电力牵引传动系统发展历程及分类

20 世纪 70 年代，电力电子技术的进步，为 交流传动在电力牵引中的应用奠定了基础。大
功率牵引变流器的研制成功，使交流电机驱动
装置的优越性得到完整体现，从而使以交流驱
动技术为核心的交流传动机车——交直交传动
机车得到了充分的发展。
20 世纪 80 年代，交流传动电力机车以法 国 TGV 及德国 B120 型的优越性能为起点，开 始在全球推广应用。 20世纪 90 年代以尤其是进入 21 世纪来，
新造的高速列车、重载机车及客货通用机车已
经全部被交流传动机车所占领。交流传动机车 已经成为新的霸主。
一
二
电力牵引传动系统的发展历程
电力传动系统的分类方法 电力牵引传动系统的分类 电力牵引传动系统的特点
按照电机类型分类： 执行机构由直流电动机驱动，则称为直流传动系统 执行机构由交流电动机驱动，则称为交流传动系统 根据负载对象的运行要求分类： 负载对象无调速要求的电气传动系统称为恒速系统
（1）电机结构复杂，单位功率体积重量大
（2）功率利用率差，最大功率利用率为70% （3）功率因数低（85%），谐波大 （4）调速范围较小
交流传动系统的特点：
优点：
（1）电机结构简单,体积小重量轻，可靠性高
（2）功率大，功率利用率高，理论上可达100% （3）功率因数高，谐波小
（4）调速范围广，粘着利用好
负载对象有调速要求的电气传动系统称为调速系统
电力牵引传动系统属于调速系统
直流传动(直流牵引电机)
直流传动（直流供电+直流驱动） 交直传动（交流供电+直流驱动）
交流传动(交流牵引电机)
直交传动（直流供电+交流驱动） 交流传动（交流供电+交流驱动）
直流传动系统的特点：
优点： （1）调速方便 （2）主电路、控制电路简单易实现 缺点：
电力电子与交流传动技术的发展历程
1961 – SCR开始商业应用 1971 – 提出了电机矢量控制的概念 1978 – IR公司推出了MOSFET
1980 – 发明了GTO
1983 – IGBT出现 1986 – DTC应用于感应电机控制 1996 – ABB发明了IGCT 20xx – SiC材料电力电子器件??
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二 电力牵引传动系统分类及其特点
电传动诞生于19世纪，20世纪初被广泛应
用于工业、农业、交通运输和日常生活中。
自1879年世界上出现第1条电气化铁路以
来，经历了将近60年的交流传动的初期探索， 但由于调速技术无法突破，没有推广应用。 20世纪50年代初整Βιβλιοθήκη Baidu器电力机车的诞生， 从此直流传动和交直传动机车成为电力牵引无 可争辩的主体。
缺点： （1）变流器主电路结构复杂 （2）控制系统复杂
比较交流与直流传动的特点可知：
交流传动系统更加符合列车牵引传动的要求
思考题：
1、为什么20世纪80年代以前直流传动在列车牵引 传动领域一直处于霸主地位？
2、为什么性能优越的交流传动从90年代开始才确 立在牵引传动系统中的地位？