機車新技術第二講電力機車發(fā)展概況與新技術我國電力機車發(fā)展概況01典型電力機車車型簡介02動車組發(fā)展概況及我國主要動車組03CONTENTS壹我國電力機車發(fā)展概況一、電力機車發(fā)展的總體概況我國的電力機車的研究始于1958年。經(jīng)歷了近60年的不懈努力，我國的電氣化鐵路得到迅速發(fā)展，電力機車的研究、生產(chǎn)已成為世界上一支不可忽視的力量。已形成4軸、6軸、8軸的韶山型系列電力機車型譜，擁有4軸、6軸、8軸交流傳動系列客貨運車型。已經(jīng)有SS1、SS3、SS4(SS4B、SS4改)、SS6(SS6BSS7(SS7B、SS7C、SS7D、SS7E)、SS8、SS9(SS9改)等交直傳動系列干線客貨運電力機車在線運營，還有HXD1、HXD2、HXD3型等交流傳動機車也陸續(xù)投入運營。據(jù)2018年鐵道統(tǒng)計公報顯示，全國鐵路全國鐵路機車擁有量為2.1萬臺，其中，內(nèi)燃機車0.8萬臺，電力機車1.3萬臺。全國鐵路營業(yè)里程達到13.1萬公里，高速鐵路營業(yè)里程達到2.9萬公里；復線里程7.6萬公里，復線率58.0%；電氣化里程9.2萬公里，電化率70.0%；居世界第一。我國電力機車發(fā)展四個階段1958-1979：起步階段1979-1989：成長階段20世紀90年代中期-21世紀初：全盛時期2004年至今：升級換代新變革二、我國電力機車發(fā)展的四個階段第一階段：電力機車發(fā)展的起步期(1958年-20世紀70年代末)這一階段從模仿前蘇聯(lián)的技術入手，經(jīng)過三次大的技術改造，生產(chǎn)出了性能穩(wěn)定、運行可靠的SS1型電力機車，作為客貨牽引動力的第一代主型干線電力機車。6Y1型電力機車6Y1型的原型車——蘇聯(lián)H60（VL60）型電力機車韶山1008號車是首臺量產(chǎn)的韶山1型電力機車，目前保存于中國鐵道博物館韶山1型309號電力機車轉向架機車走行部為兩臺完全相同的三軸轉向架，車輪直徑為1250毫米；制動裝置采用由制動橫梁和制動拉桿的組合式基礎制動裝置，車輪的兩側都設有閘瓦?？傮w結構六軸干線客貨運通用電力機車，采用雙邊內(nèi)走廊，設兩端司機室。主要電器設備以機車最重設備主變壓器為中央，分平面斜對稱布置為主，有利于重量平衡。車頂兩端相對車底轉向架處各有一臺受電弓；中部有一臺空氣斷路器；車頂兩端還裝有制動電阻柜。車體為全金屬箱式承載結構，由型鋼與鋼板焊接而成。通風系統(tǒng)采用車體通風方式。傳動系統(tǒng)機車采用交—直流電傳動，接觸網(wǎng)上的25千伏單相交流電通過受電弓、主斷路器和電流互感器引入機車，電能經(jīng)主變壓器降壓，通過整流器整流直流電后，再經(jīng)平波電抗器濾波，供給兩臺轉向架上六臺并聯(lián)連接的直流牽引電動機，從而使牽引電動機產(chǎn)生轉矩并驅動輪對。SS1型電力機車技術特點：第二階段：電力機車發(fā)展的成長期(1979年-1989年)這一階段主要目標是：研制我國自己的相控機車，提高機車功率和可靠性，充分發(fā)揮電力機車的優(yōu)越性。這時期的代表機型是SS3型和SS4型電力機車。韶山3型電力機車韶山4型電力機車韶山4型改進型電力機車第三階段：電力機車發(fā)展的全盛時期(20世紀90年代中期—21世紀初)在這一階段，通過消化吸收和應用6K型、8K型等國外電力機車的先進技術，開始自主研發(fā)交流傳動技術，我國電力機車的研發(fā)水平在這一階段有了長足進步。在這一階段，電力機車的開發(fā)年年出新，機型全面換代。所采用的新技術主要有：①8K型機車的電子控制柜、大功率晶閘管及硅機組、受電弓、空氣斷路器，預布線、預布管工藝，單邊剛性齒輪傳動及滾動抱軸承結構；②6K型機車的3B0轉向架；③SS6B型機車的ZD114型牽引電動機；④8G型車的牽引裝置；⑤車載計算機控制系統(tǒng)；⑥列車供電技術；⑦輪對空心軸高速傳動技術；LCU邏輯控制單元等8K型電力機車6K型電力機車韶山5型電力機車韶山8型電力機車韶山9型電力機車AC4000型電力機車DJ1型電力機車第四階段：電力機車升級換代時期(2004年至今)引進先進技術，聯(lián)合設計生產(chǎn)，打造中國品牌”的發(fā)展思路，積極采用“先進、成熟經(jīng)濟、適用、可靠”的技術和標準。大連機車車輛有限公司與日本東芝公司、株洲與德國西門子公司、大同與法國阿爾斯通等公司合資研發(fā)生產(chǎn)出我國新一代大功率交流傳動電力機車，即最大持續(xù)功率為9600~10000kW、軸重23+2、牽引定數(shù)2萬t、最高時速為120km的大功率交流傳動重載電力機車，命名為和諧型(HXD型)HXD3型為我國大連機車車輛有限公司與日本東芝公司聯(lián)合設計生產(chǎn)的6軸交流傳動機車，HXD1、HXD2為我國株洲機車廠與德國西門子公司、大同機車廠與法國阿爾斯通公司聯(lián)合設計生產(chǎn)的8軸交流傳動機車。和諧1型電力機車和諧2型電力機車和諧3型電力機車三、我國電力機車發(fā)展的技術特點(1)取消調(diào)壓開關，采用相控無級調(diào)壓。(2)采用功率因數(shù)補償裝置。(3)動力制動采用再生制動或加饋制動代替純電阻制動，增大了低速制動力。(4)采用防空轉、防滑行、軸重轉移補償控制技術，使整車粘著系數(shù)利用率達95%以上。(5)實現(xiàn)了恒流準恒速特性控制。(6)用計算機網(wǎng)絡控制與LCU相結合的現(xiàn)代控制技術。(7)實現(xiàn)了電機滾動抱軸承、單邊剛性齒輪傳動，架懸式全懸掛、輪對空心軸六連桿。(8)采用低位斜桿或低位平桿牽引裝置。(9)牽引電機的絕緣等級從B級上升到F級、H級以至C級。(10)引進世界先進技術聯(lián)合設計生產(chǎn)，解決了大功率變頻調(diào)速技術問題(12)批量應用真空主斷路器代替空氣斷路器。(13)采用獨立通風系統(tǒng)冷卻技術替代傳統(tǒng)車體通風系統(tǒng)。(14)采用集成化氣路的空氣制動系統(tǒng)，機械制動采用輪盤制動。(15)電力機車功率大幅度提高。(16)機車最高運行速度從100km/h提高到170km/h。貳典型電力機車車型簡介交直流傳動-韶山9改型機車SS9型電力機車技術創(chuàng)新：(1)輪對空心軸六連桿彈性傳動系統(tǒng)和牽引電動機架承式全懸掛三軸轉向架的研制，確保機車運行的安全性和平穩(wěn)性。(2)采用8668kVA大容量牽引變壓器，實現(xiàn)了六軸電力機車主變壓器與平波電抗器及濾波電抗器的一體化。(3)采用LCU邏輯控制單元及計算機控制系統(tǒng)，使機車控制系統(tǒng)具有控制、診斷、監(jiān)測功能。(4)車體及輔機系統(tǒng)采用輕量化設計。(5)機車頭形采用圓弧微流線型設計及側壁承載式全鋼焊接結構。(6)機車空氣制動系統(tǒng)增加了機車電制動與列車制動聯(lián)合制動的功能以及列車平穩(wěn)操縱功能及列車電空制動功能。(7)采用DC600V列車供電裝置。交流傳動-和諧3型電力機車(1)起動(持續(xù))牽引力大、恒功率速度范圍寬、粘著性能好、功率因數(shù)高等特點。(2)輔助電氣系統(tǒng)能分別提供VVVF和CVCF三相輔助電源進行分類供電。(3)采用計算機網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了機車的網(wǎng)絡重聯(lián)功能。(4)總體設計采用高度集成化、模塊化的設計思路。(5)轉向架采用滾動抱軸承半懸掛結構，二系采用高圓螺旋彈簧；采用整體軸箱、推挽式低位牽引桿等技術。(6)采用下懸式安裝方式的一體化多繞組變壓器，具有高阻抗、重量輕等特點，并采用強迫導向油循環(huán)風冷技術。(7)采用獨立通風冷卻技術。(8)空氣制動系統(tǒng)采用集成化氣路。HXD3型電力機車技術特點：叁動車組發(fā)展概況及我國主要動車組簡介一、動車組主要特點動車組的結構特征是：①車組內(nèi)包含可操縱的動力車和各種功能的車輛；以固定編組進行運營，運用時不能解編；②往返運行不需換頭，只需改變操縱端；③某些動車組允許重聯(lián)按照牽引動力的分布方式，分為動力分散型動車組和動力集中型動車組。動力分散型動車組的優(yōu)點是：①動力裝置分布在列車不同的位置上，能夠實現(xiàn)較大的牽引力，編組靈活；②由于采用動力制動的輪對多，制動效率高，且調(diào)速性能好，制動減速度大，適合用于限速區(qū)段較多的線路；③列車中一節(jié)動車的牽引動力發(fā)生故障對全列車的牽引力影響不大。動力分散型動車組的缺點是：牽引力設備的數(shù)量多，總質量大