浅谈交流电力机车是机车发展的必然趋势_刘立
机车交流传动技术
机车交流传动技术一、简要的历史回顾人所共知，机车发展按其动力来分，最早出现的是蒸汽机车，以后由蒸汽机车发展到内燃机车和电力机车。
在电传动内燃机车和电力机车中，开始是直-直传动，尔后是交-直传动，70年代以后又出现要交-直-交传动，即所谓的交流传动。
这种传动型式被认为是现代机车的标志，日益风靡世界。
这样的发展道路是由客观规律所决定的，是历史发展的必然，是机车由低级向高级逐渐演变的必然结果。
每种机车的出现和存在都是与当时的技术发展相适应的。
比如随着大功率硅整流技术的出现，直-直传动很必然地被更优越的交-直传动所取代。
同样，随着大功率的晶闸管特别是大功率可关断晶闸管（GTO）的出现和微机控制技术等的发展，交直传动很自然地被交-直-交传动所取代。
二、交流传动技术的特点和优点人们很早地认识到交流传动的优越性。
交流传动技术是一门综合技术，但其本质的特点是牵引电动机采用了交流异步电动机，其一系列的优点都是由此而表现出来的。
交流传动机车所以成为现代机车发展的方向，正是由异步电动机的特点和优点所决定的。
和传统的串激直流电动机驱动系统相比，交流异步电动机驱动系统的优越之处表现在机械、绝缘、耐热、耐潮、粘着、维修、效率、重量尺寸等诸多方面。
1、构造简单异步电动机是所有电机中结构最简单的电动机，除轴承外，没有其他机械接触部分。
串激直流电动机则不然，结构复杂。
定子、转子都有绝缘要求很高的绕组，有换向器装置和电刷机构，磨擦部分多，接线复杂，机械转速受换向条件和机械强度的限制，只能达到2500r/min左右。
而交流异步电动机转速可达4000r/min 以上，试验转速甚至可达6000r/min，这是直流电机所忘尘莫急的。
2、粘着性能好（1）异步电动机有很硬的机械特性，所以当某电机发生空转时，随着转速的升高，转矩很快降低，具有很强的恢复粘着的能力。
空转发生时，转速上升值不大，即使是同步转速，与原工作点的转速差不会超出5%以上。
串激电动机则不然，转矩变化一点，转速就有很大的变化。
毕业设计(论文)-交流传动电力机车的性能分析
兰州交通大学自学考试本科毕业论文摘要交流传动电力机车是指各种变流器供电的交流异步或同步电动机作为传动电机的电力机车或电动车组。
电力牵引交流传动系统主要由受电弓﹑主断路器﹑牵引变压器﹑牵引变流器、三相交流牵引电动机﹑齿轮箱等组成。
根据变流器是否带中间回路，分为交直交变流器或交交变流器两类。
根据中间回路的选择原件的不同，又分为电压型系统﹑电流型系统两种基本结构。
交流传动系统主要由牵引变压器﹑牵引电机﹑牵引变流器组成。
交流传动电力机车具有如下优点：1）良好的牵引性能；2）电网功率因数高，谐波干扰小；3）牵引系统功率大、体积小、重量轻；4）动态性能和黏着利用好；5）显著的节能效果，良好的可靠性、维修性；6）减少磨耗，降低运营成本，解决了对信号和通信设备的干扰。
交流传动技术经过近30年的发展与直流电力机车相比有如上些优良特点，在国内外轨道交通运载装备中得到了广泛的应用。
交流调速系统目前的发展水平可以概括为:1)已从中小容量等级发展到大容量,特大容量等级,并解决了交流调速系统的性能指标问题,填补了直流调速系统在特大容量调速的空白。
2)可以使交流调速系统具有高的可靠性和长期连续运行能力，从而满足有些场合长期不停机检的要求和对可靠性的要求。
3)可以使交流调速系统实现高性能，高精度的转速控制。
除了控制部分可以得到和直流调速控制同样良好的性能外，异步电动机本身固有的优点又使整个控制系统得到更好的动态性能。
采用数字锁相控制的异步电动机变频调速系统，调速精度可高达0.002％。
4)交流调速系统以从直流调速的补充手段发展到与直流调速系统相竞争、相媲美、相抗衡，并逐渐取代的地位。
关键词：交流传动基础；调速；启动；制动；平稳性论文类型：应用与研究交流传动电力机车性能分析abstractAc drive locomotive refers to all converter power supply of asynchronous and synchronous motor communication as the drive motor electric locomotive or emus. Electric traction ac drive system mainly by the bow by electricity, Lord circuit breaker, traction transformer, traction converters, three-phase ac traction motor, gear box etc. According to whether converter with middle circuit, divided into/ZhiJiao converter or hand over two kinds of converter. According to the choice of the original middle loop is different, and divided into the voltage type system, current model system two basic structure. Ac drive system mainly by the traction transformer, traction motor, power converters composition.Ac drive locomotive has the following advantages:1) good traction performance;2) grid power factor is high, the harmonic interference is small;3) traction system power is great, small volume, light weight,4) dynamic performance and gelling use good;5) significant energy saving effect, good reliability, maintainability;6) reduce wear, lower operating costs, solve the signal and communications equipment of interference.Ac drive technology after nearly 30 years of development and dc electric locomotive is compared on some good features, in domestic and international rail transit transport equipment in a wide range of applications.Exchange speed regulation system of the current development level can be summarized as: 1) already from small and medium-sized capacity development level to the large capacity, big volume level, and solve the performance index of ac speed adjustment system, to fill the gaps in dc speed control system super capacity in the blank of speed.2) can make the communication speed regulation system has high reliability and long-term continuous operation ability, so as to meet some situations long-term computer retrieval requirements and to keep the reliability of the requirements.3) can make the communication speed regulation system to realize high performance, high accuracy of speed control. In addition to the control part can get and dc speed control also good performance outside, asynchronous motor itself inherent advantages and make the whole control system has better dynamic performance. The digital phase lock control variable frequency speed regulation system of induction motor speed precision can be as high as 0.002%.4) exchange speed regulation system from the dc speed control to supplement to and development means dc speed control system in competition, comparable to, to compete, and gradually replace status兰州交通大学自学考试本科毕业论文摘要················································································错误！未定义书签。
浅谈电力机车牵引电动机
命褊席街移舷*照报Hunan Vocational Co11ege of Railway Technology目录绪论 (1)摘要 (2)一、交流电机机车简介 (3)1、发展史 (3)2、结构 (3)3、电气原理 (3)4、鼠笼 (4)二、三相交流异步电动机 (4)1、三相交流异步电动机原理 (4)2、三相交流异步电动机结构 (5)3、三相交流异步电动机特点 (5)三、交流机车交流牵引电动机 (6)1、YJ85A型交流电牵引电机 (6)2、技术参数 (7)3、结构 (7)(1)整机结构 (7)(2)定子 (7)(3)转子 (8)(4)轴承 (8)4、三相交流异步牵引电机的结构特点 (8)5、调速方法 (9)(1)变极数调速 (9)(2)变频调速 (9)(3)串级调速 (10)(4)电阻调速 (10)(5)定子调压调速方法 (10)(6)电机调速 (11)(7)耦合器调速 (11)6、机车牵引运行的调节区域 (12)7、牵引电动机的检修 (12)(1)保养标准及内容 (12)(2)转子 (12)(3)定子 (13)(4)轴承 (13)四、交流牵引电动机交直交调速控制系统 (14)1、交-直-交变频调速基本电路 (14)2、交-直-交变频调速系统 (14)参考文献 (15)致谢 (16)绪论随着铁路机车的发展，目前交流传动电力机车作为铁路牵引的主要机车。
交流传动及车主要以三相异步电动机作为牵引电机。
用鼠笼牵引电动机驱动的交流电力机车，因鼠笼电动机简单、可靠、造价低、重量轻、体积小、易于维护检修、防潮和抗有害气体性能好、牵引特性硬等优点，可以防止机车轮对和钢轨间的打滑（空转），运行部分的牵引特性又可调节成恒功率性能。
最大程度地利用了机车上机电设备的功率。
因此，这种电力机车具有重载、高速、可靠等特点。
摘要：近30年来，由于电子技术特别是大功率晶闸管以及其他大功率可控电子器件变流技术的迅速发展，研制出体积小、重量轻、功率大、效率高的变流装置一一静止逆变器，作为三相交流电机的变频电源，使三相交流牵引电机在铁路电力牵引中的应用取得了突破性进展。
浅谈电力机车技术的特点及发展历程
浅谈电力机车技术的特点及发展历程发表时间：2018-10-18T09:18:53.917Z 来源：《电力设备》2018年第18期作者：徐兆琪[导读] 摘要：近年来，随着我国铁路的长足发展，电力机车的运用得到了良好的普及，有力的提高了铁路运输能力。
（中车兰州机车有限公司甘肃兰州 730050）摘要：近年来，随着我国铁路的长足发展，电力机车的运用得到了良好的普及，有力的提高了铁路运输能力。
本文主要针对电力机车技术的特点及发展历程进行了简要分析，以供参考。
关键词：电力机车技术；特点；发展历程在过去西方人用铁路来分割我们的国家，现在我国先进的高速铁路为我国的经济发展提供了强大的动力。
现在全球所用的电力机车可分为超过200km/h高速的、140km/h~200km/h中速的与140km/h以下低速3种类别。
并且电力机车也是从低速到中速再到高速的发展过程。
而目前我国的电力机车很多都是低速的，一直到了20世纪80年代末我国才有了SS5型的中速客运电力机车出现，并在1994年试制成功的160km/h的SS8型电力机车开始运营。
因此说我国的中速客运电力机车起步晚。
但运输方面铁路与航空和公路的竞争非常大，所以非常迫切的要求铁路要提速并加快牵引动力的长久发展。
1机车技术的自身特点电力机车采用三相交流传动技术是势在必行、不可逆转的。
我国只有加快步伐，采用合作、合资及引进技术的方法，使交流传动技术早日在我国铁路机车上应用，并将交流传动技术推广到城市轨道交通车辆上。
1.1机车技术的功率在实现重量与速度的完美结合首先就要有充足的功率来带动，所以为了满足运输的要求现代的电力机车都是大功率的，特别是单轴功率上提高的很大。
我国电力机车的单轴功率都是在630kW基础上发展起来的，而在其他国家的交流电力机车单轴功率都已经达到了1600kW。
其中的单轴功率的提升不并是可以一直延伸的，它也受到了物理学和运动学的约束，所以说功率问题是同电力机车的整体性匹配还要充分发挥粘着。
大功率交流传动机车课件
受电弓
检查受电弓的运行轨迹是否正常， 清理积碳，更换受损的零件。
CHAPTER
机车的故障诊断与处理
故障诊断的方法与流程
故障诊断流程
故障诊断方法
常见故障的分析与处理
电气系统故障
机械系统故障 油路系统故障
故障预防及措施
定期维护和检查 建立故障数据库 提高操作人员技能水平
CHAPTER
机车的发展趋势与展望
前沿技术融合
智能化和自动化技术的应用可以与前沿技术融合，如物联网、大 数据等，提高机车的性能和竞争力。
WATCHING
机车的发展历程及趋势
01 02 03 04
CHAPTER
机车的基本结构与工作原理
机车的基本结构
车体
受电弓
转向架
制动系统
牵引电机
机车的工作原理
01
02
电流供应
牵引力产生
03 速度控制
机车的牵引与制动系统
牵引系统
制动系统
CHAPTER
机车的电气系统与控制
电气系统的组成与特点
01
电源系统
02
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
功能
速度控制：通过调节 电机的电流或电压， 控制机车的加速和减 速，实现恒速行驶。
电流控制：通过控制 电机的电流，防止过 载和短路等异常情况 对电机和机车的损害。
制动控制：通过制动 系统和控制系统的协 同作用，实现机车的 快速制动和停车。
CHAPTER
机车的维护与检修
机车的日常维护与保养
每日检查
清洁维护
润滑
机车的定期检修与大修
定期检修
根据机车的运行状况，定期进行全面检修，包括机械、电气、制动系统等部件。
我国引进大功率交流传动电力机车技术
我国引进大功率交流传动电力机车技术
朱一迪
【期刊名称】《机车电传动》
【年(卷),期】2005()2
【摘要】2月25日，中国北车集团大同电力机车有限责任公司联合法国阿尔斯通公司在北京与铁道部签订了180台大功率交流传动电力机车采购和技术引进项目，合同总金额为72．5亿元人民币，其中中方为35亿元人民币。
【总页数】1页(P77-77)
【关键词】中国;机车功率;交流传动;电力机车;制造技术;行驶速度
【作者】朱一迪
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】U264
【相关文献】
1.我国首台大功率交流传动货运电力机车出厂 [J],
2.我国首辆和谐型铁路大功率交流传动电力机车下线 [J], 无
3.我国首台大功率快速客运交流传动电力机车下线 [J], 王黎
4.我国首台大功率交流传动快速客运电力机车下线 [J],
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电力机车3种工作原理
电力机车3种工作原理电力机车是一种通过电能来驱动车辆运行的机车，广泛应用于铁路交通领域。
电力机车的运行原理主要包括直流电机、交流电机和线路供电，下面将逐一介绍这三种工作原理。
直流电机原理直流电机是电力机车常用的一种驱动装置。
它通过将直流电能转换为机械能，推动机车进行行驶。
直流电机主要由蓄电池、电流控制器以及发电机组成。
首先，电力机车通过接收来自线路的直流电能，将其储存在蓄电池中。
当机车需要行驶时，蓄电池会释放电能，通过电流控制器将电能输入到直流电机中。
电流控制器可以调节直流电机的输出功率和速度，从而实现机车的加速、减速和制动。
当直流电能进入直流电机后，电机中的电流通过换向器进行控制。
换向器具有换向功能，可以使电流根据需要改变方向，从而使电机转子产生转动力。
交流电机原理除了直流电机，电力机车还可以使用交流电机作为驱动装置。
交流电机原理与直流电机相似，但其内部结构和工作方式略有不同。
交流电机主要由电网电源、牵引变流器、牵引变流器及三相感应电动机组成。
首先，电力机车通过接收来自线路的交流电能，将其输入到牵引变流器中。
牵引变流器能够控制交流电的频率、幅度和相位，从而改变牵引电机的转速和力矩。
当交流电能进入交流电机中时，电机通过电磁感应原理产生转动力。
当交流电通过电机的线圈时，线圈内的磁场会随着电流的变化而变化。
通过改变电流的波形和频率，可以调节磁场的强度和方向，从而实现驱动力的调控。
线路供电原理除了上述两种驱动原理，电力机车还可以通过线路供电进行驱动。
这种工作原理主要应用于高速列车和城市轨道交通等场景。
线路供电原理是指通过电力线路将电能传输到机车上。
机车通过集电装置与电网的触点接触，从而获取电能。
在这种原理下，电力机车不需要携带大量的电池，依靠外部电源供电，因此可以大大减轻机车的重量，增加运行的里程。
在线路供电工作原理下，电力机车需要配备集电装置，其主要功能是实现与电网接触并获取电能。
集电装置有多个触点，能够与电网的导线进行接触。
机车未来的发展趋势是什么
机车未来的发展趋势是什么机车作为一种重要的交通工具，在未来的发展中将会面临许多挑战和变革。
以下是关于机车未来发展趋势的一个1200字以上的回答：首先，机车在未来的发展将更加注重环境保护和可持续性。
随着全球环境问题日益突出，机动车辆排放的污染成为关注的焦点。
因此，未来的机车发展趋势将主要集中在研发和推广清洁能源驱动的电动机车。
电动机车具有零排放的特点，能够显著减少空气污染和声音污染。
此外，电动机车还可以通过回收能量、提高能源利用效率等方式实现能源的可持续利用。
因此，机车制造商将致力于不断改进电池技术、提高电动机车的续航里程和充电效率，以满足用户的需求并减少对环境的影响。
其次，机车在未来的发展将更加注重智能化和自动化。
随着科技的不断进步和应用，智能化和自动化已经逐渐渗透到各个领域，机车行业也不例外。
未来的机车将配备各种传感器、雷达和摄像头等设备，可以实现智能化的交通管理、车辆控制和驾驶辅助等功能。
例如，机车可以通过传感器感知周围的动态和环境，并进行实时的数据分析和处理，从而实现智能导航和避障功能。
此外，机车还可以通过通信技术和互联网连接，与其他车辆和道路基础设施进行信息交流，实现交通流量优化和协同驾驶等功能。
智能化和自动化的发展将使机车更加安全、高效和便捷。
再次，机车在未来的发展将更加注重人性化设计和用户体验。
随着人们对个性化和舒适性要求的提高，未来的机车将更加注重满足用户的需求和提升用户的体验。
例如，在设计方面，机车将更加注重人体工程学，以提供更加符合人体结构和操作习惯的产品。
在驾驶体验方面，机车将更加注重减少噪音和颠簸感，提供更加平稳和舒适的驾驶感受。
此外，机车还将集成各种智能设备和娱乐系统，以提供更加丰富和多样化的功能和娱乐体验。
人性化设计和用户体验的发展将使机车更加符合用户的习惯和需求，提高用户的满意度和忠诚度。
最后，机车在未来的发展还将面临一些挑战和不确定性。
一方面，机车行业将面临来自其他新兴交通方式的竞争，如共享单车、电动滑板车等。
浅谈交流电力机车是机车发展的必然趋势
中国的铁路正处于大发展时期,其中机车技术的发展又是铁路大发展的重中之重。
过去的电力机车主要采用国产的韶山系列,这一系列机车按原理划分可被称为交—直机车,即接触网是交流供电,到机车上将交流电转变为直流电,最后把直流电输给直流的牵引电动机,驱动机车运行。
但随着机车技术的发展,出现两大趋势:一种是专门用来运送乘客的客运机车,另一种是运送货物的货运机车。
不管是哪一种机车,直流机车都已经不能满足运输的需要,交流机车必然要取代直流机车。
首先分析客运机车:客车机车的特点是运行速度越来越快,国产的韶山型电力机车的速度从过去的平均速度60km/h左右,后来经过五次提速,最后达到最高速度170k m/h。
但国外的客运列车已经能达到300km/h,甚至更高,现在火车速度的世界纪录已经达到574.8km/h。
要想达到这样的速度,直流机车是不可能达到的。
因为机车的运行速度主要靠电机的转速来实现,而根据直流电机的工作原理,电机的转速不可能达到那么快。
直流电机运行时,转子绕组中的电流要换向,而换向就会产生机械火花和电磁火花,而且随着电机的转速越来越高,火花也会越来越厉害,产生环火和“放炮”现象,电机根本无法正常工作。
而把牵引电机从直流电机变为交流电机,就不会存在这种情况。
这是因为交流电机没有换向。
交流电机的工作原理是:给定子绕组通入三相交流电,三相交流电就会在定子绕组中产生一个旋转磁场,这个旋转磁场会切割鼠笼式的转子导体,在转子导体中产生感生电动势和感生电流,转子导体中的感生电流会在旋转磁场作用下,产生电磁作用力,使转子随着旋转磁场的方向转动。
因此,交流电机就没有换向,当然就不会再产生火花,所以,交流电机普遍比直流电机要转的快。
然后再分析货运机车:货运机车要牵引货物列车,所以要求机车的牵引力要尽量大,功率要尽量高。
而韶山型的直流机车单轴功率最大的是韶山8型,一个电机的功率为900kW,其他机车的一台电机功率普遍为800kW,而交流机车上的电机,仍然是轮对旁边的空间,但它的功率最低为1000KW,后来普遍是1200kW,有的机车电机甚至达到1600kW,是直流电机功率的两倍。
交流传动的优越性及发展概况
一．交流传动的优越性交流传动技术是一门综合技术，但其本质的特点是牵引电动机采用了交流异步电动机，其一系列的优点都是由此而表现出来的。
交流传动机车所以成为现代机车发展的方向，正是由异步电动机的特点和优点所决定的。
和传统的串激直流电动机驱动系统相比，交流异步电动机驱动系统的优越之处表现在机械、绝缘、耐热、耐潮、粘着、维修、效率、重量尺寸等诸多方面。
1．构造简单，转速高，可靠性高，维修简便三相异步电动机结构中无换向器、无电刷装置；所以相同功率的电机，异步电动机的重量轻，体积小，可使机车转向架簧下部分重量相应减少，在机车通过曲线时，轮轨之间侧向压力也就相应减少，这对高速行车尤为重要；同时，由于电动机体积减少，便能选择更为合适的悬挂方式，从而简化了转向架结构；除轴承外无磨擦部件，密封性好，防潮、防尘、防雪性能好；全部电气部件均是绝缘的，且所用绝缘材料均为H级或F级，绝缘性能好，耐热性能好。
因此故障率低，可靠性高。
控制装置是模块结构，故障率也很低，驱动系统的全部运行过程和控制过程均由无触点电子元件完成，所以不存在传统系统中经常发生的触点磨损、粘连、接触不良、机械卡滞等问题。
据美国伯灵顿北方铁路介绍，该公司直流电动机的大修期一般在4万公里至48万公里之间，而交流牵引电动机的大修期可高达120~160万公里。
另外，交流传动机车有完备的微机监视系统和故障诊断系统，可随时监视系统的技术状态，进行故障诊断。
由此可知交流传动系统的可靠性是很高的，维修量很小，且检修简便，维修费用大大降低。
加拿大CP4744型交流传动机车的应用实践表明：不仅延长了计划修间隔，而且减少了计划外修理次数，每台机车每年可减少计划外修6次。
2，功率大，牵引力大，机车可以发挥较高的输出功率异步牵引电动机不存在换向的问题，所以高速行车时电的效率也就较高；同时，牵引电动机因无换向器，空间利用好，使机车功率得以进一步提高，再生制动时亦能输出较大的电功率。
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。
电力机车概述
02
CHAPTER
电力机车类型与特点
采用直流电机作为牵引动力，通过控制电机电流实现速度和牵引力的调节。
直流电机驱动
调速性能优越
维护简便
直流电机具有良好的调速性能，可以实现宽范围的速度调节，满足不同运输需求。
直流电机结构简单，维护方便，对操作人员技能要求相对较低。
03
02
01
采用交流异步电机或同步电机作为牵引动力，通过变频器控制电机电流和频率实现速度和牵引力的调节。
自19世纪末期以来，随着电气化技术的发展和普及，电力机车逐渐取代蒸汽机车成为铁路运输的主要动力。从直流电力机车到交流电力机车，再到现代的高速电力动车组，电力机车经历了多次技术革新和发展。
发展历程
工作原理
电力机车通过受电弓从接触网获取电能，经过变压器和整流器转换为适合电动机使用的电流，然后驱动电动机运转，从而带动车轮转动，使列车运行。
永磁同步牵引电机
03
采用永磁体提供磁场，无需励磁电流，具有高效率、高功率密度等优点。适用于高速、重载等高性能电力机车。
通过坐标变换将交流电机等效为直流电机进行控制，提高控制精度和动态响应速度。
矢量控制技术
直接对电机的转矩进行控制，无需进行坐标变换，具有快速响应和良好动态性能。
直接转矩控制技术
应用神经网络、模糊控制等智能算法，实现对电力机车的自适应控制和优化运行。
智能控制技术
05
CHAPTER
电力机车运用与维护管理
清洁保养
润滑保养
检查紧固
电器维护
01
02
03
04
定期清洗机车外壳、电器部件和通风滤网，保持机车清洁。
对机车各传动部件、轴承等定期加注润滑油，确保运转顺畅。
交直交电力机车发展史
交直交电力机车发展史交直交电力机车是一种利用交直流混合供电的电力机车，它是电力机车发展史上的重要里程碑。
本文将从交直交电力机车的发展历程、技术特点以及应用领域等方面进行介绍。
交直交电力机车的发展历程可以追溯到19世纪末20世纪初。
当时，直流电力机车已经开始在铁路上使用，但其供电距离有限，无法应对长距离运输的需求。
为了解决这一问题，人们开始探索利用交流电作为供电方式。
1903年，瑞典工程师约瑟夫·莱夫尔斯在斯德哥尔摩提出了交直交电力机车的概念，这一概念后来被广泛应用于电力机车的设计中。
交直交电力机车的技术特点主要体现在供电方式和传动系统上。
它采用了交流电作为主要供电方式，通过变压器将输送线路的高压交流电转换为适用于电机的低压交流电。
同时，交直交电力机车还配备了直流电池，用于提供起动和低速行驶时的动力。
这样的设计不仅提高了机车的供电距离，还使机车具备了较强的起动能力和低速行驶能力。
随着技术的不断发展，交直交电力机车逐渐在全球范围内得到推广和应用。
它在铁路运输领域具有广泛的应用前景。
首先，交直交电力机车能够适应不同电网标准和供电方式，具备较强的适应性。
其次，交直交电力机车具备较高的运行效率和能源利用率，有利于节能减排。
此外，交直交电力机车还具备较低的噪音和振动，提高了乘坐舒适度。
在中国，交直交电力机车的应用也取得了重要进展。
自2000年以来，中国铁路系统开始大规模引进和使用交直交电力机车，以满足高速铁路和重载铁路的需求。
交直交电力机车在中国铁路系统中具有重要的地位，为铁路运输的安全和高效提供了有力支持。
交直交电力机车作为电力机车发展史上的重要里程碑，具备较高的供电距离、起动能力和低速行驶能力。
它在铁路运输领域具有广泛的应用前景，能够适应不同电网标准和供电方式，具备较高的运行效率和能源利用率。
在中国，交直交电力机车也取得了重要进展，为铁路运输的安全和高效提供了有力支持。
相信随着技术的不断进步和应用的不断扩大，交直交电力机车将在未来发展中发挥更加重要的作用。
电力机车毕业论文要求
电力机车毕业论文要求电力机车是一种通过电能驱动的机车，以替代传统的内燃机车，具有环保、高效、低噪音等优点。
电力机车的发展与应用对于推动铁路交通的可持续发展具有重要意义。
本篇毕业论文将探讨电力机车的技术特点、发展趋势、优势和挑战等方面的内容，旨在为电力机车的研究和应用提供参考。
电力机车的技术特点主要包括：电能存储、发电系统、电力传输和驱动系统等方面。
电能存储技术是电力机车的核心部分，主要有锂离子电池、超级电容器和氢燃料电池等。
发电系统负责将能源转化为电能供给电力机车使用，通常采用柴油发电机或燃料电池作为发电装置。
电力传输系统通过架线、供电系统等方式将电能传输到电机中。
驱动系统是将电能转化为机械能，使机车发生运动。
电力机车的发展趋势主要表现在四个方面：一是高效节能，通过优化电能利用和减少能源消耗来提高机车的运行效率。
二是智能化，利用先进的控制技术和通信技术，实现对机车的精准控制和监测。
三是轻量化，通过采用轻量化材料和结构设计来减轻机车质量，降低能耗和运行成本。
四是绿色环保，减少尾气排放和噪音污染，使机车运行更加环保。
电力机车的优势主要体现在以下几个方面：一是环保节能，相比于传统的内燃机车，电力机车不使用燃油，减少了尾气排放和噪音污染，有助于改善大气环境。
二是高效可靠，电力机车在能量转化和传输过程中损耗较小，运行稳定可靠，有助于提高铁路交通的效率和安全性。
三是灵活性强，电力机车可以根据需要调整电能的利用方式和机车的运行方式，适应不同条件下的运输需求。
然而，电力机车在应用中还面临一些挑战，例如能源存储技术的限制、供电系统的建设和运维成本、电力传输效率等方面的问题。
解决这些问题，需要进一步加强对电力机车的技术研究和创新，提高核心技术的自主研发能力，加强与能源、交通等领域的合作，共同促进电力机车的发展和应用。
总之，电力机车作为一种环保、高效、低噪音的交通工具，对于推动铁路交通的可持续发展具有重要意义。
通过深入研究和探讨电力机车的技术特点、发展趋势、优势和挑战等方面的问题，有助于为电力机车的研究和应用提供参考，促进电力机车的进一步发展和应用。
第三章电力机车.ppt
电压型异步电动机电力机车工作原理 电压型异步电动机电力机车工作原理
机车在工作时，受电弓将网压 引入机车变压器一次侧绕组，经 变压器二次侧绕组降压后送入① 环节，将交流电转换为直流电， 经②环节平滑Ａ处脉动，送入③ 环节，将直流电逆变为电压和频 率可调的三相交流电，经④环节 平波电抗器，供给⑤环节三相异 步牵引电动机，实现牵引运行。
电力机车。本章着重分析前三种电力机车
的工作原理及工作特点，并推导电力机车 的基本特性。
第一节 直直型电力机车工作原理
一、基本工作原理 直流电力机车是现代电力机车中最为简单 的一种。它使用的是直流电源和直流串励 牵引电动机，目前有些工矿电力机车、地 铁电动车组和城市无轨电车仍采用这种型 式。 二、直流电力机车的特点 通过分析直流电力机车的工作原理，可以 得出直流电力机车具有以下特点：
１、机车结构简单，造价低，经济性好； ２、采用适合于牵引的直流串励电动机， 牵引性能好，调速方便； ３、控制简单，运行可靠； ４、供电效率低； ５、基建投资大； ６、效率低，有级调速
综上所述，直流电力机车由于受牵引电 动机端电压的限制，网压不可能太高，从 而限制了机车功率的进一步提高。
三、直流电力机车的基本特性 1.速度特性
系统的工作特点：
1、功率/体积比大。
2.交流电机维修量小。
3.机车具有优异的牵引和制动运行性能。
4.简化了主线路。
交流传动机车具有启动牵引力大、恒功 率范围宽、粘着系数高、电机维护简单、 功率因数高、等效干扰电流小等诸多优点， 是目前我国铁路发展的必然趋势。新的铁 路技术政策也明确指出我国牵引动力将在 十年之内，实现由直流传动向交流传动的 转变。
大功率交流传动电力机车研发及应用方案(二)
大功率交流传动电力机车研发及应用方案一、实施背景随着中国铁路运输需求的持续增长，特别是重载货运、城市轨道交通等领域的快速发展，对于更高效、更环保、更经济的电力机车需求迫切。
同时，为了适应全球气候变化的严峻挑战，发展低碳、节能的交通工具也是当务之急。
在此背景下，开展大功率交流传动电力机车的研发与应用显得至关重要。
二、工作原理大功率交流传动电力机车采用先进的交流传动技术，将电网的交流电转化为机车牵引电机所需的三相交流电。
通过采用高性能的矢量控制算法，实现对电机的精确控制，从而提供强大的牵引力。
同时，该机车配备了先进的能源管理系统，可以有效地回收和再利用机车制动时的能量，提高能源利用效率。
三、实施计划步骤1.研发团队组建：组织一支由电力电子、电机控制、机车设计等领域专家组成的研发团队。
2.关键技术攻关：针对交流传动的核心问题，进行技术攻关，包括三相交流电整流、逆变、电机控制策略等。
3.样机制作与试验：制作样机，并在各种工况下进行试验，以验证理论分析和设计的正确性。
4.工业化生产：根据试验结果，对设计进行优化，并开始工业化生产。
5.现场应用与调试：将新机车应用于铁路现场，根据实际运营情况进行调试和优化。
6.产品定型与推广：经过一系列的试验和现场验证后，产品定型并推广至市场。
四、适用范围此款大功率交流传动电力机车适用于各种类型的铁路运输场景，包括重载货运、城市轨道交通、高速列车等。
同时，其节能环保的特点也使其成为城市环保出行的理想选择。
五、创新要点1.采用先进的交流传动技术，实现了高性能的矢量控制，提供了强大的牵引力。
2.配备先进的能源管理系统，实现能量的高效利用和回收再利用。
3.结合现代电力电子技术和数字信号处理技术，实现了机车的智能化、远程化控制。
4.采用了模块化设计理念，使机车在维护和升级时更加便利和经济。
六、预期效果1.提高运输效率：强大的牵引力使得机车能够适应各种复杂的运输需求，提高了运输效率。
我国机车电路发展现状及未来趋势分析
我国机车电路发展现状及未来趋势分析随着交通领域的发展和对环保意识的增强，电力机车作为一种环保、高效的交通工具，正逐渐取代传统的燃油机车。
而机车电路作为电力机车的核心部件之一，在保证机车运行安全和性能优越方面起着至关重要的作用。
因此，了解我国机车电路发展的现状及未来的趋势，对于我们在机车电路技术研究、生产制造以及选购使用方面都具有重要意义。
我国机车电路在过去几十年里取得了显著的发展。
从20世纪80年代开始，中国铁路系统就开始研制和使用电力机车，并在电路设计、制造和维护方面积累了丰富的经验。
在电路设计方面，我们已经掌握了高压配电、控制回路、保护回路等方面的核心技术。
在制造和维护方面，我们已经建立了一套完善的电路制造和维护体系，积累了大量的生产经验和技术手段。
在技术研究方面，我国机车电路的发展与国际水平差距逐渐缩小。
通过引进国外先进技术、自主研发以及合作研究等方式，我国机车电路的设计理论和制造技术水平不断提高。
目前，我国已经能够研发和生产具有较高性能的交流传动电力机车和直流传动电力机车，并在关键技术上取得了重大突破。
同时，在电路维护方面，我们也建立了一套完善的维护体系，用于保障机车电路的安全稳定运行。
未来，我国机车电路技术将继续迎来重大突破和发展。
首先，我们将加大在电路设计方面的研究力度，探索更高效、更稳定的电路设计方案。
特别是在逆变器、牵引控制、辅助电源等关键技术方面的研发，将进一步提高机车电路的性能和可靠性。
其次，随着新能源技术的不断发展和应用，机车电路也将面临新的挑战和发展方向。
我们将加强对电池和超级电容器等能量储存技术的研究，推动机车电路与新能源技术的融合，以提高机车的能源利用效率和环境友好性。
此外，随着物联网技术的不断成熟，机车电路也将面临着智能化、自动化的发展趋势。
我们将加强对智能化机车电路的研究，探索更加智能、自动化的机车电路控制技术和故障诊断技术。
总之，我国机车电路在过去几十年里取得了显著的发展，技术水平与国际先进水平逐渐接近。
机车发展趋势
中国铁路电力机车的发展趋势研究分析一.现代高速铁路发展对电力机车牵引动力的需求1. 高速铁路货运特点：重载高速，集中化，单元化。
大型化，标准化的集装箱运输。
节省包装简化手续。
案例：俄罗斯曾实验开行4340吨由440辆车组成的长6.5公里的由4台电力机车牵引的重载列车。
2.铁路客运特点：高速度，大密度，高频率。
多采用电力机车牵引动车组，双层车厢。
3.电气化铁路成为发展趋势：向交直交传动，计算机控制系统电力机车牵引方向发展。
4.我国高速铁路的发展趋势。
高速铁路：高速重载铁路。
列车速度为200公里/小时。
（UIC国际铁路联盟定义）安全，准时，快速，方便，舒适，环保。
科技含量高，制动性强，运量大，适用于城际之间高频运输。
对线路要求复线，站间距离长，线路尽可能平直，多立交和封闭性，牵引动力多采用电力机车，或电力机车动车组（客运）。
要求列车车体有强大的制动性能。
车体流线型，减少阻力。
安装列车自动控制装置。
对牵引动力的需求：需要采用电力机车或（磁悬浮），功率和牵引动力更大，有新型的动力装置和传动装置。
要求：动力采用相对集中或分散（日本动车组），法国（相对集中），德国（两种兼备）。
在高速条件下先进的制动技术提高和改进。
对电力机车要求可靠性高的受电技术和装备。
要求车载微机控制列车牵引，需要新型制动和智能控制技术。
列车牵引和车辆发展趋势，要求适用高速条件下车体的走型部和外型。
二.我国电气铁路和电力机车发展简史：1.1958年研制出我国第一台电力机车。
1961年中国第一条电气化铁路宝风线（宝鸡到风洲）93公里建成。
1980年中国电气化铁路里程达到1033公里。
电力机车保有量达到210台。
1988年电气里程5737公里，电力机车1224台。
完成总运量的13.4%。
1997年电气铁路达到11637.7公里，不含香港34公里和台湾498公里，电力机车保有量2870台，完成总运量的27%2.电力机车技术引进和早期研制：第一代电力机车。
电力机车论文
电力机车引言电力机车是一种使用电能作为动力源的铁路机车。
与传统的燃料机车相比，电力机车具有功率稳定、环境友好、噪音低等优势。
本论文将介绍电力机车的发展历程、工作原理、应用领域以及未来发展趋势。
一、发展历程1.1 电力机车的起源最早的电力机车诞生于19世纪末。
最初的电力机车使用直流电作为动力源，其发展主要集中在欧洲和北美。
1.2 电力机车的演进随着电力技术的进步，电力机车逐渐进入了大规模商业化运营阶段。
20世纪初，交流电力机车开始出现，并迅速发展。
目前，交、直流电力机车并存，并应用于不同的运输场景。
1.3 电力机车的技术突破在过去几十年里，电力机车在能量效率、牵引能力和智能化控制等方面取得了重大突破。
高速列车、重载货车和地铁等领域都得到了电力机车的广泛应用。
二、工作原理2.1 电力机车的动力系统电力机车的动力系统主要由牵引变流器、电机、牵引电缆、电池等组成。
牵引变流器将电能从供电系统转换为电机所需的电能，并通过电缆传输给电机。
电机将电能转化为机械能，驱动机车运动。
2.2 控制系统电力机车的控制系统包括牵引控制、制动控制和车辆监控等功能。
牵引控制调节电动机的转速和转矩，实现加速和减速控制。
制动控制采用电阻制动、再生制动等技术实现制动力的调节。
车辆监控系统通过传感器和监控设备实现对机车运行状态的监测和故障诊断。
三、应用领域3.1 客运铁路电力机车在客运铁路中具有广泛应用。
高速列车、动车组等现代化客运列车都采用电力机车作为牵引动力，实现高速、稳定、环保的客运服务。
3.2 货运铁路电力机车在货运铁路中也扮演重要角色。
高功率的电力机车可以牵引重载货车，提高运输效率。
同时，电力机车还具有较低的运行噪音和排放量，对环境影响较小。
3.3 地铁和轻轨地铁和轻轨交通系统通常采用电力机车作为动力源。
其高效、低噪音的特点能够提供舒适的乘坐环境，同时保证快速和准时的运输服务。
四、未来发展趋势4.1 绿色能源应用随着全球对环境保护和可持续发展的需求增加，电力机车在未来将更加广泛应用绿色能源。
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技 术 创 新
中国的铁路正处于大发展时期,其中机车技术的发展又是铁路大发展的重中之重。
过去的电力机车主要采用国产的韶山系列,这一系列机车按原理划分可被称为交—直机车,即接触网是交流供电,到机车上将交流电转变为直流电,最后把直流电输给直流的牵引电动机,驱动机车运行。
但随着机车技术的发展,出现两大趋势:一种是专门用来运送乘客的客运机车,另一种是运送货物的货运机车。
不管是哪一种机车,直流机车都已经不能满足运输的需要,交流机车必然要取代直流机车。
首先分析客运机车:客车机车的特点是运行速度越来越快,国产的韶山型电力机车的速度从过去的平均速度60km/h左右,后来经过五次提速,最后达到最高速度170km/h。
但国外的客运列车已经能达到300km/h,甚至更高,现在火车速度的世界纪录已经达到574.8km/h。
要想达到这样的速度,直流机车是不可能达到的。
因为机车的运行速度主要靠电机的转速来实现,而根据直流电机的工作原理,电机的转速不可能达到那么快。
直流电机运行时,转子绕组中的电流要换向,而换向就会产生机械火花和电磁火花,而且随着电机的转速越来越高,火花也会越来越厉害,产生环火和“放炮”现象,电机根本无法正常工作。
而把牵引电机从直流电机变为交流电机,就不会存在这种情况。
这是因为交流电机没有换向。
交流电机的工作原理是:给定子绕组通入三相交流电,三相交流电就会在定子绕组中产生一个旋转磁场,这个旋转磁场会切割鼠笼式的转子导体,在转子导体中产生感生电动势和感生电流,转子导体中的感生电流会在旋转磁场作用下,产生电磁作用力,使转子随着旋转磁场的方向转动。
因此,交流电机就没有换向,当然就不会再产生火花,所以,交流电机普遍比直流电机要转的快。
然后再分析货运机车:货运机车要牵引货物列车,所以要求机车的牵引力要尽量大,功率要尽量高。
而韶山型的直流机车单轴功率最大的是韶山8型,一个电机的功率为900kW,其他机车的一台电机功率普
遍为800kW,而交流机车上的电机,仍然是
轮对旁边的空间,但它的功率最低为
1000KW,后来普遍是1200kW,有的机车电
机甚至达到1600kW,是直流电机功率的两
倍。
一台六轴的交流机车的总功率相当于
一台十二轴的直流机车的总功率,完全能
够满足铁路货运重载的要求。
所以中国已
经慢慢开始减少直流机车的生产,大大加
强交流机车的产量,逐步实现直流机车向
交流机车的过渡。
既然交流机车能够满足不管是客运还
是货运的要求,为什么中国过去一直在用
韶山型的直流电力机车呢？难道是设计人
员不知道交流电机的原理和优点吗？当然
不是,韶山型机车的辅助电机全部采用的
都是三相异步电动机驱动的,但为什么没
有把牵引电动机也改成交流电机呢？大家
有没有发现,韶山型机车的辅助电机不能
调速,它们转起来只有一个速度,不可调。
这是因为交流电机调速和直流电机调速不
一样。
之所以过去一直在不断的研制韶山
型电力机车,原因主要是直流电机调速靠
调压来调速,而交流电机调速与调压几乎
无关,它主要靠调频来调速,这就需要晶闸
管控制技术,而那时候中国的电子科技水
平还比较落后,生产的晶闸管质量不过关,
还没有达到真正应用到机车上的程度。
所
以韶山型机车应用的电机一直都是直流电
机,那是因为直流电机的控制技术中国掌
握地比较成熟,直流电机调速主要靠调压
调速和磁场削弱这两种方式。
比如最早的
韶山1型电力机车,它的调压方式采用的是
调压开关调压的方式,就是利用变压器副
边不同的绕组接头变换,来改变直流电机
的端压,从而达到调压调速的目的,但每级
之间的电压是跳变的,容易产生纵向的冲
动,为了达到尽量平滑调速的目的,把调压
的级位设置为三十三级,这样才能基本达
到平滑调速的目的。
后来的韶山3型车还采
用了调压开关,但只有8个大级,每个大级
之间用晶闸管无级调压。
从韶山4型机车开
始,真正淘汰了调压开关,主要采用三段不
等分半控桥相控无级调压方式,全部实现
了无级调压,使机车的运行实现了平滑调
速。
磁场削弱也从一开始的三级磁场削弱,
最后变为无级磁场削弱,实现了整个调速
过程的无级调速,但无级磁场削弱也有两
个不同的形式:一种是韶山7型电力机车的
无级磁场削弱,它是复励电机的无级磁场
削弱方式;另一种是韶山8型机车上采用的
晶闸管分路的无级磁场削弱方式。
随着中国的不断发展,人们对铁路的
要求也发生了变化。
客运列车的速度要求
越来越快,货运列车要求重载,这两个不同
的要求靠韶山型直流机车已经无法满足,
只有交流机车才能满足人们对客运和货运
的要求。
中国的科技水平在不断提高,加上
不断引进国外的先进科技技术,中国的半
导体技术也突飞猛进,大功率的晶闸管不
断出现,交流逆变技术也越来越成熟,这就
使得交流电机调速能够被应用到机车上。
中国也有自主研发的交-直-交机车,如:
中国的第一辆交流机车AC4000型、技术比
较成熟的“天梭号”、中国单机功率最大的
交流机车SSJ3型机车等,还有中华之星,春
城号等动车组。
但中国的交流机车技术和
外国相比还有不小的差距,为了尽快缩小
和外国的差距,提出了跨越式的发展,中国
从外国引入了一系列先进的机车技术,包
括高速的动车组技术和大功率的交-直-
交机车技术,经过几年的消化吸收,中国已
经慢慢掌握了交流传动技术的关键,国产
化的大功率的HXD1C等电力机车已经大
批量的生产出来,应用到了全国各个铁路
局,发挥了越来越大的作用,这些都明显地
证明了:交流机车已经慢慢替代直流机车
成为了铁路运输的主要动力。
参考文献
[1]张鸷中.中国电力机车的研制与发展
[J].中国科技史料,1998年04期.
[2]周翊民,李中浩.中国交流传动机车的
发展[J].中国铁路,1995年07期.
浅谈交流电力机车是机车发展的必然趋势
刘立
(宝鸡铁路技师学院陕西宝鸡721300)
摘要:本文主要对电力机车的调速原理进行了分析,使大家了解直流机车和交流机车的调速原理的不同,比较出它们的优缺点,从而得到交流机车为什么是机车发展的必然趋势。
直流机车为什么要逐步淘汰,并对中国的机车发展历程有个全面的了解。
关键词:交流传动技术调速机车发展
中图分类号:U264文献标识码:A文章编号:1674-098X(2012)07(c)-0046-01
４６科技创新导报 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ。