多流制电力机车

电力机车牵引传动系统概述——电气与信息工程学院马克思主义与当代课讨论小组目录：134电力机车概论多流制电力机车电力机车牵引传动系统目前的主要研究方向2SS7E型电力机车电力机车(electriclocomotive)是指由电动机驱动车轮的机车。电力机车因为所需电能由电气化铁路供电系统的接触网或第三轨供给运行中的电力机车，所以是一种非自带能源的机车。内燃机车电力机车基本组成：车体车底架及走行部车钩缓冲装置受电弓电力机车按用途按供电系统电流制式客运电力机车货运电力机车直流制式交流制式多流制式按轨道交通运行范围干线铁路城际铁路城市轨道交通市郊轨道交通直流制电力机车：指的是牵引变电所内设有整流装置，它将三相交流电变成直流电后，再送到接触网上。直流供电制式特点：

可以直接从接触网获得直流点供给直流串励电动机使用，简化了机车上的设备

由于直流牵引电动机端电压的限制，接触网电压等级低，一般使用的电压等级有750V，1500V，3000V,接触导线要求很粗，要消耗大量的有色金属，加大了建设投资。城市轨道交通毫无例外的都采用直流供电制式，这是因为城市轨道交通运输的列车功率并不是很大，其供电半径（范围）也不大，还由于直流制比交流制电压损失少（同样电压等级下），因为没有电抗压降。另外由于城市内的轨道交通，供电线路都处于城市建筑群之间，供电电压不宜太高，以确保安全。基于以上原因，世界各国城市轨道交通的供电电压都在直流550V到1500V之间，我国国标以规定为750V和1500V，例如北京地铁采用的是750V直流供电电压，上海地铁采用的是1500V直流供电20世纪50年代前，在电力牵引领域中，直流电力机车占有主导地位。直流车承担了20世纪80、90年代北京市市公共交通运输重要任务。1971年北京地铁正式接待乘客，截至1999年交流车在1号线上使用，直流车共运送乘客约62亿人次。退出北京地铁2012年4月，地铁1号线直流车（闷罐车）举行退役仪式。据悉，19组114辆直流车完成“交班”。自此，北京地铁将从直流车进入全交流车时代抚顺电机车系列2-中捷友谊之花中国于1914年在抚顺煤矿使用1500伏直流电力机车。这种机车爬坡性能特别好，非常适合抚顺矿区使用，现在是抚顺矿业集团铁路运输的主要车型。直流串励电动机具体启动转矩大，调速简单的特点，最大的优点在于调速简单，由于带有整流子，使制造和维修很复杂，体积也很大。

交流无整流子牵引电动机（即三相异步电动机）传动，在制造、性能、功能、体积、成本及可靠性等方面远比整流子电机优越的多。之所以未能在电力机车上使用的原因在于其调速困难，改变端电压并不能使这种电机在较大范围内改变速度，只有改变电流的频率才能达到目的。因此只有在电力电子技术以及大功率晶闸管变流装置得到迅速发展的今天，才能生产出使用三相交流电机的先进电力机车。在铁路干线上的直流电力机车已被网压高、功率大的工频交流电力机车所取代。由于应用交流笼式电动机的一系列优点，大型工矿直流电力机车，也向直流供电下的交流传动方向发展。电力机车牵引传动系统的发展趋势：直-直牵引传动系统直-交牵引传动系统交-直牵引传动系统交-直-交牵引传动系统1.城市轨道电力机车2.干线铁路电力机车

2.直流制电力机车传动系统（1）直-直传动系统（2）直-交传动系统城市轨道交通动车上海地铁北京地铁交—直型电力机车传动系统我国主要有韶山型电力机车，投入运营的有SS1、SS3、SS4（主要的为SS4G

），目前已到SS9。SS1SS8SS3SS6SS7SS4交直交电力机车交-直-交电力机车在接触网上引入的仍然是单相电，它首先把单相电整流成直流电，然后再把直流电逆变成可以使频率变化的三相交流异步电动机使用，这种车具有优良的牵引能力，很有发展前途CRH3HXD1D型交直交电力机车牵引传动系统四个层次交通系统特征分析干线铁路客运专线城际铁路市域轨道交通城市轨道交通功能定位城市间较高速度的交通方式既照顾直辖市省级市之间的直达客流，又要兼顾省级市、地级市、县级市之间的人员快速流动加强城市人口密集城区与人口稀疏远郊区的联通承担城市中心区域及近郊客流的输送，重视与主要商务区、人口密集区的联通客运性质大范围的跨城市、区域的客流中心城市与相邻城镇之间、中心城镇与城市中心的客流市中心到郊区的中小容量客流市中心内小站距之间的客流和近郊区到达市中心中、大客流线路长度200-1500km100-300km50-100km≤50km既有线及供电制式京沪高铁AC25kV京津城际、穗莞深城际，AC25kV广佛城际，DC1500V成灌快速铁路AC25KV北京地铁9号线DC1500V不同速度等级对牵引供电制式选择的影响AV25kVDC1500V≤120km/h可采用可采用120-140km/h可采用，技术经济指标有优势可采用，但车辆功率配备及性价比、研制成本开始受控140-160km/h可采用，技术经济指标有优势车辆研制成本增加，投资成本高，国内外无运营参考≥160km/h可采用，技术经济指标有明显优势弓网受流质量不能保证，无法完善牵引供电系统配套设备国内外市域轨道交通线路参数及车辆选型情况线路平均里程（km）平均站间距最高运行速度（km/h）采用车型法国RER1102.3140MI84双制式电机机车美国BART28-130直流牵引电力机车香港地铁机场线3511.7130地铁A型车广州机场线30.92.8120地铁B型车成都成灌线676.1200CRH1A型动车组列车上海地铁11号线59.45.4120地铁A型车我国轨道交通的供电制式基本上分两种：一种是用于高速铁路和城际铁路的25kV、50Hz的交流牵引供电制式；另外一种是用于城市轨道交通地铁和轻轨的直流1.5kV(750V)牵引供电制式。随着我国高速铁路、城际铁路和城市轨道交流通的发展趋势，三种轨道交通的互通互联问题已经出现。如上海轨道交通11号已经规划延伸到江苏省的昆山市，不排除与昆山市的地铁系统互联；广州省现已开始考虑规划珠三角城际轨道交通与广州、深圳地铁互联及电磁兼容等问题。因此，为了实现高速铁路、城际铁路和城市轨道交通电力机车的跨线运行以及市郊轨道交通的选型，迫切需要研发多流制电力机车技术。欧洲铁路牵引供电制式分布欧洲国家有4种供电制式。如图所示，分别为15kV/16.7Hz交流供电制式、25kV/50Hz交流供电制式、1.5kV直流供电制式和3kV直流供电制式，其中欧洲的西部和南部普遍采用1.5kV直流供电和3kV直流供电，而欧洲东部采用15kV/16.7Hz由于历史原因，目前欧洲铁路网有4种不同的牵引供电制式。20世纪90年代，欧洲铁路政策对电力机车的通用性提出要求。随着欧洲铁路货运的自由化，运营者们在跨国境运输途中，选择费用最佳的连接方式。为了满足运营者的需求，电力机车制造商相继研制出能够满足客货运跨境运输要求的多流制电力机车庞巴迪公司TRAXX系列的机车图阿尔斯通公司的PRIMA机车系列西门子公司和克劳斯马菲公司联合研制了EuroSprinter基于设备复用的多流制电力机车牵引传动系统示意图注：交流制式下开关SA闭合、SD开断；直流制式下开关SD闭合、SA开断交流供电制式下电力机车牵引传动系统示意图直流供电制式下电力机车牵引传动系统示意图主电路中主要电气设备主变压器牵引变流器牵引电机(1)多绕组牵引变压器充当变压器和直流滤波电抗器两种角色时，其阻抗参数与牵引传动系统对参数要求的优化匹配，特别是当牵引绕组用作直流滤波电感时，牵引绕组的端口电感如何计算？牵引绕组采用何种接线方案最为合理；(2)了解和掌握多流制电力机车牵引传动系统在供电制式切换过程的电磁暂态特性，特别是交流切换至直流、直流切换至交流两种模式下的电磁暂态特性；这对系统设备及变流器开关器件的参数选型、切换过程的防护措施的提出具有重要的理论