1.电力机车总体介绍

1、电力机车总体介绍电力机车是一种由外部接触网供电，由电机牵引的现代化的机车。电力机车在构造上由电气局部、机械局部和空气管理系统三大局部组成。机械局部包括车体、转向架、车体支承装置和牵引缓冲装置。车体用来安设司机室和绝大多数的电气设备、辅助机组；转向器那么是承担机车重量、产生、传递机车牵引力，实现机车在线路上行驶；车体支承装置是车体和转向架的连接装置；牵引缓冲装置那么是机车与列车的装置。电气局部包括牵引变压器、整流硅机组、牵引电动机、辅助电动机组和牵引电器等，其功能是将来自接触网的电能转变为牵引列车所需要的机械能，或将列车的机械能转变为电能反响回电网，实现能量的转换；同时，电气局部还实现机车的控制

2、。电力机车概况空气管路系统包括空气制动机管路系统、控制气路系统和辅助气路系统三局部，分别实现机车的空气制动、机车上各种设备的风动控制，并向各种风动器械供风。电力机车钳工是指使用工、夹、量具、仪器仪表及检修设备进行电力机车机械装置维护、修理和调试的人员。按国家职业标准电力机车钳工共分为五个等分，包括初级工国家职业资格五级、中级工国家职业资格四级、高级工国家职业资格三级、技师国家职业资格二级和高级技师国家职业资格一级。按照电力机车机械局部的组成概况，机械局部示意图如图1-1所示。一、电力机车机械局部的组成及功用一车体车体即机车上部车厢局部。车体内局部为司机室和机器间。1.司机室司机室是指机车操纵人

3、员操纵机车的工作场所。现代干线电力机车车体两端均设司机室，可以双向行驶，不需转头。2.机器间机器间是指安装各种设备的处所。大多数机车电气设备及辅助电动机组，都安设在机器间内。根据主要设备的布置，机器间内又分为假设干个室，如变压室、高压室、低压室、机械室等。二转向架转向架是指机车下部在线路上走行的局部，它是机械局部最主要的局部，也是最重要的局部。它有很多种不同的结构形式。1.转向架的构成 转向架主要由以下六个局部组成。1构架：构架是转向器的根底构件。它既是主要的受力部件，又是其他各种设备的安装根底。2轮对及轴箱：轮对实现了机车在线路上的行驶；轴箱那么用来安设轴承，并保持轮对的正确位置。3牵引电动

4、机：产生转矩，驱动轮对。4齿轮转动装置：将牵引电动机的功率传给轮对，并起降低转速、增大转矩的作用，以满足牵引运行的实际需要。5弹簧悬挂：将机车上部重量弹性地加在轴箱上，以减少运行时的动作用力。6根底制动装置：包括制动缸、闸瓦和它们之间的杠杆转动机构，是空气制动机的组成局部之一。2.转向架表达方式转向架一般用轴列式来表达。轴列式是用数字或字母表示机车走行部结构特点的一种简单方法。有的用数字表示的，也有的用字母表示的。用数字表示的称为数字表示法，用字母表示的称为字母表示法。1数字表示法规那么：数字表示每台转向架的轴数；注脚“0表示每一动轴为单独驱动；无注脚表示动轴为成组驱动。例如：2-2表示该机车

5、有两台两轴转向架、转向架内动轴为成组驱动；30-30表示该机车有两台三轴转向架，转向架内各动轴为单独驱动；20-20-20-20表示该机车有四台两轴转向架，转向架内各动轴为单独驱动。2字母表示法规那么:以英文字母表示动轴数,如A即1，B即2，C即3，D即4等。注脚“0表示每一动轴为单独驱动；无注脚表示动轴为成组驱动。这样，上例中2-2表示为B-B，30-30表示为C0-C0；20-20-20-20表示为B0-B0-B0-B0。各数字或字母之间的连接号“-往往被省略，因此上例常写成BB；C0C0；B0B0B0B0。有一些机车，两转向架之间用活节相连，这样，数字或字母之间的连接号应写成“+号，而且

6、不能省略。例如国内曾有罗马尼亚6GR型电力机车，其轴列式即为30+30或C0+C0，如图1-2a所示。再例如，SS4型电力机车，其轴列式为B0B0+B0B0，这实际上是由活节相连的两节四轴机车共同组成的一台八轴机车，如图1-2b所示。为了和没有动力的转向架如车辆的转向架相互区别，在某些书刊上，常在表示轴数的数字或英文字母的右上角加“，例如30-30、B-B或C0-C0、B0B0等，右上角“表示具有动力的转向架。不过一般电力机车转向架全是动力的转向架，所以右上角“往往被省略不用。三支承装置在车体与转向架之间设有支承装置，它是转向架与车体之间的可靠连接，又是适应相应位移时的活动关节。它既传递垂直重

7、量，又保证了牵引力、制动力、横向力等水平载荷的传递。四车钩缓冲装置为了实现机车与机车或车辆的连接，并防止过大的冲动，在车体底架前后两端，各设有一套车钩及缓冲装置。电力机车的牵引能力及运行品质，在很大程度上决定于机械局部的设计制造水平。特别是近代机车的功率越来越大，运行速度越来越高，对机械局部的工艺技术水平的要求也越来越严格，尤其是转向架的结构、工艺、技术开展很快。近代机车转向架，必须满足以下要求。二、机械局部对机车动力学性能的重要意义1平安度大。在很高的运行速度下，要尽量减小垂向动作用力以及曲线通过时的脱轨系数。否那么，将引起机车及线路结构的破坏，甚至发生脱轨事故。2运行平稳性好。电力机车是一

8、个多自由度的振动系统，运行时要产生各种复杂的振动，尤其是在高速运行时，振动情况必然会变得十分严重，这就破坏了机车运行的平稳性。如何改进转向架的结构、工艺、实现尽量小的平稳指数，改善其垂向和横向的振动情况。是科研设计人员追求的重要目标之一。3曲线通过性能好。机车在曲线上运行时要遇到几何位移和横向力等特殊问题。高速下能否平安顺利的通过曲线，尽量减轻缘轨间的磨耗，与转向架、支承装置性能的优劣，有很大关系。4黏着重量利用系数大。机车在牵引运行中，其黏着重量的大小必然要发生变化，轴重要发生转移。减载最大的轴将首先发生空转，牵引力就受到了严重限制。轴重转移的程度与转向架的结构、尺寸有直接的关系。为保证充分

9、发挥机车牵引力，在这方面也必须进行精心的计算与试验，以确定最正确方案。5在满足上述各项要求的前提下，还要求转向架的结构简单，造价低，工作可靠，维修量小，甚至除旋轮外，实现百万公里无维修。由上面分析可知，电力机车机械局部的性能好坏，将直接影响到机车牵引力的充分发挥和运行的平安平稳。提高机车设计制造水平是提高机械局部的质量和性能的一个十分重要的方面。和蒸汽汽车、内燃机车比较，由于电力机车上没有原动机，为非自给式机车，所以在运行中的振动和惯性力较小，噪声也小，易于实现平稳运行。但是，由于电力机车的功率大，当发挥最大牵引力运行时，往往会收到轮轨黏着限制和轴重转移的限制，牵引力难以充分发挥；当机车以高速

10、运行时，其动力性能又常常成为影响速度提高的主要因素。因此，积极提高电力机车机械局部的设计制造水平，改善其质量和性能，就具有十分重要的意义。我国的电气化铁路从1958年开始筹建，1961年8月15日宝鸡凤州段91km电气化铁路通车。电力机车的研究与铁道电气化同步，也始于1958年。经历50多年的不懈努力，我国的电气化铁路得到了迅速开展，电力机车的研究、生产也成为世界上一支不可无视的力量。目前我国已形成了4、6、8轴的韶山系列直流牵引的电力机车型谱，并从2004年起，已实现三相交流传动的大功率和谐型机车，现已广泛投入运用。三、我国电力机车的开展概况我国电力机车的开展大体经历了以下三个阶段：第一阶段

11、20世纪5070年代由仿制到自力更生研制出第一、二代电力机车，开创了中国干线电力机车的历史。1958年底，株洲电力机车厂成功研制中国第一台电力机车，即6Y1-0001引燃管整流器式电力机车，机车功率为3 900kW，持续牵引力为，持续速度为45km/h。1966年004号机车用大功率硅半导体整流器成功地取代了引燃管；1968年8月综合了改进后的整流装置、牵引电机和加装电阻制动的008号机车落成，命名为SS1型电力机车。我国第一代交直传动电力机车是在消化吸收H60引燃管电力机车根底上，自力更生、逐步提高、完善演变而来。开创了韶山系列干线电力机车的历史。到1988年共生产826台。1969年SS2

12、型电力机车诞生，是在消化吸收法国进口的6Y2型引燃管电力机车根底上、自力更生研制成我国电力机车另一种的第一代产品。其特征是：SS1型电力机车为低压侧调压方式，机车功率为3780kW，6轴客货两用，C0-C0轴式，630kW脉流牵引电机拖动，最高速度为90km/h；SS2型电力机车为高压测压方式，机车功率为4 620kW，6轴客货两用，C0-C0轴式，770kW脉流牵引电机拖动，最高速度为100km/h。1978年12月30日，SS3型0001号样机研制成功，我国电力机车有了第二代产品，该型机车吸取SS1型和SS2型电力机车设计、制造与运用的成熟经验，并在SS1型电力机车改进的根底上设计研制而成

13、。机车持续功率为4 320kW，持续牵引力为，持续速度为48km/h。最高速度为100km/h。6轴客货两用、C0-C0轴式，到1993年，该型机车共生产677台。SS3型电力机车主要性能指标与20世纪70年代末至80年代初国际上同类产品的水平相当。第二阶段20世纪8090年代由系统引进国际先进技术到自主攻关研制出第三代多机型配套客货运电力机车。1985年9月，第一台SS4型电力机车顺利落成，该车型投产后至1993年共生产158台。以此为起点，我国电力机车由第一代、第二代的单一机型，开展到第三代多机型配套，实现了电力机车的“从少到多。20世纪90年代以来，国产电力机车的研发重点由系统引进国际8

14、K、6K、8G电力机车先进技术，到自主攻关在第三代相控电力机车的技术完善、性能提高、功能配套上。第三代产品为多机型组成，其共同的特征是采用多段桥3段或4段相控无级调压方式，构成B0-B0，C0-C0、B0-B0-B0、2B0-B0轴式，货运机车单轴功率为800kW，客运机车单轴功率为900kW。主要车型包括：1990年11月，研制完成了SS5型4轴客运电力机车。机车功率为3200kW、最高速度为140km/h。1991年6月，开发完成了SS6型6轴客货两用电力机车。机车功率为4 800kW，持续牵引力为351kN，持续速度为48km/h，最高速度为100km/h。1992年大同机车厂开发完成S

15、S7型6轴客货两用电力机车。机车功率为4 800kW，最高速度为100km/h。1997年试制成功SS7B型25t轴重货运电力机车,1998年底SS7C型电力机车研制成功,机车功率持续4 800kW,轴重22t，电制动方式为再生制动，最高速度为120km/h，是一种新的3B0客运电力机车。1999年底，SS7D型准高速6轴客运电力机车两台样机研制成功。机车功率为4 800kW，轴式B0-B0-B0，轴重21t，最高素的170km/h。2001年底，在SS7D型机车根底上又研制成功了SS7E型6轴客运电力机车。与SS7D型机车不同的是机车轴式是C0-C0，辅助电源采用先进的辅助变流器。1992年

16、完成了SS3B型电力机车试制，并投入批量生产。SS3B型是SS3型电力机车的派生车型。主要改进的工程是：改为不等分3段半控桥相控调压、机车恒流、准恒速特性控制；2003年6月SS3B型固定重联电力机车在原SS3B型电力机车根底上完成，机车采用了复合TCN标准总线连接的机车网络控制系统。两节机车之间由各自的中央控制单元CCU网关通过网卡及WTB总线进行通信。各部件通过自带网卡及MVB总线进行通信,原电子柜改为传动控制单元DCU(微机控制柜)。1993年完成了对SS4型电力机车的重大改进,改进型机车简称SS4改。主要攻关工程是：经济4段桥相控改为不等分三段桥相控，加装功率因数补偿装置；二级电阻制动

17、改为加馈电阻制动；机车控制由恒流、恒压控制改为恒流、准恒速特性控制；加装防空转/滑行保护装置，轴重转移补偿装置，空电联合制动装置，双机重联系统，压缩空气枯燥装置；转向架牵引装置由Z型低位斜杆牵引装置改为推挽式中间低位斜牵引装置等。自主攻关的成功使SS4型电力机车的性能、质量、可靠性有了很大的提高，并在当年形成批量生产，成为我国重载货运电力机车的主型机车。1994年底,SS8型准高速客运电力机车两台样机试制成功,并于1996年开发应用了900kW全叠片串励牵引电机，使机车功率提高到3 600kW，牵引力为126kN，速度为100km/h，最高速度为170km/h，主电路采用不等分三段半控桥式整流

18、电路和磁场无级削弱，加馈电阻制动，为适应准高速的需要，减少轮轨作用力，采用了轮对空心轴转动的架悬式2B0转向架，采用微机控制的恒流、准恒速特性控制、空转滑行保护控制、轴重转移补偿控制、速度分级控制，具有列车供电单相电源。1998年在京广线高速试验中创造240km/h的速度。1994年底SS6B型客货两用电力机车研制成功。该型机车是我国郑宝铁路电气化工程第三批6轴交流电力机车的国际竞标中标机车。机车功率4 800kW，最高速度为100km/h。主电路采用不等分三段半控桥式整流电路；恒流、准恒速特性控制，加馈电阻制动，采用中电压、有补偿、半叠片结构的ZD114型串励脉流牵引电机，滚动轴承抱轴式半悬

19、挂，单边刚性传动，低位平杆牵引装置，2C0转向架;机车设有PFC功率因数补偿装置及轴重转移电气补偿及防空转防滑装置、空电联合制动、双机重联装置等；机车当年投入批量生产。1995年12月，首台SS4B电力机车顺利落车，该型机车在SS4改型机车根底上进一步消化吸收国外先进技术和实施重大部件标准化，简统花，如牵引电机采用同日立公司联合设计，合作生产的ZD114型牵引电机，其悬挂方式为滚动轴承抱轴悬挂式，单边直齿刚性传动；采用了微机控制技术，防8K的TSG3受电弓等；机车功率相同于SS4改型机车。机车的性能与可靠性有了进一步的提高。1997年出口伊朗首都城郊铁路的TM1电力机车研制成功，以它构成推挽式

20、电动车组2动10托用于德黑兰梅赫尔铁路城郊客运。机车功率3200kW,B0-B0轴式，牵引力为，速度为，最高速度为140km/h，机车电气原理和主要部件与SS8型机车根本相同，采用了电机空心轴转动结构，并首次采用先进的IGBT列车供电逆变器、列车门控、播送系统等先进技术。1998年底SS9型准高速6轴客运电力机车试制成功，机车功率为4 800kW，最大功率为5 400kW，C0-C0轴式，牵引力169kN，速度为99km/h,最高速度为170km/h,主电路采用不等分3段半控桥整流电路和磁场无级削弱，加馈电阻制动，采用微机控制及逻辑控制单元，转向架采用轮对空心轴全悬挂，配置了6台900kW牵引

21、电机，使机车具有强大牵引动力。1999年5月，200km/h高速电动车组DDJ1动力车试制成功，机车功率为4 000kW，牵引力为112kN，速度为124km/h，最高速度为200km/h，机车电气原理与SS9型机车类同，但辅助电源采用逆变装置来供给；按负载需要为变频变压VVVF和恒频恒压CVCF。车头采用流线型结构；牵引电机采用架承式全悬挂结构，此外，还采用微机控制系统的总线重联多接点控制装置等先进技术。第三阶段20世纪90年代末21世纪加强国际合作坚持自主创新研制出国内外市场需求的交流传动电力机车。第一至第三代产品均为交直传动方式，仅以调压调速方式和单轴功率等级来区分，而第四代电力机车产品

22、的根本特征是以电传动方式来确定。交流电传动方式定为第四代产品的标志，采用VVVF变频调速方式。从2004年起，我国通过引进、消化、吸收与再创新，正式启动和谐型大功率交流传动电力机车工程，由株洲电力机车与德国西门子合作生产HXD1型和HXD1B型电力机车，由大同电力机车有限责任公司与法国阿尔斯通公司合作生产的HXD2型和HXD2B型电力机车，由大连机车车辆有限责任公司、北京二七轨道交通装备与日本东芝公司合作生产的HXD3型和HXD3B型电力机车。均在2021年前通过试验并生产使用，现已成为国内干线主型电力机车。其中，HXD1型和HXD2型为轴功率为1 200kW等级的8轴电力机车；HXD3型为轴

23、功率为1 200kW等级的6轴电力机车；HXD1B型、HXD2B型、HXD3B型为轴功率为1 600kW等级的6轴电力机车。本节对SS3型4000系、SS4B型、SS6B型、SS7型、SS8型和SS9型电力机车及进口6K、8K型电力机车等的结构特点及性能作简要介绍。四、我国直流传动型电力机车简介3型4000系电力机车SS3型电力机车是我国电力机车第二代产品,是吸收SS1、SS2型电力机车成熟经验，并在SS1型电力机车改进的根底上设计试制的大功率客、货运干线电力机车，于1982年通过部级技术鉴定并投入批量生产。随着晶闸管相控调压技术在电力机车上的应用日趋成熟，1992年开始，改进后的SS3型40

24、00系电力机车开始批量生产，而后SS3固定重联机车简称SS3B也成SS3型机车家族的一员批量投入运用。SS3型4000系电力机车采用大功率硅整流管和晶闸管组成全波桥式整流电路，晶闸管相控平滑调压及采用恒流准恒速限压控制，使机车具有无级加速特征，从而启动平稳、加速度大；采用小时功率800kW、具有补偿绕组的脉流串励4极牵引电动机；采用加馈电阻制动，强化了机车低速工况下的制动能力；构架式承载车体，结构简单，工艺性好，有较好的强度；C0转向架、不等轴距、平拉杆牵引装置和弹性轴箱拉杆传递牵引力，具有较好的轴重转移性能和曲线通过性能；一系悬挂为钢园簧，二系悬挂为叠片式橡胶弹簧，并配置有垂向和横向减振器，

25、结构简单，维修量小；箱式单缸制动器、双边斜齿减速转动。牵引特性控制的表达式为：4B型电力机车SS4型电力机车分为SS4型(1159号)、SS4改型159号以后两个开展阶段。SS4B型电力机车是在SS4改型根底上研制完成的8轴重载货运电力机车。该车与SS6B完全简统，采用与SS8型相同的微机控制的控制功能，采用了吸收消化8K技术的受电弓、主断路器等产品，其性能与可靠性比SS4改型有了进一步提高。SS4B型电力机车的主要特点是:采用了同日本日立公司联合设计的ZD114型牵引电动机，滚动轴承抱轴半悬挂，单边刚性直齿传动。主电路采用大功率晶闸管与二极管组成的三段不等分半控桥式整流电路,在牵引或制开工况

26、时进行准恒速恒流限压控制.机车设备布置采用传统的双边走廊、分室斜对称布置。两节车体用车钩连接，设有防脱钩平安装置，车钩上方为连挂风挡，中间为通道。机车为加馈制动方式，告诉区域与电阻制动方式相同，低速区域与再生制动方式相似。牵引特性控制的表达式为：SS4B型机车主要技术参数见表1-16B型电力机车SS6B型电力机车(SS6型1000系列)是由原株洲电力机车厂和原株洲电力机车研究所1994年共同研制开发的6轴干线电力机车,它同SS4B型8轴重载货运机车构成模块化系列。该型机车在韶山型系列电力机车成熟的技术的根底上，吸收消化了8K、6K等国外机车的先进技术，成为我国干线相控6轴电力机车的简统化、标准

27、化机型。SS6B型电力机车为6轴货运系列机车，C0-C0转向架，采用双侧低位平拉杆式牵引装置，具有动力学稳定性好、黏着利用高的优点；电机采用滚动抱轴承鼻式悬挂、单侧刚性直齿转动。牵引力的传递由轴箱及拉杆转到构架，再由双侧平拉杆传递到车体侧梁，通过侧梁转到车体牵引梁及车钩。机车的车悬挂及转向架悬挂分别是传统的橡胶叠簧和园簧。机车主电路采用了标准化结构，主要特点如下。1采用传统的交直传动方式，采用中电压1 020V、有补偿、半叠片的ZD114型串励式脉流牵引电动机。2采用转向架独立供电方式，全车有两台独立的相控式主整流器。这种供电方式的优点：一是能充分提高黏着利用，对前后转向架进行电气轴重转移补偿

28、，二是一台主整流器故障时，可切除一台转向架，保存1/2牵引能力。3主整流器为大功率晶闸管和二极管组成的三段不等分半控整流桥。为提高整流机组并联元件的均流特性，在元件支路串联增加了均流电抗器，并采用铜散热器进一步改善整流机组的散热冷却条件。4主电路交流侧设有功率因数补偿装置，使机车具有较高的功率因数和较小的谐波干扰电流。在直流侧电机回路采用了电机磁场分流电抗器，以改善牵引电机车在深度磁场削弱工况时的换向性能。(5)采用加馈电阻制动。与电阻制动相比，加馈制动具有三大优点：一是可加宽调速范围，将最大制动力延伸至零(实际为10 km/h)；二是能较方便地实现恒制动力控制；三是取消了常规的半电阻制动装置

29、，简化了控制电路。(6)全部采用霍尔传感器检测直流信号、电压信号、提高了系统的控制精度。(7)机车控制方式为恒流准恒速限压控制，可较好地发挥最大启动牵引力。此外还具有防空转防滑行控制、功率因数补偿控制、空电联合制动控制等功能。机车车体采用了大顶盖整体承载结构及预布线和预布管设计。通风系统采用传统的车体通风方式。SS6B型机车牵引特性控制的表达式与SS4B型机车一致。SS6B型机车主要技术参数见表1-1。4SS7型电力机车SS7型电力机车是根据我国铁路1/3是曲线线路，尤其在山区的曲线半径更小，又结合国内机车技术的开展水平及运用研制的。在充分消化吸收8K型电力机车技术，借鉴采用6K型电力机车技术

30、，以及参考国内各型电力机车技术特点根底上研制生产的。该车是国产的首次采用380转向架的电力机车。SS7型电力机车采用交直传动方式，机车主电路采用半集中供电方式以转向架为单位，二段桥相控整流电路及无级调速特性。该车在国内首次采用他复励全叠片牵引电动机，使机车具有较硬的牵引特性，能在同样轴重的条件下得到较大的牵引力。采用无级磁场削弱，简化了主电路和控制电路。机车的电气制动方式为再生制动，制动力强，恒功制动范围大，黏着再恢复及黏着重量利用比电阻制动好。机车采用Z形低位斜拉杆牵引装置、B0-B0-B0转向架，降低了导向轮对钢轨的侧压力和脱轨系数，提高了机车曲线通过的平安性，减少了轮缘磨耗，且比C0-C

31、0转向架有利于实现最大黏着利用，保证机车牵引力的充分发挥。机车电子控制装置采用引进的8K机车电子技术，牵引控制为恒流准恒速控制，再生制动控制为准恒速无级调速，装有功率因数补偿装置。机车通风系统采用大面积立式百叶窗车体进风方式，结构简单，风速低，风阻小；车体采用框架式整体承载结构，采用低合金16Mn钢板压型件代替型材，减轻重量。主变压器与平波电抗器、滤波电抗器及高压电流互感器置于同一油循环系统，整个系统采用壳式造型油箱，导向强迫油循环，与芯式变压器相比，在体积及重量上有较大的缩减，可实现无需维修化。电空制动系统在DK-1型电空制动系统根底上增设了重联及空气枯燥器，用单缸储能制动器代替了手制动装置

32、。机车主电路的主要特点如下。(1)机车牵引采用无级调速控制和无级磁场削弱。机车特性采用面特性控制，调节范围广，能在特性限制线区域内任意点上运行。两段桥中第一段桥为全控桥，第二段桥为半控桥。由于电机为他复励方式，因此电路中多一个他励半控桥，给前半台车的三台电机他励绕组供电。为防止电机飞车，先有一个预他励电流32A，然后主桥开放，预他励电流随电枢电流的增大成比例增大。牵引时由司机控制手轮调节，共11级，相应的级位下对应着一定的速度，其速度差不大于10km/h，级位与牵引电机电流和机车速度关系如下：(2)采用再生制动，制动范围广，制动力大，低速时(10 km/h)也能保持最大制动力。制动时手轮级位与

33、牵引电机电流和机车速度关系如下：再生制动时励磁电源由他励半控桥提供。(3)采用了复励电机，只要平滑减少他励电流，就可方便地实现无级磁场削弱。(4)机车各直流电量和速度信号采用传感器检测，而交流电量采用互感器检测，实现了高压主电路与低压控制系统的电隔离，并使测量、仪表显示，控制及保护输出一体化。(5)具有短路、过流、过载、过电压、按地保护等多种功能。SS7型电力机车的主要技术参数可见表1-1。为适应既有线路提速的需要研制出120 km/h的SS7c型电力机车，2000年通过部级鉴定，与SS7型电力机车相比主要作了如下改动：(1)降低轴重东路22的要求，降低簧下重量，改善机车动力学性能；(2)一、

34、二系悬挂参数并增加抗蛇行减振器，使机车且有良好的动力学性能；(3)优化牵引电动机悬挂参数，改进悬挂刚度，降低牵引电动机振动加速度；(4)修改齿轮传动比使机车具有牵引20节旅客列车加速和调速性能；(5)对牵引电机进行优化；(6)增设向列车供电装置及双风管制供风；(7)电器元件和新型原材料，提高机车可靠性。级位与牵引电机电流和机车速度关系如下：SS7D型电力机车是为满足160 km/h客运机车而设计的，于2001年通过部级鉴定，采用3B0转向架结构。SS7D型电力机车主要特点如下。(1)主电路采用三段不等分相控整流复励电路、无级调速和无级磁场削弱；(2)采用恒流启动及准恒速运行的特性控制方式；(3

35、)采用微机控制及LCU逻辑控制单元；(4)采用电机架承式全悬挂、轮对空心轴六连杆传动；(5)采用独立通风系统；(6)采用3B0转向架，单侧制动；(7)设有向列车取暖及空调供电的电源；(8)采用双管制供风；(9)为满足21 t的要求，总体、车体、转向架、变压器等各主要部件均做到轻量化；(10)机车头型进行了全新设计，司机室内结构按标准化没计，充分应用了人机工程学原理。级位与牵引电机电流和机车速度关系如下：SS7E型电力机车于2002年通过鉴定，它是在借鉴SS7D型电力机车局部成熟技术根底上研制而成。与SS7D型电力机车相比，其走行部采用2C0转向架结构，辅机系统采用辅助变流器供电，代替了传统的劈

36、相机供电模式，降低了辅电机总功率，提高了辅机系统供电品质和效率；车体采用流线型设计。严格遵守简统化、标准化、系列化原那么，力求机车设计的先进性、运用的平安性和可靠性，成为持续功率为，1 800 kW，最高速度为170 km/h干线客运电力机车。5SS8型电力机车SS8型电力机车是4轴准高速客运电力机车，采用微机控制技术。该车在SS5型机车的设计上作了三项较大的改进，一是机车功率提高到3 600 kW，二是取消再生制动，采用加馈制动，三是取消机车功率因数补偿。其主要技术特点是：采用全悬挂半叠片机座串励牵引电机，轮对空心轴弹性传动，推挽式平拉杆牵引装置，B0 -B0转向架，三段桥相控调压，无级磁场

37、削弱；微机控制恒流准恒速特性控制、空转滑行保护控制、轴重转移补偿控制、速度分级控制等。SS8型机车微机控制系统由一个微机控制柜和装在两端司机室内的液晶子体显示屏及显示控制箱组成。控制柜中有两个控制箱，分别对两个转向架进行独立控制。除传统的牵引、制动控制，防空转、防滑行控制外，还具有故障诊断和故障数据记录功能、自动过分相区功能、速度分级控制功能和更加完善的机车保护功能。机车牵引采用特性控制，即低速时的恒流控制和设定速度点的准恒速控制。其表达式为：在黏着限制的范围内，机车先按特性的平直段恒流启动(120N)，当机车速度升高后，按准恒速运行(875N-87.5v)，同一级位速度变化范围约10 km/

38、h。在高级位低速时受最大启动电流(1 420 A)限制。当电机电压到达最大限制值后，自动进行无级磁场削弱，最深磁场削弱系数为39%。制动时采用特性控制和加馈电阻制动。特性控制的表达式为：第5级时再与50 A取最大值。励磁电流调节到最大后，进入加馈制开工况。在制动给定的第5级有制动电流最小50 A限制，以满足静止试验的需要和防止因操作不当而造成的加馈制停后的倒行。制动时还可实现速度分级控制的减速要求，当接收到速度分级控制系统的减速命令后，微机控制装置忽略司机控制器的当前状态，进行最火制动力的电制动。防空转、防滑行控制可保证机车在任何轨面条件下启动、加速、制动不擦伤轮轨，不发生牵引电机超速，完全由

39、软件实现。由于SS8型机车为准高速机车，通过分相区的时问间隔较短，不能再靠司机手动控制主断路器的分、合。微机控制系统满足了自动过分相的要求，当微机接收到机车上的速度分级控制系统提供的过分相信号时，立即封锁触发脉冲并发出断路器断分信号，在通过分相区网压恢复后再发出主断路器闭合信号，并控制电流上升率。在空电联合状态下，微机控制装置可使列车管减压，从而实现联合制动。其主要功能有两点：一是执行速度分级控制系统1级和2级空气制动命令1级和2级对应不同的减压量，通过控制排风时间来实现。二是电制开工况时，假设计算出的目标控制值超过最大制动电流限制值100 A，那么进行1级空气制动。SS8型机车部件诊断系统包

40、括静止时低压和高压自检功能，实时故障检测功能及诊断结果评判。可诊断的故障共62种，由诊断系统归结为9种类型，每一种类型对应一种处理方法。9种类型是：(1)不能再合主断路器；(2)切除第转向架的控制装置；(3)切除第号电机；(4)降功率运行；(5)断开第转向架主接地开关；(6)断开辅接地或控制接地开关；(7)切除防空转保护；(8)降速运行；(9)手柄回零、微机复位重新启动。在两端司机室显示屏下方有操作按键，自检命令和初始参数设置以及监控信号的选取等通过键盘操作来实现。运行参数、诊断结果和提示信息通过显示屏显示。SS8型机车主要技术参数见表1-1。6SS9型电力机车新型的独立通风SS9型电力机车0

41、044号开始在研制过程中坚持模块化、标准化、系列化的原那么，吸取原SS9、SS8、SS6B型机车以及DJ1型机车的成熟经验，并采用各种先进的技术设计而成，已成国内160 km/h准高速主型机车，并承担了全国铁路第五次大提速旅客列车牵引重任。SS9型电力机车为牵引160 km/h准高速旅客列车的6轴4 800 kW干线客运电力机车，能满足长距离、大坡道上牵引大编组旅客列车。电传动系统采用标准化的大功率晶闸管和二极管组成的不等分三段半控桥整流电路，实现恒流准恒速的牵引调速特性。采用晶闸管分路来到达无级磁场削弱，提高列车高速运行的平稳性；电阻制动为加馈电阻制动，在低速区具有恒定的最大制动力，实现恒制

42、动力准恒速控制的制动高速特性。SS9型电力机车为C0 C0轴式，C0转向架保存了传统的“目字形构架，采用空心轴六连杆驱动装置、一系、二系弹簧悬挂装置、牵引电机架承式全悬挂、新型TDYZ-4制动器、单边直齿刚性齿轮传动，使得转向架具有较高的黏着利用率和较好的动力学性能。车体是整体承载结构，能承受1 960 kN的纵向静载荷且无永久变形。SS9型电力机车的控制技术实现了标准化和模块化，控制装置采用逻辑控制单元与微机控制方式。可实现牵引工况的恒流准恒速特性控制，制开工况的恒制动力准恒速特性控制，防空转防滑行控制，轴重转移补偿控制，空电联合制动控制等功能，并具有故障记录和故障诊断功能。同时用现代电力电

43、子和微电子技术结合构成的逻辑控制技术取代传统的继电器布线逻辑，用微机发出的指令直接控制接触器等外部负载，防止了多级驱动。提高了系统的可靠性，简化了控制系统的设计，提高了控制系统设计制造的灵活性。SS9型电力机车的牵引特性控制的表达式为：制动特性控制的表达式为：SS9型机车主要技术参数见表1-1。7新型电力机车的设计原那么新型电力机车的设计都遵循了简统化、系列化工作的原那么，完全按标准化进行。这对于我们了解分析不同形式的新型电力机车提供了方便。电力机车简统化、系列化工作原那么的主要内容如下。(1)主电路标准化设计。采用两种整流电路形式：a两段桥、再生制动，牵引无级磁场削弱；b三段不对称半控桥，加

44、馈电阻制动，牵引三级磁场削弱。统一牵引电机电压等级，不同轴式采用积木式组合，货运机车牵引电机功率800 kW，电压1 000 V左右，6极电机，半悬挂，滚动抱轴承，单边刚性齿轮传动。货运机车采用机车功率因数补偿装置。统一装备有防空转、防滑行系统。统一装备有特性控制系统。采用标准电压、电流等级的丰电路各类电器设备。(2)机车车体采用统一结构。统一的司机室根本设备布置；统一的大顶盖结构及车顶预布线工艺；统一的高台架及车上布管工艺；统一的侧墙高度及结构，底架根本结构，架车升高高度。(3)统一的DK-1型制动机。(4)统一的电子控制柜，电子插件采用模块化结构。(5)统一的大功率晶闸管与整流管。(6)统

45、一的同一种类型转向架的根本组件，其中包括轮对系统、悬挂系统、根底制动系统等组件的统一。8. 6K型电力机车6K型电力机车是从日本引进的6轴相控电力机车，客货两用，其使用条件大致与国产SS1、SS3、SS4型和从欧洲引进的8K型机车相同，最大特点是B0-B0-B0转向架和微机控制。6K型机车电路特点：采用三段不等分半控桥相控凋压；复励牵引电机，每三台电机的他励绕组串联，用改变电枢的接法实现运行方向和工况的选择；采用恒制动转矩控制的电阻制动；功率因数补偿；可自动过无电区；采用微机控制。6K型机车为有级控制，牵引20位，制动10位。恒速挡，每位速度一级位数5(km/h)，恒压挡，每位电压=55+级位

46、数-159(V)。到16位电压达940 V，以后4级为磁场削弱级，最深削弱系数40%。各级制动力=35+级位数-1.5 kN。牵引时，假设手柄放恒速挡，上坡自动牵引，到达规定速度后转惰行，下坡时自动转入电阻制动。微机控制采用多个CPU系统。每个控制装置有两个8086CPU和两个8085CPU。一个主CPU8086实现机车特性计算和逻辑控制，一个从CPU8086实行采样与执行晶闸管的触发控制；一个8085CPU进行故障记忆，另一个8085CPU用于进行故障传送，在司机台上显示。9. 8K型电力机车8K型电力机车是从欧洲50赫兹集团引进的8轴交一直流传动大功率电力机车。该机车属于20世纪80年代中

47、期世界上交-直流传动电力机车的先进水平，主要表达在：解决了再生颠覆问题，能进行比较稳定的再生制动；大容量的功率因数补偿及滤波装置；灵敏的防空转、防滑行系统；静止单一三相变流器供辅助电机变频启动；牵引电动机为C级绝缘；无级磁场削弱；滚动抱轴承；大量采用集成电路的电子插件；低位牵引装置配以轴重转移电气补偿等。8K型机车由完全相同的两节车组成，每节车四轴，有重联装置，可实现由1节机车集中控制2节、3节或4节机车重联运行。机车主电路采用两段桥调压，一段为全控桥，另一段为半控桥。牵引与再生两种工况均采用特性控制方式，即恒流准恒速控制。表达式为：每台转向架上的两台牵引电动机在电路上为串联连接，可使因两台电

48、机特性差异和两个轮对的直径差异所引起的牵引力差异减小。车体布置采用积木式屏柜结构，主电路、辅助电路、控制电路的高、低电器及电子器件都集中布置在一个中央电器柜内，控制电路导线与电器的连接采用插接式器件，无需检查维修。各种电力机车主要技术参数见表1-1。直流传动电力机车与交流传动电力机车相比有如下自身无法克服的缺点。(1)同等功率的脉流牵引电动机体积比较大，而机车的结构本身已经限制了电机的安装空间。(2)同等功率等级的电机重量比较大，增加了机车转向架簧下质量，使轮轨的冲击比较大，不适合机车高速牵引的要求。五、和谐型大功率交流传动电力机车(3)脉流牵引电机本身的特性比较软，机车的黏着利用率低，重载牵

49、引容易发生空转，制动时容易滑行，且空转后不易恢复。(4)机车的轴控比较困难，一般采用转向架控制技术，不易提高机车的黏着和功率的利用。(5)由于牵引本身带有换向器，需定期维护，高速、大电流运行时电机换向困难，容易出现电机环火等故障。上述直流传动的缺点正好是交流传动的优点，随着电力电子技术和计算机控制技术的开展，电传动已进入交流传动时代。自2006年以来，和谐型大功率交流传动电力机车诞生及批量投入运用，标志着我国铁路机车行业成功实现了由直流传动向交流传动的，转化机车技术平台到达世界先进水平，机车装备现代化和机车装备制造化迈入新的历史阶段。和谐型大功率交流传动电力机车具有牵引性能优越、功率大、黏着利用率高、启动加速性能好、可靠性高、节能减排好等特点。牵引系统采用大功率交直一交传动方式，牵引电机为交流异步电机、具有功率大、重量轻、结构简单、可靠性高、维护工作量小等特点；牵引变流器采用世界先进的大功率IGBT器件，具有开关频率高、控制性能优良、可靠性高的优点；采用先进的车载计算机网络控制系统，数据传输量大、牵引及制动控制