铁八轴机车总体介绍
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整车有两个司机室，单节机车设有1个司机室，两个 司机室的布置基本相同 司机室的结构和设备布置符合人机工程学的要求和美 学原理 司机室整个操纵台进行模块化设计,具有友好的人机 界面，便于司机操作和日常的检查维修,能够实现单 司机执乘。
司机室设备布置
整个操纵台进行 模块化设计，分成台 面板组成、左柜组成 、中柜组成、右柜组 成和主、副司机脚踏 组成。司机操纵位布 置有所有与运行有关 的操纵装置、仪表、 显示装置、各类开关 按钮等。
可实现在过分相时不间断供电。 控制网络：采用国产化的微机控制技术，实现网络化、模块 化，使机车控制系统具有控制、诊断、监测、传输、显示和 存储功能，控制网络符合IEC 61375《电气铁路设备 第1部
分：列车通信网络》的标准要求。
机车主要特点
重联控制：通过WTB总线进行两台机车重联控制及 显示功能，预留远程重联控制系统（LOCOTROL） 的安装接口。
速度[km/h]
电制动特性曲线
牵引能力分析
坡道
（千分 数）
3000t
可坡起； 均衡速度 >120km/h 可坡起； 均衡速度 >120km/h 可坡起； 均衡速度 115km/h 可坡起； 均衡速度 100km/h 可坡起； 均衡速度 87km/h。 可坡起； 均衡速度 77km/h。
4000t
可坡起； 均衡速度 >120km/h 可坡起； 均衡速度 114km/h 可坡起； 均衡速度 95km/h。 可坡起； 均衡速度 81km/h。 可坡起； 均衡速度 69km/h。 可坡起； 均衡速度 56km/h。
异步牵引电动机供电，实现牵引电机轴控。
主变流系统
牵引变流器是在HXD1C机车牵引变流器的基础上进行了设计改进，
与既有HXD1型电力机车主要差异点
序 号 7 既有HXD1型电力机车 变压器无防落装置、无 压力释放阀 深度国产化HXD1型 电力机车 变压器设置防落装置 、有压力释放阀保护 备注 提升安全性、增加变压 器安全保护功能，在 HXD1B、HXD1C型机车 上有成熟应用 已在HXD1B、HXD1C型 机车成熟运用 更符合运用习惯，已在 HXD1B、HXD1C型机车 成熟运用 根据现场运用需求增加 已在HXD1B、HXD1C型 机车成熟运用
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
南车株洲电力机车有限公司
机车开发部：颜宁
目
概述
录
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
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
司机室设备布置
司机室设备布置
车下设备布置
1）B0转向架（2台）； 2）主变压器（1台）； 3）蓄电池柜（2个）； 4）控制回路库用插座（1个）； 5）辅助回路库用插座（2个）； 6）行灯插座（2个）； 7）车底灯（4个）； 8）机车电子标签（1个）。
车下设备布置
车顶设备布置
单节机车顶盖(4个)上均相应布置有：
受电弓（1个） 真空主断路器（1个） 、接地开关（1个） 高压隔离开关（1个） 高压电压互感器（1个） 避雷器（1个） 高压穿墙套管及电缆总成（1套） 登顶门、支撑绝缘子及天线等。
车顶高压设备
机械间设备布置
司机室设备布置
7000t
可坡起； 均衡速度 >120km/h。 可坡起； 均衡速度 79km/h。 可坡起； 均衡速度 60km/h。 不能坡起； 均衡速度 32km/h。 ——
8000t
可坡起； 均衡速度 >120km/h。 可坡起； 均衡速度 71km/h。 不能坡起； 均衡速度 46km/h。 不能坡起； 均衡速度 13km/h。 ——
4
5
车体纵向压缩载荷和拉 伸载荷均为2500kN
操纵台采用西门子传统 模式 25KV高压电缆总成采 用双T型头连接方式
车体纵向压缩载荷为 3000kN，纵向拉伸载 荷为2500kN
采用符合规范化司机室 要求的操纵台 25KV高压电缆总成采 用单T型头连接方式
车体强度提高
6 7
全新司机室 在HXD1B、HXD1C型机 车上有成熟应用
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
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
一
概述
概述
为进一步掌握大功率八轴交流传动货运电力机车关键技术，提升轨 道交通装备国产化水平，株机公司进行装用自主研发牵引变流器和网
络控制系统的HXD1型机车的研究。
研制历程
2011年3月21日项目启动 2011年8月12日通过了电传动系统方案评审 2011年10月通过总体技术方案评审 2012年02月首台车落车 2012年4月～ 2012年6月完成整车型式试验 2012年7月～ 2012年12月完成整车运用考核
8 9
DC24V头灯 紧急放风阀为按钮式， 安装在副司机侧窗下 无司机室风扇 卫生间为真空抽吸式 机车安装远程无线重联 装置
DC110V 2×50W 双 氙气灯 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 卫生间为重力冲水式 预留远程无线重联装 置接口
10 11 12
13
无6A系统
轨距: 轴式: 机车整备重量: 轴荷重: 1435mm 2(Bo-Bo) 2×100+1-3%t 25t
尺寸限界：符合GB146.1-83《标准轨距铁路机车车 辆限界》的要求 车钩中心线距轨面高度为(新轮) 880mm 10 mm
机车主要技术参数
受电弓降下时距轨面高度 受电弓工作高度满足 4690mm(新轮) 5200mm ～6500mm
9000t
可坡起； 均衡速度 116km/h。 可坡起； 均衡速度 65km/h。 不能坡起； 均衡速度 32km/h。 ——
10000t
可坡起； 均衡速度 111km/h。 可坡起； 均衡速度 56km/h。 不能坡起； 均衡速度 18km/h。 ——
11000t
可坡起； 均衡速度 106km/h。 不能坡起； 均衡速度 46km/h。 ——
五
子系统简介
电气系统
主传动系统特点：
采用交直交传动 大容量卧式变压器 三相鼠笼式异步牵引电机
IGBT水冷变流器
电气系统
主电路
采用由IGBT模块组成的四象限整流器和逆变器对牵
引、再生制动和辅助供电系统实行连续控制。
主电路
主变压器4 个独立的次边牵引绕组分别向4 个四象限整流器供电，每2个四象限整流器并联输出 ，共用一个中间直流回路。每个中间直流回路同时向3个电压型PWM 逆变器（2个牵引逆变器和1 个辅助逆变器，辅助逆变器集成在牵引变流器柜中）供电，每个牵引逆变器向一个转向架的1台
≥760kN
120km/h 65km/h 532kN 461kN
机车牵引特性
800 700 600
牵引力（kN）
500 400 300 200 100
速度[km/h]
0 0 20 40 60 80 100 120 140
牵引特性曲线
机车电制特性
500
400
电制力[kN]
300
200
100
0 0 20 40 60 80 100 120 140
深度国产化的特点
相同点
机车基本结构 主要技术参数与HXD1型机车保持不变 牵引变压器、牵引电机和转向架等与HXD1型机车相同
不同点
具有时代气息、富含中国元素的车体头型设计 国产产品的牵引变流器和控制系统 轴重为25t，采用轴控控制技术，粘着利用率更高 惯性质量问题进行了技术提升 安装了车载安全防护系统（6A系统） 全新司机室
四
设备布置
机车设备布置
由两节完整的单司机室4轴机车通过机械和电气重联 的形式组成的八轴机车，故机车的设备布置与通风系统以 单节车为单元。其设备布置采用中间走廊、先进的模块化 结构设计，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。
机车设备布置
全车设备布置可分为： 车顶设备布置 机械间设备布置 司机室设备布置 车下设备布置 辅助设备布置
与既有HXD1型电力机车主要差异点
序 号 1 2 3 既有HXD1型电力机车 机车轴重为23t和25t轴 重可调模式 机车头型为西门子传统 头型 进口西门子主变流器， 架控方式 控制系统采用进口的 西门子SIBAS32系统 深度国产化HXD1型 电力机车 机车轴重为25t模式 新设计头型 国产主变流器，轴控方 式 控制系统采用国产 DTECS 网络控制系统 备注 原轴重调节压车铁的重量 主要用于增加车体强度 根据中国铁路特点优化 参数与接口基本保持一致 ；变流器模块在HXD1C 型机车上有成熟应用 在HXD1C型机车上有成 熟应用
月平均最大相对湿度（该月月平均最低温度不低于25℃）90 % 环境条件：能承受风、雨、雪、煤尘和偶有沙尘暴 。
机车主要特点
设备布置：整车为双司机室结构、机械间设备按斜对
称布置、中间走廊结构、采用预布线和预布管设计；
转向架：采用两台低位牵引的(B0-B0) 转向架
制动系统：采用CCBⅡ制动系统/DK-2制动系统
wenku.baidu.com
12000t
可坡起； 均衡速度 102km/h 不能坡起； 均衡速度 37km/h。 ——
0
4
6
8
——
——
10
——
——
——
——
12
——
——
——
——
——
——
机车主要技术参数
功率因数( )：≥0.98 机车总效率≥0.85 机车能以5km/h 速度安全通过R=125m 的曲线，并能 在R=250m 的曲线上进行正常摘挂作业。 机车重联控制功能 机车具有通过WTB总线进行两台机车重联控制及显示功 能。
机车最大宽度 机车车顶距轨面高度 机车转向架中心距（单节车） 机车转向架固定轴距
3100mm
3248mm 4003mm 9000mm 2800mm
机车牵引特性
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） 9600kW 9600kW
机车起动牵引力
机车最高运营速度 持续速度 机车持续制牵引力 机车最大制动力
安全防护：机车上设有高压安全联锁装置；具有 先进的智能化诊断功能和导向安全功能 ；
电磁兼容：满足EN50121 标准要求。 其它:机车安装有乘务员休息设施。
三
技术参数
机车主要技术参数
电流制： 25kV、50Hz 网压在17.5kV～31 kV范围内，机车功率发挥情况见下图。
机车主要技术参数
安装6A系统
新增安全监控防护设备
二
机车主要特点
用途与环境
用途：铁路干线用牵引货物列车。
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
在海拔不超过1400m、环境温度（遮荫处）不高于+40℃情况下 机车能够连续在满功率状态下运行。
环境温度（遮荫处）
-40℃～+40℃
5000t
可坡起； 均衡速度 >120km/h。 可坡起； 均衡速度 99km/h。 可坡起； 均衡速度 81km/h。 可坡起； 均衡速度 68km/h。 可坡起； 均衡速度 48km/h。 不能坡起； 均衡速度 27km/h。
6000t
可坡起； 均衡速度 >120km/h。 可坡起； 均衡速度 88km/h。 可坡起； 均衡速度 71km/h。 可坡起； 均衡速度 51km/h。 不能坡起； 均衡速度 25km/h。 ——
通风方式：机车采用独立通风方式
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
机车主要特点
主电路：采用先进的水冷IGBT国产变流器 辅助电路：机车辅助电路采用辅助逆变器供电（集成在主逆 变器中）；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 ,可实现100%故障冗余；
齿轮箱底面距轨面高度不小于（新轮）120mm 机车排障器距轨面高度 许磨耗范围内可调) 转向架扫石器距轨面高度 30mm (在踏面允许磨耗 范围内可调) 110mm±10mm (在踏面允
机车主要技术参数
机车主要尺寸
机车前后车钩中心距 单节车的车钩中心距 35240mm 17611mm
机车车体宽度
司机室设备布置
整个操纵台进行 模块化设计，分成台 面板组成、左柜组成 、中柜组成、右柜组 成和主、副司机脚踏 组成。司机操纵位布 置有所有与运行有关 的操纵装置、仪表、 显示装置、各类开关 按钮等。
可实现在过分相时不间断供电。 控制网络：采用国产化的微机控制技术，实现网络化、模块 化，使机车控制系统具有控制、诊断、监测、传输、显示和 存储功能，控制网络符合IEC 61375《电气铁路设备 第1部
分：列车通信网络》的标准要求。
机车主要特点
重联控制：通过WTB总线进行两台机车重联控制及 显示功能，预留远程重联控制系统（LOCOTROL） 的安装接口。
速度[km/h]
电制动特性曲线
牵引能力分析
坡道
（千分 数）
3000t
可坡起； 均衡速度 >120km/h 可坡起； 均衡速度 >120km/h 可坡起； 均衡速度 115km/h 可坡起； 均衡速度 100km/h 可坡起； 均衡速度 87km/h。 可坡起； 均衡速度 77km/h。
4000t
可坡起； 均衡速度 >120km/h 可坡起； 均衡速度 114km/h 可坡起； 均衡速度 95km/h。 可坡起； 均衡速度 81km/h。 可坡起； 均衡速度 69km/h。 可坡起； 均衡速度 56km/h。
异步牵引电动机供电，实现牵引电机轴控。
主变流系统
牵引变流器是在HXD1C机车牵引变流器的基础上进行了设计改进，
与既有HXD1型电力机车主要差异点
序 号 7 既有HXD1型电力机车 变压器无防落装置、无 压力释放阀 深度国产化HXD1型 电力机车 变压器设置防落装置 、有压力释放阀保护 备注 提升安全性、增加变压 器安全保护功能，在 HXD1B、HXD1C型机车 上有成熟应用 已在HXD1B、HXD1C型 机车成熟运用 更符合运用习惯，已在 HXD1B、HXD1C型机车 成熟运用 根据现场运用需求增加 已在HXD1B、HXD1C型 机车成熟运用
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
南车株洲电力机车有限公司
机车开发部：颜宁
目
概述
录
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
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
司机室设备布置
司机室设备布置
车下设备布置
1）B0转向架（2台）； 2）主变压器（1台）； 3）蓄电池柜（2个）； 4）控制回路库用插座（1个）； 5）辅助回路库用插座（2个）； 6）行灯插座（2个）； 7）车底灯（4个）； 8）机车电子标签（1个）。
车下设备布置
车顶设备布置
单节机车顶盖(4个)上均相应布置有：
受电弓（1个） 真空主断路器（1个） 、接地开关（1个） 高压隔离开关（1个） 高压电压互感器（1个） 避雷器（1个） 高压穿墙套管及电缆总成（1套） 登顶门、支撑绝缘子及天线等。
车顶高压设备
机械间设备布置
司机室设备布置
7000t
可坡起； 均衡速度 >120km/h。 可坡起； 均衡速度 79km/h。 可坡起； 均衡速度 60km/h。 不能坡起； 均衡速度 32km/h。 ——
8000t
可坡起； 均衡速度 >120km/h。 可坡起； 均衡速度 71km/h。 不能坡起； 均衡速度 46km/h。 不能坡起； 均衡速度 13km/h。 ——
4
5
车体纵向压缩载荷和拉 伸载荷均为2500kN
操纵台采用西门子传统 模式 25KV高压电缆总成采 用双T型头连接方式
车体纵向压缩载荷为 3000kN，纵向拉伸载 荷为2500kN
采用符合规范化司机室 要求的操纵台 25KV高压电缆总成采 用单T型头连接方式
车体强度提高
6 7
全新司机室 在HXD1B、HXD1C型机 车上有成熟应用
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
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
一
概述
概述
为进一步掌握大功率八轴交流传动货运电力机车关键技术，提升轨 道交通装备国产化水平，株机公司进行装用自主研发牵引变流器和网
络控制系统的HXD1型机车的研究。
研制历程
2011年3月21日项目启动 2011年8月12日通过了电传动系统方案评审 2011年10月通过总体技术方案评审 2012年02月首台车落车 2012年4月～ 2012年6月完成整车型式试验 2012年7月～ 2012年12月完成整车运用考核
8 9
DC24V头灯 紧急放风阀为按钮式， 安装在副司机侧窗下 无司机室风扇 卫生间为真空抽吸式 机车安装远程无线重联 装置
DC110V 2×50W 双 氙气灯 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 卫生间为重力冲水式 预留远程无线重联装 置接口
10 11 12
13
无6A系统
轨距: 轴式: 机车整备重量: 轴荷重: 1435mm 2(Bo-Bo) 2×100+1-3%t 25t
尺寸限界：符合GB146.1-83《标准轨距铁路机车车 辆限界》的要求 车钩中心线距轨面高度为(新轮) 880mm 10 mm
机车主要技术参数
受电弓降下时距轨面高度 受电弓工作高度满足 4690mm(新轮) 5200mm ～6500mm
9000t
可坡起； 均衡速度 116km/h。 可坡起； 均衡速度 65km/h。 不能坡起； 均衡速度 32km/h。 ——
10000t
可坡起； 均衡速度 111km/h。 可坡起； 均衡速度 56km/h。 不能坡起； 均衡速度 18km/h。 ——
11000t
可坡起； 均衡速度 106km/h。 不能坡起； 均衡速度 46km/h。 ——
五
子系统简介
电气系统
主传动系统特点：
采用交直交传动 大容量卧式变压器 三相鼠笼式异步牵引电机
IGBT水冷变流器
电气系统
主电路
采用由IGBT模块组成的四象限整流器和逆变器对牵
引、再生制动和辅助供电系统实行连续控制。
主电路
主变压器4 个独立的次边牵引绕组分别向4 个四象限整流器供电，每2个四象限整流器并联输出 ，共用一个中间直流回路。每个中间直流回路同时向3个电压型PWM 逆变器（2个牵引逆变器和1 个辅助逆变器，辅助逆变器集成在牵引变流器柜中）供电，每个牵引逆变器向一个转向架的1台
≥760kN
120km/h 65km/h 532kN 461kN
机车牵引特性
800 700 600
牵引力（kN）
500 400 300 200 100
速度[km/h]
0 0 20 40 60 80 100 120 140
牵引特性曲线
机车电制特性
500
400
电制力[kN]
300
200
100
0 0 20 40 60 80 100 120 140
深度国产化的特点
相同点
机车基本结构 主要技术参数与HXD1型机车保持不变 牵引变压器、牵引电机和转向架等与HXD1型机车相同
不同点
具有时代气息、富含中国元素的车体头型设计 国产产品的牵引变流器和控制系统 轴重为25t，采用轴控控制技术，粘着利用率更高 惯性质量问题进行了技术提升 安装了车载安全防护系统（6A系统） 全新司机室
四
设备布置
机车设备布置
由两节完整的单司机室4轴机车通过机械和电气重联 的形式组成的八轴机车，故机车的设备布置与通风系统以 单节车为单元。其设备布置采用中间走廊、先进的模块化 结构设计，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。
机车设备布置
全车设备布置可分为： 车顶设备布置 机械间设备布置 司机室设备布置 车下设备布置 辅助设备布置
与既有HXD1型电力机车主要差异点
序 号 1 2 3 既有HXD1型电力机车 机车轴重为23t和25t轴 重可调模式 机车头型为西门子传统 头型 进口西门子主变流器， 架控方式 控制系统采用进口的 西门子SIBAS32系统 深度国产化HXD1型 电力机车 机车轴重为25t模式 新设计头型 国产主变流器，轴控方 式 控制系统采用国产 DTECS 网络控制系统 备注 原轴重调节压车铁的重量 主要用于增加车体强度 根据中国铁路特点优化 参数与接口基本保持一致 ；变流器模块在HXD1C 型机车上有成熟应用 在HXD1C型机车上有成 熟应用
月平均最大相对湿度（该月月平均最低温度不低于25℃）90 % 环境条件：能承受风、雨、雪、煤尘和偶有沙尘暴 。
机车主要特点
设备布置：整车为双司机室结构、机械间设备按斜对
称布置、中间走廊结构、采用预布线和预布管设计；
转向架：采用两台低位牵引的(B0-B0) 转向架
制动系统：采用CCBⅡ制动系统/DK-2制动系统
wenku.baidu.com
12000t
可坡起； 均衡速度 102km/h 不能坡起； 均衡速度 37km/h。 ——
0
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机车主要技术参数
功率因数( )：≥0.98 机车总效率≥0.85 机车能以5km/h 速度安全通过R=125m 的曲线，并能 在R=250m 的曲线上进行正常摘挂作业。 机车重联控制功能 机车具有通过WTB总线进行两台机车重联控制及显示功 能。
机车最大宽度 机车车顶距轨面高度 机车转向架中心距（单节车） 机车转向架固定轴距
3100mm
3248mm 4003mm 9000mm 2800mm
机车牵引特性
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） 9600kW 9600kW
机车起动牵引力
机车最高运营速度 持续速度 机车持续制牵引力 机车最大制动力
安全防护：机车上设有高压安全联锁装置；具有 先进的智能化诊断功能和导向安全功能 ；
电磁兼容：满足EN50121 标准要求。 其它:机车安装有乘务员休息设施。
三
技术参数
机车主要技术参数
电流制： 25kV、50Hz 网压在17.5kV～31 kV范围内，机车功率发挥情况见下图。
机车主要技术参数
安装6A系统
新增安全监控防护设备
二
机车主要特点
用途与环境
用途：铁路干线用牵引货物列车。
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
在海拔不超过1400m、环境温度（遮荫处）不高于+40℃情况下 机车能够连续在满功率状态下运行。
环境温度（遮荫处）
-40℃～+40℃
5000t
可坡起； 均衡速度 >120km/h。 可坡起； 均衡速度 99km/h。 可坡起； 均衡速度 81km/h。 可坡起； 均衡速度 68km/h。 可坡起； 均衡速度 48km/h。 不能坡起； 均衡速度 27km/h。
6000t
可坡起； 均衡速度 >120km/h。 可坡起； 均衡速度 88km/h。 可坡起； 均衡速度 71km/h。 可坡起； 均衡速度 51km/h。 不能坡起； 均衡速度 25km/h。 ——
通风方式：机车采用独立通风方式
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
机车主要特点
主电路：采用先进的水冷IGBT国产变流器 辅助电路：机车辅助电路采用辅助逆变器供电（集成在主逆 变器中）；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 ,可实现100%故障冗余；
齿轮箱底面距轨面高度不小于（新轮）120mm 机车排障器距轨面高度 许磨耗范围内可调) 转向架扫石器距轨面高度 30mm (在踏面允许磨耗 范围内可调) 110mm±10mm (在踏面允
机车主要技术参数
机车主要尺寸
机车前后车钩中心距 单节车的车钩中心距 35240mm 17611mm
机车车体宽度