中国资源和财富的得力工 具。1949年以前的中国铁路 深深打着各帝国主义列强的 烙印。
新中国第一路——成渝铁路
世界铁路的发展趋势
铁路现代化的目的是为了快速而准确地运送旅客 和货物。 安全、迅速、节省包装，简化手续，发 展的趋势是大型化、标准化。 各国铁路客运发展的共同趋势是高速、大密度， 扩编或采用双层客车。 在货物运输方面，集中化、单元化和大宗货物运 输重载化是各国铁路发展的共同趋势。
中国铁路
7
8 9
俄国
奥地利 荷兰
1837
1838 1839
16
17 18
南非
日本 中国
1860
1872 1876
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铁路机车牵引动力的发展与创新
从当前形势来看，我国铁路承担着全国客运货运总量的60%-70%，是交通运输行业的中心枢纽，关系到出行旅游、商品物流以及贸易往来等各项活动。
随着经济地快速发展，特别是电子商务的崛起以及快递物流蓬勃发展，这不仅给铁路运输带了难得的机遇，而且也让铁路运输面临着十分严峻的挑战。
如何提高铁路机车的牵引动力，增加铁路运输效率，减少铁路运营成本是铁路运输行业目前乃至今后很长一段时间的工作方向。
1 我国铁路机车牵引动力的发展历程
我国铁路机车经过了几十年的发展，其牵引动力也已经发生了天翻地覆的变化，从最原始的蒸汽动力机车发展至内燃动力机车，最后到目前的电力机车，一步步地改善和发展足以见证我国铁路机车的发展历程。
1）蒸汽动力机车。
蒸汽机车是把燃料的化学能变成热能，再利用蒸汽机将热能转化成机械能，从而使机车获取牵引动力。
我国自建国以来便开始生产蒸汽机车，高峰时期年产量能够达到800台，在社会主义建设初期，蒸汽动力机车一直肩负着铁路运输的主要责任，时至今日，蒸汽动力牵引的机车在铁路运输中已然销声匿迹，被时代所淘汰。
蒸汽机车最大的缺陷就是机车热效率极低，一般在6%左右，导致牵引能力不够，运输量小，虽然很多厂家多年来也对蒸汽机车进行了大量的技术改造和科研攻关，机车总效率能够达到9%左右，但是蒸汽机车能源浪费严重，运输效率极低，其迟早会被其他优良性能的机车所取代，另外，蒸汽机车主要用煤炭作为燃料，在燃烧过程中产生大量的二氧化硫等气体污染物，破坏大气环境。
因此，蒸汽机车无论从能源、效率还是环境方面来讲都无法满足现代社会的需求，注定会被内燃机车和电力机车淘汰。
2）内燃动力机车。
内燃机车的工作原理是燃料在气缸内燃烧产生大量的气体，气体推动活塞做功将能量传输至曲轴，再通过传动装置将曲轴转动的能力转换为机车的牵引动力。
内燃动力机车在我国发展历史悠久，自1958年起，我国先后推出了十几辆东风型号机车，通过几十年的发展与变迁，目前我国的内燃机车同以前相比有了很大程度地提高，具体表现在内燃机效率、运行稳定性以及运行速度方面；于此同时，很多内燃机车加载了电阻制动和故障诊断系统，大大地保障了机车运行的安全性，提高了机车突发故障排除能力，这些优良性能系统的成功研发是我国步入铁路运输现代化的重要标志，开创了我国铁路机车发展的新纪元。
3）电力机车。
电力机车是指从外界获取电力能源，再传送至电动机从而驱动电车前行，其能源供给往往由铁路供电系统的接触网或第三轨，是一种非自带能源的机车。
电力机车相对于蒸汽机车和内燃机车有着特别良好的性能，1961年我国开通了第一条电气化铁路，经过几十年的发展与努力，电力牵引发展迅速，目前我国已经开发研制出韶山牌系列机车4000多辆，承担着我国约70%的铁路客货运输量，基本上实现了繁忙干线电气化的目标，特别是各大城市的动车组开通之后，电力机车为我国广大人民群众的出行带来前所未有的便捷和迅速。
2 铁路机车牵引动力今后的发展与创新
在科技进步和铁路运输需求的直接推动下，传统的牵引动力方式已不能适应铁路今后的发展，因此，如何提高并完善机车牵引动力技术是今后铁路运输发展的首要方向。
1）确保机车行走安全。
高速和重载是铁路运输系统最为突出的特点，是其区别于航空、公路和水运系统的标志之一，如何在高速重载的前提下确保机车行走安全就成为牵引动力技术发展中不得不面对的现实问题。
一切牵引动力技术的改进和发展都要建立在安全的基础之上，否则就无法投入使
用，一旦违规，必然会发生安全事故。
例如2021年甬温线发生特大铁路交通事故，造成40人死亡、172人受伤，很大程度上就是因为铁路系统一再提速，仅考虑机车牵引技术的不断提高和改进，从而忽视了制动技术的发展，最终造成了7·23特大事故的发生。
铁路机车牵引动力在发展的过程中应当合理规划、适度发展而不是过度超前，并且机车最高速度目标值一定要谨慎确定，务必保证行车安全。
2）加强计算机网络控制。
现代高速动车组合和重载货运列车中广泛采用了计算机网路及控制技术，使得控制性能和精度都有大幅度提高，机车上的相关设备可以通过网络相互连接起来组成一个有机的整体，形成控制、诊断和監控的技术平台，从而实现机车系统化、信息化和智能化。
例如在日本，调度中心的乘务指导者和检修基地甚至可以实时调用某一列正在运行中的高速列车司机台上显示的信息界面，极大地方便了司乘人员的现场指导和事后的分析工作。
3）研究交流电动机调速控制。
交流传动机车相对于传统的交直传动和直流传动有着十分优越的性能，目前国际上的主流形式是异步交流牵引电动机调速系统，该系统采用矢量控制、直接力矩等先进技术，另外，该系统采用大规模集成电路的高速运算芯片DSP等专用芯片，使得三相交流传动系统在控制特性、抗干扰能力以及调节特性方面得到进一步的提升和完善，有利于机车安全稳定地运行。
因此，我国应当提高交流传动技术的系统设计和集成，不断完善交流电动机调速控制技术，这将是我国机车今后发展和创新的趋势。
总而言之，我国铁路机车牵引动力经历了很长一段时间的发展，总结了其中的规律经验，也为我国研究开发新一代机车提供了有力的理论和实践基础，然而我国在机车牵引动力方面和西方先进国家之间还存在着较大的差距，因此我们需要对机车牵引动力不断改进创新，力争达到国际先进水平。