世界电力机车的发展中英文

冯博：基于MA TLAB的HXD3电力机车主电路的建模和仿真

附录B

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世界电力机车的发展

电力机车本身的原始动机接受触网发出的电流作为能源，由机车牵引电机驱动车轮。随着电力机车功率，热效率,速度的提高，以及有力和可靠的操作过载能力成为其主要优势，但不污染环境，所以特别适用于繁忙的铁路运输和隧道，以及斜坡的山区铁路。

电力机车从接触线获得电力，接触网供电电流机车都是直流和交流。根据目前的供电电流形式的不同，而不涉及电力机车本身，电力机车系统可分为基本直-直流电力机车，交-直流电力机车，交-直-交电力机车三种。

直-直流电力机车采用直流电源系统，牵引变电所装有整流装置，它将成为一个三相交流-直流装置，然后访问互联网。因此，电力机车可直接从网上联络供应DC系列直流牵引电动机使用，简化了机车设备。直流系统的缺点是接触网电压低，通常l500伏或3000伏，接触线要求较粗，因此要消耗大量的有色金属，并增加建设投资。

对于交-直流电力机车交流电源系统，世界上大多数国家使用的是频率（50赫兹）交换系统，或25赫兹的低频通信系统。在此电力供应系统中，牵引变电所将改为三相交流电频率的25千伏单相交流电源，然后传送到网络。但是，在电力机车上使用的字符串仍然是直流电动机（这是最大的优势：调速简单，只需改变电机端电压，因此就可以很容易地实现在较大范围内的机车速度，但这种电机由于需要使用换向器，制造和维护是非常复杂的，体积更大），这样，交流到直流机车的转变任务完成。接触网系统的直流电压没有提高很多。但接触导线的直径可以相对减少，从而减少了消费的非铁金属，但建设投资并没有减少。因此，高频通信系统已被广泛采用，世界上大多数的电力机车也开始采用交-直流方式。

交-直-交流，交流非电力机车牵引电机换向器（即三相异步电动机），其在汽车制造，性能，功能，大小，重量，成本以及维护性和可靠性等方面比换向器容易得多。这是失败的电力机车，其主要的原因是提高速度相当困难。但这种机车具有优良的牵引能力。因此还是大有希望。德国制造的电力机车E120就是这种机车。

电力机车的工作原理：目前的接触线和电力机车经过拱形后后重新进入断路器后，主变压器，交流牵引从主变压器绕组通过硅整流单位，分成两组，六个平行对牵引电机直流电源集中到牵引电动机的扭矩，机械能变成电能通过传动齿轮驱动的机车驱动车轮转动。

华东交通大学毕业设计

电力机车的发展：首先制造了第一个标准衡量电力机车的是苏格兰人戴维森，时间是1842年。1879年5月，西弗吉尼亚州的德国西门子公司设计和制造的18—撤出三个公开“乘客”电力机车，这是第一个电力机车成功的试点。1881年，法国巴黎架设第一电力架空线-电车线，它的升级，为使用高功率牵引电机创造条件：1895年，美国巴尔的摩-俄亥俄州之间的5.6公里长的隧道部分直流电气化铁路建设成功。1903年德国的三相交流电力机车创造了每小时210公里的高速记录。

电力机车的发展取决于发展的电气化铁路。建立一个真正意义上的电气化铁路首先要解决如何提供高电压，改变标准的电力供应问题。

目前机车接触网供电系统，分为直流系统和交流两个（交流系统包括单相交流，三相交流），其中要求电源标准。单相交流系统促进发展电气化铁路。20世纪70年代初，欧洲大陆和日本在亚洲是基本实现了交通繁忙。交通繁忙主要是铁路电气化。1973年至1974年爆发的石油危机，重新评估的经济指标是国家电力和内燃牵引的铁路，更青睐电力牵引。英国是发展的原始柴油牵引的国家，但也开始重视发展电力牵引。甚至完全靠内燃机的美国，铁路电气化的呼声也很高。到80年代初，世界上有50多个国家和地区建设电气化铁路，苏联的总长度达到了四万公里。日本，法国，西德有超过10000公里的电气化铁路。目前，世界电气化铁路已达到20多万公里。我国也加入了超过10,000公里的电气化铁路“高级俱乐部”。

电气化铁路供电问题得到解决之后，发展高功率，高速的电力机车成为很多国家追求的目标。在这个时候，半导体技术和计算机控制技术的突破，促进发展催生了新的电力机车。1979年，第一高功率交流传动E120电力机车诞生于德国，为发展电力机车创了一个新时代。与提高现有电力机车速度和大力发展高速铁路相适应，发展干线电力机车开始从直流传动到交流的转变。到20世纪90年代，欧洲，日本和其他主要摩托车制造商几乎停止直流传动电力机车的生产，交流电力机车已成为世界上电力机车发展的主流。

中国的电力机车：韶山I型电力机车是我国最早使用的电力机车。始于1914年，是应用于抚顺煤矿的1500 V直流电力机车。1958年我国成功地生产了第一列电力机车，从点火到一个整流器-可控硅整流器，机车不断改进，业绩提高不断，到1976年， L型作出韶山（韶山Ⅰ型）第131号，已基本确立。直到1989年停止生产的最后期限，SSL电力机车共有926家台湾制造商，成为我国第一个电气化铁路主要火车头。1966列SS2机车于1978年研制成功。不仅使SS3型机车牵引性能改进，而且每小时的机车功率从200kW至4千瓦，截止到1997年底，共生产了987列，成为第一次中国两种主要的电力机车。1985年还成功地发展

冯博：基于MA TLAB的HXD3电力机车主电路的建模和仿真

了SS4型8轴货运电力机车，这是我国最大功率的电力机车（6400千瓦），已成为我国主要的重型货运机车。然后又成功继承发展SS5 ， SS6和SS7型电力机车。1994年已成功地发展了速度达160公里的高速电力机车以及其他4轴电力机车。

伴随着世界潮流，诞生了新的“直-交”电力机车技术。从20世纪70年代末，我国一直在进行中小型铁路功率变换器的研究。在地面上的高功率测试也在进行中,直-交流电力机车研究也已取得初步成效。

发展我国电力机车始于1958年。在那个时候，铁道部第三机车厂，即现在的株洲电力机车厂在协助湘潭电机采矿电力机车制造工厂的同时，设计和编制铁路电力机车。

1958年年初，该部机械工业部组织第一次访问苏联考察。在那个时候，基本定型的观念是：由于苏联使用20千伏单相交流系统Н60频率电力机车，因此中方决定采取25千伏单相交流系统，并且频率各不相同。

所以Н60电力机车是一个大胆的技术改造，这相当于78个重大变化。

1958年12月28日，我国第一台电力机车研制成功的铁路干线,命名“Y1-6”,机车持续功率3410千瓦，最高速度100公里/小时。

到目前为止，我国干线电力机车已基本形成了4,6,8轴和3200千瓦，6400千瓦和4800千瓦幂级数。1999年5月26日，我国的株洲电力机车厂生产了第一个速度超过200公里DDJ1子弹头型电力机车，标志着我国电力牵引已跻身于国际高速列车服务行列。