1、1. IO01.1電力牽引的特點o2. 電力機車的傳動方式22.1直-直流傳動32.2交-直流傳動32.3直一交流傳動32.4交-直-交流傳動43. 我國機車電傳動技術的發展與現狀43.1交-直傳動技術的發展43.2交流傳動技術的發展64. 動車組的牽引傳動系統的現狀75. 電力牽引傳動系境網側原理圖91-概述1.1電力牽引的特點電力機車屈非自帶能源式機車，電力牽引具有一系列燃牽引所不員的優越 性，表現在以下幾方面：1、電力機車的助率大燃機車功率受到柴油機本身容量、尺寸和重量的限制，故機車功率不能11大。 而電力機車不受上述條件的限制，機車助率（或單位重量功率）要大得多，目前 軸功率已達100

2、0KW （若交流牽弓I電動機可達1600kW ）o 一臺電力機車的車引能 力相當于1.5臺（或更名一些）滋機車的牽引能力。由于電力機車功率大、起動 快、允許速度高，所以能夠名應快胞，極提高了線路的通過能力和輸送能力。2、電力機車的效率高由干電力牽引所需的電能是由發電廠（或電站）集中產生，因此燃料的利用 率要比燃牽引高得多。由火電廠供電的電力牽引的效率高達35%,由水電站供電 的電力牽引則更高，可這60%以上。而滋牽引的效率約為25%左右，而目柴油 價格較貴，有燃燒排朋污染。3、電力機車的U載能力強機車在起動列車或牽引列車通過限制披道時，其過載能力具有很大的恿義。 由于電力機車的過頸能力不會受到

3、能源哄給的限制，而牽引電動機的IsWilft能 力總是比較大。因此，電力機車所需的起動加速時間一般約為燃機車的1 /2, U 而能舉提髙列車速度。4、電力機車的運營費用較低（1）率大、起動快、運行速度高、il載能力強、可以名拉快胞；（2）整備距離長、適合于長交路，提高了機車的利用率；（3）檢修周期長、日常絨護保養工作量也小。一般悄況下，電力牽引的運営費用比燃牽引要K15%J右。此外，由于電力機車運行過程中不污染壞境，對干大里跌胳樞紐站及隧道長 而名的線路而言，其恿義重大。可修編（1）對通訊方面所帶來的諧波干擾間題；（2）相控調壓所引起的功率因數較低的冋題;（3）離不開牽引變電所和接融啊等沿線的

4、供電設備，使其機動性較差，且 線路電氣化投資較大。一般在客貨運輸特別繁忙的主要鐵干線，線路玻道便、隧道名2長的山區鉄 路干線，大運量的集中運煤專線，適宜呆用電力牽引。2. 電力機車的傳動方淺電力牽引傳動系貌基本原理如圖2-1所示，電力機車通11受電耳與接觸網相 接觸來獲取電能，直接從接觸啊獲取的電能是電圧為25KV,頻率50Hz的工頻單 相交爲電，此電壓等級和頫率等還不能滿足電力機車牽引傳動的需要。電力機車 上連安裝有主變壓器將高壓電變換為巾壓電再傳送給牽引傳動調速系統（動車組 牽引傳動調速設備主要為牽引變流器），牽引傳動訓速系貌通過改變電壓大曲fi 流傳動時）或者交流電頤率（交流傳動時）來改

5、變牽引電機的轉速。圖2-1軌道交通車稱電力傳動方式按接觸網和車引電動機所呆用的電流制進行分類，分為：（1 ）直一直流傳動；（2 ）交一直流傳動；（3）直一交流傳動；（4）交一直-交流傳動。可修編-2.1直-直浦傳動直流牽引電機可修編由直流接觸網供電，機車采用貞流牽引電機。直流電經直流變換器（DC-DC ） 向直（脈）流牽引電機（ft電。2.2交-直浦傳動由交流接電，機車果用直流牽引電機。交流電經整流器整流為直流電, 向直（脈）流牽引電機俱電。交流接觸網整流器CCCCIIDSJ55I牽引變壓器直流牽引電機2.3直-交浦傳動由直流接觸網佻電，機車采用交流牽引電機。直流電經晶閘管或其他新里電力電子器

6、件構成的逆變器將直流電轉換為可調壓、變頫的三相交流電，再向交流 車引電機供電。直流接觸網逆變器交流牽引電機2.4交-直交流傳動由交流接觸網俱電，車輛果用交流牽引電機。交流電經整流器整流為直流電 （巾間直流壞節），再經逆變器將貞渣電轉換為可調壓、變頻的三相交流電，向 交流牽引電機（ft電。交流接觸網整流器牽引變壓器交流 牽引電機逆變器3. 我國機車電傳動技術的發展與現狀3.1交-直傳動技術的發展1958年底，我國試制出第1臺干線電力機車，即6Y1里電力機車。6Y1里電力機車是以前朕H60塑干線交直流傳動電力機車為樣板，按照中國鐵路規進 行研制的。由于當時大助率電力電子器件尚未成霖,可用的整流器件

7、是引燃管。 6Y1里電力機車經鉄科院壞形鉄道運行試驗后，于1962年前后共試制了 5臺樣 車投人寶鳳線試運行。但是，由于一些重要設備（調壓開關、牽引電機等）一直存 在技術和質量間題，尤其是引燃管整流器難以這到實際運用要求，因IH6Y1型電 力機車未能投人批量生產。協著我國電力電子工業的發展，大功率整流二枚管開 始進人到工程實用階13,為機車電傳動技術的發展提供了必要條件。正是在這樣 的技術背景下，在6Y1里電力機車基礎上，我國第1代有級調壓、交-直傳動電 力機車一SSI塑電力機車T 1968年試制成功，1969年開始批量生產，到1988 年止，共生產826臺，使我國機車電傳動技術進人到交-直傳

8、動時期。可腔型器件一晶閘管的岀觀，使機車電傳動技術聘上了一個新臺階。SS3 型電力機車正是作為我國Hl車電傳動技術由二股管整流有級調壓到相控無級調 壓的第2代交-直傳動客貨用電力機車。1978年底，由株洲電力機車廠和株洲電 力機車研究所共同研制成功。SS3里電力機車主電路采用牽引變壓器低壓側測壓 開關分級與晶閘管級間相腔調壓相結合的平滑調壓調速技術，使機車獲得良好的 調速性能。I®著大助率晶阿管性能的提高，相控技術成熟應用到機車電傳動領域，其代 表車型為SS4里電力機車°SS4型機車是1985年開發的相控無級調壓、交-直傳 9 8 «|重我貨運電力Hl車，是我國相

9、腔機車的“代表作”，與后續開發的SS5、 SS6、SS7、SS8及SS9塑電力機車一起，枸成我國晶洌管相控調壓、交-直傳動 的系列產晶。該型機車由2節完全相同的4軸電力機車通過重朕壞節連接組成， 毎節車為一個完整系貌，經過實際應用和吸收消化國外8K、6K、8G型等機車的 先進技術，做過幾次重夫改進，使機車性能和質量得到顯著提高，成為我國干線 貨運主型機車。3.2交浦傳動技術的發展為追蹤世界新型“交-貞-交”電力機車新技術，更為了滿足社會經濟發展的 要求，推動珈道交通裝備技術進步，我國研究、應用交流傳動技術，經歷了技術 探索（理論認識與基硏開發）、引進應用（X2000動車組）、合作研制（“藍箭”

10、動 車組和NJ1滋調車等）、自主開發幾個階段。上世紀70年代，我國開始研究交流 電傳動系統的基礎技術；80年代完成了中等助率交流電傳動系統的試驗研究； 90年代初研制了 1Mw大功率變流系鋭并促» AC4000 lg里機車的研制與組裝; 90年代中期相繼啟動高性能交流傳動控制技術、大助率GTO牽引變流器工程化、 助率IGBT牽引變流器、大功率異步牽引電機等一系列核心技術的攻關工程，取 得了豐碩成果，并于本世紀初開始裝車應用。2001年9月我國自行研制成功200km/h “奧星”交流傳動電力機車，同年 10月時速200km/h的“藍箭”號在廣深筑投人使用；2001年Q研制成助果用交 流

11、傳動技術ftl 200km/h的“先鋒”號及160km/h的“中原之星”動力分散型電動 車組。U 2006年開始，我國分別從日本、德國、法國等國引進先進技術，并 消化吸收及國產化，成為“具有我國自主知識產權”的動車組產品系列- C R H 系列動車組，它們均堀干強動力分散系動車組，這些血預示著機車性能的深 刻變革，因而成為今后我國電力機車的發展方向。鐵路運輸作為我國中長距離，大運量、安全、低耗、壞保、快捷的運輸形式 已成為交通運輸It系中的重要組成部分，在國民經濟中占有非常重要的地位。尤 其是鐵路客運，運能不足的矛暗已經非常突岀，鉄路族客運綸現狀己成為制約國 民經濟發展的ffiSo我國引進國外

12、動車組:CRHI,CRH2,CRH3和CRH5;為了我國髙 速鐵路事業實觀聘越式發展，按照“全面引進技術，朕合設it生產，打造中國品 牌”的原則引進國外先進、成一熟、經濟、適用、可靠的設計、制造技術,為滿 足我國鐵路客運專線和既有線提速族客運輸要求，實現我國鐵路動車組制造業的 現代化。4. 動車組的牽引傳動系統的現狀牽引技術的現狀可從以下五個方面來看：(1) 牽引傳動制式。牽引傳動制式分為直流傳動制式和交爲傳動*|式。目 前我國干SIU3使用的電力機車的以直流傳動制式為主，交流傳動機車雖然已經 有了運用，但在電力牽引動力中所占的比重很小。由于交流傳動機車性能的優越 性，國外的主要機車生產商早已

13、停止了直流傳動機車的生產，基本上都是果用交 流傳動方式的牽引技術。找國鐵路牽引的交流傳動技術應用才則啊開始，技術上 遠未這到成熟的程度。(2) 動力配置方式。按牽引動力配置方式可以分為動力集中方式和動力分 散方式。動力集中方式就是傳統的機車牽引方式，這是我國目前電力牽引的主要 模式，也是我國鉄胳運用比較成熟的牽引模式。動力分散里動車組是日本首僑的， 動力分散方式是城市地鐵牽引模式的進化和發展，是一種發展迅速的牽引模式。 朋洲國家近年來也紛紛采用動力分散型動車組的模式。目前我國也已經有了這種 牽引模式的動車組，如“中原之星”動車組，“先鋒”號動車組以及CRH系列動 車組，但無論在技術上還是在運用

14、管理上都只是網呦起步。(3) 運行速度等級。我國已經有了 120km/h員以下等級、160km/h等級、 200km / h等級.250km/h等級以及300km / h的電力機車或動力分散型動車組。 160km/h員其以下等級的機車在技術上已經比較成熟，也有了較為成熟的運用 和管理經騎；但對T 250km / h K其以上等級機車的應用才洌啊開始，技術上也 還不夠成熟。（4）車我牽引功率。車我功率可以從總功率和單軸助率兩個方面來看：我 國頁流傳動機車的車裁總功率最大為6400kW（SS4塑機車），單軸功率最大為 900kW（SS8型機車）；交說傳動機車的車教總功率最大為7200kw（SSJ3

15、型機車）， 單軸助率最大為1200kW（ “中華之星”動車組）。作為單軸1200kW的交流傳動機 車來說，已經這到了較高的水平，只是在技術上還不夠成熟。（5）牽引腔制系統。我國鉄路機車已經普遍果用攢機作為牽引控制系統， 但在直流傳動機車上的有相當數量的模擁電子腔制系貌。動車組上已經開始使用 列車和車IB的通信網絡實現控制和信息交換,初步形成了分布式控制的雛形。（i 目前還沒有我們自己的、成熟可靠的徼機控斟系統產品，控制啊絡的應用尚侍完 善。以上諸方面的關系是相互交叉和相容的。根據上述分析，可以說我國跌路在 牽引的技術方面已經基本這到或接近國麻先進水平，只是在技術的成熟度和產晶 的可靠性方面需要

16、進一步提高。總的來說目前在牽引系貌方面，“中華之星”和 “先鋒”號動車組的技術含量相當高，已經試驗運行了 50名JJ km，有很多經驗 可以借鑒，而作為中國鉄路第兀次大提速上線運行的動車組一和諧號動車組的 技術，可以作為我國牽引動力技術最高水平的代表。交流傳動電力機車具有如下優齋良好的牽引性能:合理的利用系統的調壓、調頻特性,可以實現寬圍的平 滑調速，另外調節調頻特II能使機車和動車組啟動時發岀較大啟動轉矩。（2）電網功率因數高、諧波干擾小:在交直交電力機車和動車組上,其電源劇變流器可以果用ei象限脈沖整流器，它通apwm控翎方法，可以調節電網輸入 電爲的相位,使所取電流接近正眩波形,并能在廣泛的負敎圍使機車和動車組的 功率因數接ifi于1,這在減少湘通信信號的諧波干擾方面和充分利用電網的傳輸 功率方面部有很大的意義。另外，四象限脈沖整流器能很方便地實現牽引和再生 之間的能量轉換，取得顯普的節能效果。(3) 牽引系統功率大、體枳小、重量輕、運行可靠:由于異步牽引電動機轉速 可jj 4000 r/min,利用了直流電動機換向器所占的空間，所以交流電動機能舉做 到助率大、重量輕,與帶換向器的直流(脈流)電動機相比，其單位質量助率(kW/ 棺)是直流電動Hl的3倍。在列車車體提侯的空間圍，異步電動機的助率可以這 到1400