HXD1C机车总体介绍

HXD1C机车总体介绍南车株洲电力机车有限公司

2013-06精品文档总体说明

2精品文档总体说明主要特点一3精品文档总体说明主电路：机车牵引电路采用由IGBT模块(3.3kV/1200A)组成的四象限整流器和逆变器，采用牵引电机轴控技术。辅助电路：机车辅助电路采用独立的辅助逆变器供电，辅助变流器分别由恒频恒压变流器（CVCF）与变频变压变流器（VVVF）两个模块构成。控制网络：机车采用微机控制系统，实现网络化、模块化，使机车控制系统具有控制、诊断、监测、传输、显示和存储功能，控制网络符合IEC61375的标准要求。重联控制：机车具有通过WTB总线进行多机(最多三台)重联控制及显

示功能，并预留了远程重联控制系统的软件、硬件接口及安装平台。

主要特点4精品文档总体说明设备布置：机车总体结构为双司机室、机械间设备按斜对称原则布置、中间走廊、采用预布线和预布管设计。

通风方式：机车采用独立通风方式，增加了机械间冬夏季温度调节模式转换设计，更好的改善了机车运用环境。车体：车体采用整体承载结构型式，全部由钢板及钢板压型件组焊而成的全钢焊接结构。车体纵向压缩载荷取3000kN，纵向拉伸载荷取2500kN。转向架：机车采用两台C0转向架。驱动系统采用滚动抱轴承传动的抱轴悬挂驱动，构架为箱形梁焊接构架，齿轮箱采用了高强度铝合金；一系悬挂采用轴箱拉杆＋螺旋钢弹簧方式；二系悬挂采用高挠螺旋钢弹簧结构；牵引装置采用低位牵引。空气制动系统：机车采用CCBII、DK-2、法维莱制动机。其它：机车预留有信息系统的安装位置和接口。主要特点5精品文档总体说明环境条件二6精品文档总体说明用途：铁路干线用机车。机车在下列条件下，能按机车额定功率正常工作。海拔高度：不超过2500m在海拔高于1400m、环境温度接近+40℃、连续在最大功率状态下运行时可能出现功率限制。环境温度（遮荫处）：-25℃~+40℃

机车基础结构按照-40℃运用环境设计，并预留加强防寒设备安装接口和布线空间。机车能够在-40℃环境下存放，加强防寒后能够在-25℃～-40℃环境下正常运用。月平均最大相对湿度（该月月平均最低温度不低于25℃）：95%环境条件：能承受风、雨、雪、盐雾、煤尘和偶有沙尘暴。环境条件7精品文档总体说明基本技术参数三8精品文档总体说明电流制:25kV/50Hz网压在17.5kV～31kV范围内，机车功率发挥情况见曲线图：在22.5kV到30kV网压下，功率为7200kW;22.5kV到19kV，功率从7200kW线性减小到6080kW；30kV到31kV，功率从7200kW线性减小到0；19kV到17,5kV，功率从6080kW线性减小到0。在网压允许波动范围内，辅助功率一直有效。9精品文档总体说明功率发挥曲线%功率发挥网压10精品文档总体说明轨距: 1435mm轴式: Co-Co机车整备重量:无配重：

138+3-1%t加配重后：150+1-3%t轴荷重: 无配重：

23t加配重后：25t机车可以从23t轴重转换成25t，也可以从25t轴重转换成23t，机车交车时轴重为25t(包括轴重转换所有需要的配件)。轴重转换过程中，除拆装配重块以外，仅需增减悬挂系统的垫片厚度。11精品文档总体说明机车主要尺寸机车前后车钩中心距 22670mm机车车体宽度

3100mm机车最大宽度（后视镜处于打开工作状态） 3329mm机车车顶距轨面高度 4040mm

车体机械间底架上平面距轨面高1600mm机车转向架中心距

11760mm机车转向架固定轴距

1轴到2轴 2250mm

2轴到3轴 2000mm12精品文档总体说明机车主要尺寸车钩中心线距轨面高度为(新轮) 880

10mm受电弓降下时受电弓滑板距轨面高度 ≤4750mm(新轮)在牵引时，受电弓滑板距轨面工作高度5200～6500mm齿轮箱底面最低点距轨面高度不小于（新轮）120mm机车排障器距轨面高度：100（+100）mm转向架扫石器距轨面高度 30mm

13精品文档总体说明主要技术参数机车轮周牵引功率（持续制）≥7200kW

机车轮周电制动功率（持续制） ≥7200kW机车起动牵引力（0～5km/h速度范围内半磨耗的轮周平均牵引力，干燥无油轨面） 23t轴重时 ≥520kN25t轴重时 ≥570kN机车速度

机车最高运营速度120km/h

最高试验速度（新轮） 132±2km/h

14精品文档总体说明持续速度 23t轴重时 70km/h25t轴重时 65km/h机车持续制牵引力

23t轴重时

≥370kN25t轴重时

≥400kN机车最大制动力

23t轴重时

≥370kN25t轴重时

≥400kN15精品文档总体说明16精品文档总体说明17精品文档总体说明设备布置四18精品文档总体说明设备布置HXD1C机车采用双司机室、机械间为贯穿中间走廊结构（宽度≥600mm），机械间设备按照斜对称布置的原则进行布置。全车设备布置可分为：车顶设备布置司机室设备布置机械间设备布置车下设备布置辅助设备布置等19精品文档总体说明2个受电弓及绝缘子

2个高压隔离开关1个高压电压互感器1个真空主断路器1个接地开关

1个避雷器1个登顶门1个高压电缆组成母线及支撑绝子天线车顶设备布置20精品文档总体说明车顶设备布置21精品文档总体说明整个司机室布置满足UIC651的要求司机室及司机台的设计大量借鉴了HXD1B型机车的布置方案和成熟部件司机室设备布置22精品文档总体说明司机室设备布置23精品文档总体说明机械间设备布置24精品文档总体说明车下设备布置自动制动和停车制动的指示器

25精品文档总体说明子系统简介五26精品文档1.主传动系统总体说明主变压器、牵引变流器和牵引电机“先进、成熟、经济、适用、可靠”的设计理念TBQ35-8900/25型主变压器TGA9型牵引变流器

JD160A型牵引电机采用标准化、模块化设计采用轴控方式，提高机车的可利用率采用先进的再生制动方式，节能效果显著牵引变流器TCU

27精品文档主电路总体说明28精品文档总体说明网侧主要电气部件TSG15B受电弓BVAC.N99D主断路器和BTE25.04D高压接地开关THG2B型高压隔离开关避雷器TBY1-25型电压互感器高压电缆总成原边电流互感器29精品文档辅助电气系统特点采用冗余设计变频功能，节能性好采用标准化、模块化设计为防寒设计预留接口和余量配置卫生间、微波炉、冷藏箱等生活设施2.辅助系统总体说明30精品文档3AC440V供电电路原理图主要辅机配置冗余功能库用辅机起动2.辅助系统总体说明31精品文档220V辅助负载电路供电原理图220V负载介绍电源波动2.辅助系统总体说明32精品文档DC110V电源及其配电原理图给控制系统提供电源转化DC24V给照明、仪表电路供电2.辅助系统总体说明33精品文档辅助变流器柜特性及主要参数TGF54型辅助变流器

辅助变流器输出U/f特性曲线248KVA额定容量 80～440V(10～60Hz)VVVF输出电压和输出频率

440V（60Hz）CVCF输出电压和输出频率

2.辅助系统总体说明34精品文档控制电源柜性能参数TGY03型控制电源柜

DC115.2V±1%快速充电电压DC108.0V±1%浮充电压DC24V±2%DC24V输出输出电压等级最大持续输出电流90ADC110V25ADC24VDC35A蓄电池最大充电电流2.辅助系统总体说明35精品文档辅助电气系统——主要电气部件THTF4.5牵引风机冷却塔风机

主压缩机冷却塔（含风机、水泵）

司机室空调2.辅助系统总体说明36精品文档辅助电气系统—生活设施冷藏箱转波炉上水式卫生间

2.辅助系统总体说明37精品文档主要技术特点符合IEC61375-1标准的TCN网络电磁兼容性符合EN50121标准标准化、模块化设计采用冗余设计3.控制系统总体说明38精品文档控制系统结构——拓扑图3.控制系统总体说明39精品文档主要功能模块介绍中央控制单元CCU司机室输入输出单元CIO机械间输入输出单元MIO微机显示屏IDU3.控制系统总体说明40精品文档中央控制单元CCU

中央控制单元CCU组成由车辆控制模块VCM、WTB/MVB网关GWM和记录存储模块ERM构成，各个模块之间通过车辆总线MVB连接。

实现车辆级过程控制、通信管理控制、显示控制、故障诊断、列车级过程控制、列车总线管理、列车级数据通信、数据记录、数据转储功能。3.控制系统总体说明41精品文档司机室输入输出单元CIO

司机室输入输出单元CIO组成司机室输入输出单元CIO由数字量输入输出模块DXM、数字量输入模块DIM、模拟量输入输出模块AXM构成，各个模块之间通过车辆总线MVB连接。

输入信号采集：将车辆间电气信号转换成控制信号，经由列车控制网络传送给车辆控制模块VCM，完成各种控制功能；控制信号输出：将网络控制信号转换成电气信号，控制如继电器等设备。3.控制系统总体说明42精品文档机械间输入输出单元MIO

机械间输入输出单元MIO组成机械间输入输出单元MIO由数字量输入输出模块DXM、数字量输入模块DIM构成，各个模块之间通过车辆总线MVB连接。

输入信号采集：将车辆间电气信号转换成控制信号，经由列车控制网络传送给车辆控制模块VCM，完成各种控制功能；控制信号输出：将网络控制信号转换成电气信号，控制如继电器等设备。3.控制系统总体说明43精品文档微机显示屏IDU

微机显示屏IDU是网络控制系统TCMS的终端设备。

车信息显示：向车辆驾驶人员和维护人员提供车辆综合信息，各设备的工作状态，故障信息的综合与处理等功能；参数设定：对轮径值、列车重量、站点、时间日期等参数进行更改与设定；模拟测试：静止情况下，对辅助变流器系统相关部件进行模拟测试；数据转储：通过USB接口，将故障信息转储地面进行统计、分析。3.控制系统总体说明44精品文档123控制系统结构和特点控制系统主要功能控制系统介绍主要部件介绍3.控制系统总体说明45精品文档具有恒力矩、恒速和定速控制功能机车重联控制功能空转、滑行保护,粘着利用控制和轴重转移补偿控制功能机车运行参数显示和记忆功能机车故障检测、故障诊断、故障处理提示的显示和记忆功能无人警惕控制功能自动过分相和半自动过分相控制功能通风机转速自动控制冗余控制功能控制系统主要功能介绍3.控制系统总体说明46精品文档控制系统——主要部件车辆控制模块VCM

网关模块GWM模拟量输入输出模块AXM

数字量输入模块DIM数字量输入输出模块DXM事件记录模块ERM

3.控制系统总体说明47精品文档控制系统——显示屏TPX21A型状态显示屏

温度背光调节音量调节信息查询取消向下向右关闭背光灯昼夜切换事件查询帮助向上向左确认3.控制系统总体说明48精品文档满足（23+2）t轴重电力机车的运用要求；驱动系统采用牵引电机抱轴悬挂驱动；构架由两根侧梁、两根横梁和两根端梁焊接而成，梁体均为焊接箱型结构；一系悬挂采用螺旋钢弹簧配以垂向油压减振器，轴箱拉杆采用单拉杆；二系悬挂采用高挠螺旋钢弹簧配以垂向油压减振器，横向减振器设置在构架两端，同时起到抗蛇行作用；牵引装置采用低位推挽式牵引装置；基础制动采用轮盘制动；转向架空气管路采用不锈钢管路；轮缘润滑采用干式（润滑棒）润滑装置；采用具有加热烘干性能的砂箱结构等。4.转向架总体说明转向架特点49精品文档4.转向架总体说明50精品文档机车轴式 Co－Co轨距 1435mm轴重 23t＋2t最高运行速度120km/h轴距 2250＋2000mm机车转向架中心距 11760mm轮径（新/半磨耗/全磨耗）1250/1200/1150mm轮对内侧距1353+0.5-1mm4.转向架总体说明主要技术参数51精品文档4转向架总体说明踏面形状 JM3型（TB/T449）牵引电机功率 1225kW传动方式 单侧斜齿轮传动传动比 6.235(106/17)电机悬挂方式 滚动抱轴悬挂一系弹簧静挠度39.5mm（25吨轴重）一系垂向刚度（单轴箱） 21.2056kN/mm一系横向刚度（单轴箱） 22.0348kN/mm一系纵向刚度（单轴箱） 22.0696kN/mm52精品文档5.车体总体说明

车体主要结构技术参数车体长度（两端面间） 22010mm车体长度（车钩中心线） 22670mm车体底架长度 21885mm车体宽度 3100mm车体宽度（扶手杆处） 3248mm车体顶盖距轨面高度 4040mm车钩中心线距轨面高度 880±10mm53精品文档5.车体总体说明

车体总体结构车体符合GB146.1-83电力机车限界的要求，并符合客运车站高站台限界的要求。车体采用整体承载结构型式，由底架、侧墙、两端司机室等组焊成一箱形壳体结构，车体顶盖可拆卸，以便于车内设备吊装。车体可承受纵向压缩载荷3000kN，纵向拉伸载荷2500kN。车内采用中央走廊方式，走廊宽度不小于600mm，走廊地板采用平整、具有防滑功能的花纹钢板，车内设备安装骨架与底架焊接在一起，主要采用导轨式安装结构，便于实现车内设备的模块化设计及其安装。54精品文档6.通风系统总体说明整车通风系统采用独立通风方式，独立通风方式是指机车通风系统各通风支路都有其独立的进风风道，经风机送入到各需冷却部件进行强迫通风冷却。机械间内车内通过机械间通风机向车内送风维持正压，可以有效防止车外灰尘、雨雪等杂物进入车内。整车通风系统分成以下五个支路：牵引电机通风支路冷却塔通风支路机械间散热通风支路主压缩机散热器通风支路辅助变流器通风支路55精品文档整车通风系统总体说明6.通风系统总体说明56精品文档总体说明牵引电机通风支路牵引电机通风支路的作用是冷却牵引电机。每一个牵引电机用一台风机进行强迫通风冷却。牵引通风机的主要性能参数如下：风量：1.4m3/s全压：3800Pa电机功率：13kW57精品文档总体说明辅助变流柜通风支路该通风支路的作用是冷却辅助变流器，同时向机械间提供新风，维持机械间正压和通风散热。辅助变流器风机提供的车外新风风量：约1.0m3/s（夏季）；约0.33m3/s（冬季）。58精品文档总体说明压缩机通风支路该通风支路的作用是冷却主压缩机。该通风支路设置有冬夏季转换装置。夏季将机械间内热空气和压缩机的热量排出车外；冬季将压缩机的热量排在车内。压缩机散热风扇的风量约0.9m3/s。59精品文档总体说明冷却塔通风支路该通风支路的作用是冷却主变流器水和防冻液散热器和主变压器的油散热器组成的油水散热器。冷却塔风机的主要性能参数如下：风量：10.5m3/s全压：1500Pa电机功率：28kW60精品文档总体说明冷却塔通风支路61精品文档7.制动系统总体说明空气制动与风源系统制动及供风系统包括风源系统、制动机、基础制动以及管路系统。风源系统主要包括：主空气压缩机主空气干燥器主风缸辅助空气压缩机等。62精品文档7.制动系统总体说明63精品文档制动柜总体说明

制动柜是一个整体电空制动部件，它将电制动要求转变成空气制动压力。制动控制单元安装在制动柜中，负责空气制动系统。为了和CCU交换制动灵敏信号，制动控制单元与CCU的接口设计成一个MVB连接。

64精品文档压缩空气供应系统总体说明机车有一个完整的压缩空气供应系统，由两台台主压缩机、两台空气干燥器以及压力控制器、总风缸、止回阀、安全阀和主空气管路重联等组成。空气供应系统产生压缩空气供给空气制动系统和气动辅助设备。总风缸(MR)和列车管(BP)保证列车压缩空气的供应。所有被拖曳车辆的非直接制动、自动空气制动都连接到列车管。空气供应系统安装有一个低压保护装置。当总风缸压力低于600kPa时，低压保护装置经显示屏发送一个信号给司机。与此同时，也发送一个信号切断牵引电源并投入常用制动。

总风缸65精品文档压缩空气供应系统总体说明辅助压缩机系统排风阀

66精品文档8.主要屏柜总体说明低压电器柜低压电器柜主要装有如下功能电路的电器元件：辅助回路1、2电源接触器故障联络接触器库内动车切换开关压缩机接触器等DC110V配电单极断路器控制牵引风机、压缩机、水泵、油泵等辅助设备的过流、短路保护的三相断路器用于机车控制的CCU和MIO模块、电度表67精品文档低压电器柜总体说明柜体上部安装用于机车控制的GWM、VCM、ERM、DXM模块；柜前中部安装断路器、转换开关、DC110V插座等；柜体中间安装接触器等；柜体下部安装辅助回路的进线端子；左柜上部安装数字式电度表；左柜中下部安装库内动车转换装置；柜外右侧安装控制回路连接器；右柜后部安装继电器等。68精品文档主要屏柜总体说明蓄电池柜蓄电池柜装有48节DM170型蓄电池，为6轴交流传动电力机车提供110V控制电源。蓄电池柜结构分为三层，每层摆放三组蓄电池组。三个门关上是门，打开是工装，更方便在车上对蓄电池进行维护，同时通风散热效果也更好控制电源柜控制电源柜主要装有如下功能电路的电器元件：1）110V电源模块，将220V交流转换成110