交流传动机车

世界上第一条电气化铁路于1879年在德国柏林建成。中国于1961年建 成第一条电气化铁路——宝成铁路的宝鸡至凤州段。
第一节：概述 一、交流传动机车
二、交流传动机车的发展
（1）1970-1979 技术准备期 德国 瑞士 （2）1980-1987 技术成熟期 德国 卧式牵引变流器 牵引变压器 牵引电动机 空心轴万向节 （3）1988年后 品质提升期 新设计、新材料、新工艺 1、GTO晶闸管代替快速晶闸管。 2、32位高速处理器的应用 3、新的控制方法：直接转矩控制和磁场定向控制 4、变流器水冷却系统
东风11型 东风12型内燃机车
东风12型电传动内燃机车，代号 DF12。是资阳内燃机车厂生产的国 内功率最大的调车机车，适用于路 内大型编组站和工矿企业5000t级货 列的调车和小运转作业，也可以用 于牵引干线货列。
东风11型准高速客运内燃机车，代 号DF11。1992年由戚墅堰机车车 辆工厂试制成功，是中国自行设计、 自行研制的一项新的成果。
通过对Us相位和 幅值的控制，可以达到 电源侧回路内电流IN与 网压UN同相位。使网 端功率因数接近1。
优点：维修量少，可靠性高
交直机车和交流传动机车主电路比较 同为六轴的交流传动电力机车主电路中基本上没有开关 接触器类的元件。
交直机车主电路中开关、接触器类元件有30多个。
交流传动电力机车牵引和电制动采用的是相同的设备。
牵引变压器
组成
包括以下部件： 车顶高压设备：受电弓、主断路器、过电压装置 （如避雷器等）、网压、网流检测装置； 车内变流设备：牵引变压器、牵引变流器（交-直 -交型）等； 转向架中的机电能量变换装置，即交流牵引电机； 力传递机构，如传动齿轮箱、万向节空心轴传递 装置等；
交流传动系统的工作原理
优点：对电网及环境影响小
谐波污染：
电气化铁道是一种单相不对称波动负荷，对电力系统产生谐 波、负序等，对通讯系统产生电磁干扰。 电气化铁道谐波是铁路、电力两个部门长期久议未决的问题。 谐波的危害：电网线损增加，对电力系统和用户的设备造成 危害，电网的功率因数降低，使供电部门遭受经济损失等等。
交直型电力机车特点：
动力集中：动力分散电动车组的优点是,动力装置分布在列车不同的位置上,
能够实现较大的牵引力,编组灵活。由于采用动力制动的轮对多,制动效率 高,且调速性能好,制动减速度大,适合用于限速区段较多的线路。
动力分散： 动力集中的电动车组其优点是动力装置集中安装在2～3节车上,
检查维修比较方便,电气设备的总重量小于动力分散的电动车组。其缺点 是动车的轴重较大,对线路不利。
第一节：概述 一、交流传动机车
二、交流传动机车的特点
（1）黏着性能好 （2）功率大，牵引力大 （3）可靠性高，维修简便 （4）效率高，利用率高，使用灵活 （5）动力性能好、制动性能好
再生制动、电阻制动
组成
主断路器、避雷器、 接地开关等 受电弓 变流器柜，包括牵 引变流器及TCU
齿轮箱及牵引电机
作业
交流传动电力机车与交流传动内燃机车的不 同点是什么，其各有哪几部分组成。 中国电气化铁路采用的牵引供电制式是什么？ 目前世界上电气化铁路都采用什么供电制式， 其各有什么特点。
和谐号
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第一节：概述 一、交流传动机车
一、电力机车
电力机车本身不带原动机，靠接受接触网送来的电流作为能源，由牵 引电动机驱动机车的车轮。电力机车具有功率大、热效率高、速度快、 过载能力强和运行可靠等主要优点，而且不污染环境，特别适用于运输 繁忙的铁路干线和隧道多，坡度大的山区铁路。 电力机车是从接触网上获取电能的，接触网供给电力机车的电流有 直流和交流两种。由于电流制不同，所用的电力机车也不一样，基本上 可以分为直-直流电力机车、交-直流电力机车、交-直-交流电力机车三类。
优点：对电网及环境影响小
交直传动机车 网压、网流波 形
交流传动机车 网压、网流波形
国产韶山系列交直传动电力机车的网侧功率因数为0.8左右，加功率因数补偿 装置之后的功率因数也只能达到0.9。而交流传动电力机车的网端功率因数都 能达到0.98以上。
优点：对电网及环境影响小
交流传动网压、 网流实拍波形

在牵引工况，利用受电弓从供电电网受流，主断路器闭合、 牵引变压器降压后，副边牵引绕组将单相交流电供给牵引变 流器中的网侧变流器。 在牵引变流器内部，四象限脉冲整流器进行交—直变换，输 出直流电能；中间直流回路由直流支撑电容、瞬时过电压保 护电路、LC二次谐振吸收电路等构成，用于稳定中间直流电 压；电机侧变流器进行直—交变换，将中间直流电压逆变成 三相调频调幅交流电压，驱动三相异步牵引电动机。 在再生工况，三相异步牵引电机运行在发电工况，逆变器将 三相异步牵引电机发出的交流电进行交—直变换，输出直流 电至中间直流回路；四象限脉冲整流器进行直—交变换，将 电能回馈电网。


交流传动技术的优点
1.牵引性能好，黏着利用高； 2.对电网及环境影响小； 3.效率高，利用再生制动可节省能源； 4.维修量少，可靠性高； 5.工况转换方便
优点：牵引性能好，粘着利用高
同为六轴车 机车
而MPH(miles per hour)大家都 俗称“迈”，在 国外是“英里” 的意思.
交流传动机车的牵引和 电制动特性曲线涵盖了交 直机车的特性，即在低速 时交流传动机车具有更大 的轮周力，而且交流传动 机车具有更高的速度。 交直机车的牵引功率 大于电制动功率，而交流 传动机车的牵引功率和电 制动功率基本相同。
1998年SS8创造了我国直流传动技术的最高试验速度239.6km/h时， 牵引电机换向器环火造成试验中断。
优点：维修量少，可靠性高
直流电机
Байду номын сангаас
交流电机
优点：维修量少，可靠性高 三相交流异步牵引电机：
1.结构简单，坚固耐用，易于制造，可靠性高；
2．由于取消了整流子和炭刷，消除了环火及换向引起 的电气损耗和机械损耗，大大减少了维修工作量；
3．耐振动、冲击，适合于风雪，多尘，潮湿等恶劣环 境；
优点：维修量少，可靠性高
交流传动电力机车中磨耗件种类和数量的减少，以及广泛采用 模块化结构和诊断装置，提高了无故障运行的公里数，缩短了 检修时间，减少了维修费用。 故障率降低可以提高设备利用率，进而减少动车段备用动车数 量。 国外运用表明，在相同条件下，交流传动电力机车的维修费用 仅为相控电力机车的1/3，每年的运营费用仅为相控电力机车 的50%左右。
交直型电力机车采用相控整流，会产生3、5、7次等谐波， 功率因数通常为0.7~0.85左右，低于要求的0.9。通常安 装并联无功补偿装置来提高功率因数。
优点：对电网及环境影响小 交流传动机车特点：
交流传动机车、动车组采用四象限脉冲整流器，使得 网流基波分量和网压基本同相位。同时，多个四象限 整流器采用移相控制，即错开相位进行斩波，从而成 倍地提高接触网端的等效斩波频率，进一步改善接触 网的性能。不仅改善了接触网的功率因数，而且也从 根本上保证了流过接触网的电流波形不会发生明显畸 变，大大降低了对信号和通信系统的干扰源。交流传 动机车动车组的网端功率因数一般都在0.95以上。
览）
电力机车——交流传动机车
HXD1 这款机车是由中外公司共同研发的产品之一，在被命 名为“和谐”型以前，被称为DJ4。当中DJ4共有两个款式， 第一款是由株洲电力机车及德国西门子研发，编号由0001起 （HXD1型）； HXD2 另一款则由大同电力机车及法国阿尔斯通研发，编号由 6001起（HXD2型）。两款机车均采用交流牵引电动机，使用 交直交传动及双机重联，单机轴式为Bo-Bo，即前后各一个两 轴转向架。 2004年12月，铁道部与株洲及西门子签约，订购180辆八轴 大功率机车，合同总值73.4亿元人民币。这款机车以 EuroSprinter系列作为技术平台，采用SIBAS32控制系统、 SIBAC 1800 14SP2ST01型IGBT功率模块牵引逆变器、 MVB及WTB等技术。
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电力机车发展简史
最早造出第一台标准轨距电力机车的是苏格兰人 R· 戴维森，时间是1842年。1879年5月，德国人 W· V· 西门子设计制造了一台能拉乘坐18人的三辆 敞开式“客车”的电力机车，这是电力机车首次成 功的试验。1881年，法国巴黎展出了第一条由架 空导线供电的电车线路，这就为提高电压，采用大 功率牵引电动机创造了条件：1895年，美国在巴 尔的摩—俄亥俄间5.6 km长的隧道区段修建了直 流电气化铁路。1903年德国的三相交流电力机车 创造了每小时210 km的高速记录。 （来自于中国科普展

最早的蒸汽机车
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内燃机车
内燃机车装有功率强大的柴油机，但柴油机 并不直接驱动机车。电传动内燃机车采用电 动机来驱动机械。有一种所谓串激式电动机， 它的特性和蒸汽机相似，即转速低时扭矩大， 起动时扭矩最大。如果用这种电动机驱动车 轮，柴油机只需用来驱动一台发电机，把产 生的电力送给电动机，电动机再带动牵引齿 轮的传动使机车车轮转动，这就是所谓电传 动方式。
机车车辆检测控制
第二章 交流传动机车
第一节：概述 一、交流传动机车
机车的分类
蒸汽机车 内燃机车 电力机车 前景光明的动车组

蒸汽机车

“最先制造出的，在轨道上行走的，用蒸汽机驱动的蒸汽机车”就是英国人理
查德· 特雷维塞克1802年左右制造的火车头。然而，因为当时的板式轨道承
受不了机车的重量而断裂，机车失去控制，一头撞在了路边房屋的墙上，试验宣 告失败。 “第一个投入实际运行的的蒸汽机车”则是特里维塞克设计制造的第二台 火车头“新城堡”号。1804年2月29日，经过在圆形轨道上的试车之后，这台 机车沿着专门铺设的轨道由默尔瑟开到阿伯西昂。 “只有首先进行正式商业运用的才能称得上最早的蒸汽机车”，那么当属英 国人乔治· 斯蒂芬森1825年制造完成的“旅行”号。1825年9月27日，是人 类历史上值得大书特书的日子。这一天，在世界上第一条永久性公用运输设施， 英国斯托克顿——达林顿铁路的通车典礼上，斯蒂芬森亲自驾驶“旅行”号从伊 库拉因车站出发，驶向斯托克顿。下午3点47分到达目的地，共运行了31.8公里。 “旅行”号机车现陈列于达林顿车站，编号为“№1”，也就是第1号。乔治· 斯蒂 芬森也因此被人们尊称为“蒸汽机车之父”。
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HXD1 这款机车是由中外公司共同研发的产品之一，在被命 名为“和谐”型以前，被称为DJ4。当中DJ4共有两个款式， 第一款是由株洲电力机车及德国西门子研发，编号由0001起 （HXD1型）； HXD2 另一款则由大同电力机车及法国阿尔斯通研发，编号由 6001起（HXD2型）。两款机车均采用交流牵引电动机，使用 交直交传动及双机重联，单机轴式为Bo-Bo，即前后各一个两 轴转向架。 2004年12月，铁道部与株洲及西门子签约，订购180辆八轴 大功率机车，合同总值73.4亿元人民币。这款机车以 EuroSprinter系列作为技术平台，采用SIBAS32控制系统、 SIBAC 1800 14SP2ST01型IGBT功率模块牵引逆变器、 MVB及WTB等技术。
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动车组
动车组，亦称多动力列车组合（power train sets），是铁路
列车的一种。把动力装置分散安装在每节车厢上。带动力的车辆 叫动车，不带动力的车辆叫拖车。
动车组的动力来源分布在列车各个车厢上的发动机，而不是集中 在铁路机车上。电力动车组又分为直流电力动车组和交流电力动 车组两种。
中国动车组
长春轨道客车股份有限公司受让法国阿尔斯 通公司的技术，已经制造生产出了CRH5型 动车组；四方机车车辆股份有限公司受让日 本川崎重工的技术，制造生产CRH2型动车 组；青岛BSP公司受让加拿大庞巴迪公司的 技术，制造生产CRH1型动车组；唐山机车 车辆厂受让德国西门子公司的技术，制造生 产CRH3型动车组；