HXD1C機車總體介紹(PPT)

1、HXD1C機車總體設(shè)計說明南車株洲電力機車有限公司2009-10Page 2總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明 Page 3總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明 大功率交流傳動HXD1C型六軸7200kW交流傳動電力機車在HXD1型機車和HXD1B型機車設(shè)計制造的基礎(chǔ)上，采用由IGBT變流元件組成的模塊，單軸控制技術(shù)，適應(yīng)中國使用環(huán)境的交流傳動六軸7200kW干線電力機車。機車設(shè)計使用壽命30年。 該型機車是我國目前自主化程度最高的電力機車，國產(chǎn)化率高達90%，具有極優(yōu)的性價比，是我國鐵路目前及未來的主型電力機車。 Page 4總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明主要特點一Page 5總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明 主電路：機車牽引

2、電路采用由IGBT模塊(3.3kV/1200A)組 成的四象限整流器和逆變器，采用牽引電機軸控技術(shù)。 輔助電路：機車輔助電路采用獨立的輔助逆變器供電，輔助變流器分別由恒頻恒壓變流器（CVCF）與變頻變壓變流器（VVVF）兩個模塊構(gòu)成。 控制網(wǎng)絡(luò)：機車采用微機控制系統(tǒng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、模塊化，使機車控制系統(tǒng)具有控制、診斷、監(jiān)測、傳輸、顯示和存儲功能，控制網(wǎng)絡(luò)符合IEC 61375的標準要求。 重聯(lián)控制：機車具有通過WTB總線進行多機(最多三臺)重聯(lián)控制及顯 示功能，并預留了遠程重聯(lián)控制系統(tǒng)的軟件、硬件接口及安裝平臺。 主要特點Page 6總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明 設(shè)備布置：機車總體結(jié)構(gòu)為雙司機室、機

3、械間設(shè)備按斜對稱原則布置、中間走廊、采用預布線和預布管設(shè)計。 通風方式：機車采用獨立通風方式，增加了機械間冬夏季溫度調(diào)節(jié)模式轉(zhuǎn)換設(shè)計，更好的改善了機車運用環(huán)境。 車體：車體采用整體承載結(jié)構(gòu)型式，全部由鋼板及鋼板壓型件組焊而成的全鋼焊接結(jié)構(gòu)。車體縱向壓縮載荷取3000kN，縱向拉伸載荷取2500kN。 轉(zhuǎn)向架：機車采用兩臺C0轉(zhuǎn)向架。驅(qū)動系統(tǒng)采用滾動抱軸承傳動的抱軸懸掛驅(qū)動，構(gòu)架為箱形梁焊接構(gòu)架，齒輪箱采用了高強度鋁合金；一系懸掛采用軸箱拉桿螺旋鋼彈簧方式；二系懸掛采用高撓螺旋鋼彈簧結(jié)構(gòu)；牽引裝置采用低位牽引。 空氣制動系統(tǒng)：機車采用KNORR公司或法維萊公司產(chǎn)品。 其它：機車預留有信息系統(tǒng)的安

4、裝位置和接口。主要特點Page 7總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明環(huán)境條件二Page 8總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明n 用途：鐵路干線用機車。n 機車在下列條件下，能按機車額定功率正常工作。n 海拔高度：不超過2500 mn 在海拔高于1400m、環(huán)境溫度接近+40、連續(xù)在最大功率狀態(tài)下運行時可能出現(xiàn)功率限制。n 環(huán)境溫度（遮蔭處）：-25 +40 機車基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)按照-40運用環(huán)境設(shè)計，并預留加強防寒設(shè)備安裝接口和布線空間。機車能夠在-40 環(huán)境下存放，加強防寒后能夠在-25-40環(huán)境下正常運用。n 月平均最大相對濕度（該月月平均最低溫度不低于25）：95 %n 環(huán)境條件：能承受風、雨、雪、鹽霧、煤塵和偶有

5、沙塵暴 。環(huán)境條件Page 9總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明基本技術(shù)參數(shù)三Page 10總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明n 電流制: 25kV/50Hzn 網(wǎng)壓在17.5kV31 kV范圍內(nèi)，機車功率發(fā)揮情況見曲線圖：n 在22.5kV到30kV網(wǎng)壓下，功率為7200kW;22.5kV到19kV，功率從7200kW線性減小到6080kW；30kV到31kV，功率從7200kW線性減小到0 ；19kV到17,5kV， 功率從6080kW線性減小到0。在網(wǎng)壓允許波動范圍內(nèi)，輔助功率一直有效。Page 11總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明功率發(fā)揮曲線%功率發(fā)揮網(wǎng)壓Page 12總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明n 軌距:1435

6、mmn 軸式:Co-Con 機車整備重量: 無配重： 138 +3-1% t 加配重后：150 +1-3% tn 軸荷重: 無配重： 23 t 加配重后： 25 t 機車可以從23 t軸重轉(zhuǎn)換成25 t，也可以從25 t軸重轉(zhuǎn)換成23t，機車交車時軸重為25t(包括軸重轉(zhuǎn)換所有需要的配件)。軸重轉(zhuǎn)換過程中，除拆裝配重塊以外，僅需增減懸掛系統(tǒng)的墊片厚度。Page 13總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明機車主要尺寸n 機車前后車鉤中心距22670 mmn 機車車體寬度 3100 mmn 機車最大寬度（后視鏡處于打開工作狀態(tài)）3329mmn 機車車頂距軌面高度 4040mm車體機械間底架上平面距軌面高 160

7、0mmn 機車轉(zhuǎn)向架中心距 11760 mmn 機車轉(zhuǎn)向架固定軸距1軸到2軸 2250 mm2軸到3軸 2000 mmPage 14總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明機車主要尺寸機車主要尺寸n 車鉤中心線距軌面高度為(新輪) 880 10 mmn 受電弓降下時受電弓滑板距軌面高度 4750mm (新輪)n 在牽引時，受電弓滑板距軌面工作高度 5200 6500mmn 齒輪箱底面最低點距軌面高度不小于（新輪）120 mmn 機車排障器距軌面高度： 100（+10 0）mmn 轉(zhuǎn)向架掃石器距軌面高度 30 mm Page 15總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明主要技術(shù)參數(shù)n 機車輪周牽引功率（持續(xù)制） 7200 kW

8、機車輪周電制動功率（持續(xù)制）7200 kWn 機車起動牽引力（05 km/h速度范圍內(nèi)半磨耗的輪周平均牽引力，干燥無油軌面） 23t軸重時520 kN 25t軸重時570 kNn 機車速度機車最高運營速度 120 km/h最高試驗速度（新輪）1322 km/hPage 16總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明n 持續(xù)速度 23t軸重時 70 km/h 25t軸重時 65 km/hn 機車持續(xù)制牽引力 23t軸重時 370 kN 25t軸重時 400 kNn 機車最大制動力 23t軸重時 370 kN 25t軸重時 400 kNPage 17總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明Page 18總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明Pa

9、ge 19總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明n 功率因數(shù)( )0.98 條件是接觸網(wǎng)電壓在22.527.5kV（正弦網(wǎng)壓）范圍內(nèi)，且機車牽引功率在額定牽引功率的20 %至100%范圍內(nèi)。n 等效干擾電流（Jp）機車在滿功率牽引工況下，距牽引變電所10km處測量，接觸網(wǎng)每公里0.83，65222.5An 機車電傳動型式：采用“交-直-交”電傳動形式。電源側(cè)采用四象限斬波整流器，電機側(cè)采用變壓變頻式逆變器，向三相異步牽引電動機供電。每個電機由各自的逆變器供電（軸控）。n 機車總效率: 機車在額定網(wǎng)壓下，在牽引工況下發(fā)揮持續(xù)額定功率時，機車總效率 0.85Page 20總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明n 機車動力學性

10、能機車動力學性能試驗最高試驗速度： 1322km/h線路最小曲線半徑為30020m，其它試驗線路和試驗測量工況方面j均滿足 TB/T2360 。n 機車能以5 km/h速度安全通過R=125m的曲線。機車能夠通過R=500的豎曲線，并能在R=250m的曲線上進行正常摘掛作業(yè)。n 機車安全性指標包括脫軌系數(shù)、輪重減載率等，其中脫軌系數(shù)應(yīng)不大于0.9；輪軸橫向力按TB/T2360評定，其系數(shù)不大于1.0；輪重減載率滿足GB5599。n 機車舒適度指標包括車體垂向和橫向振動加速度、垂向和橫向平穩(wěn)性指標，舒適度指標滿足TB/T2360。n 機車在整個試驗速度范圍內(nèi)是穩(wěn)定的，機車的橫向失穩(wěn)采用構(gòu)架上的橫

11、向加速度進行評判，滿足濾波 0.5 10 Hz 下連續(xù)出現(xiàn)6次以上的橫向加速度值不超過 10 m/s2。Page 21總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明n 在機車起動時單軸的軸重減少不大于10%n 機車具有軸重轉(zhuǎn)移的電氣補償功能。n 機車重聯(lián)控制功能 機車具有通過WTB總線進行多機(最多三臺)重聯(lián)控制及顯示功能。n 機車預留有安裝無線遠程動力分布式控制系統(tǒng)的功能接口，在并預留了安裝位置和布線空間。n 機車自動過分相控制機車具有自動通過分相區(qū)的功能，在自動過分相裝置故障時，可采用手動或半自動方式通過分相區(qū)。Page 22總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明n 防火及安全 機車具有良好的防火性能，能最大限度地防止火災(zāi)發(fā)

12、生。機車的設(shè)計、制造及所選用的材料、部件的防火要求符合GB6771標準或等效國際標準的相應(yīng)等級(DIN5510 class 2 2003版)。 機車采用了非延燃性材料和防火材料，未使用燃燒后產(chǎn)生足以影響人體健康和對環(huán)境有害的毒氣的材料。 機車所使用的電線和電纜均是無鹵低煙阻燃或無鹵低煙耐火電纜。 高壓電氣設(shè)備具有人身安全防護措施和警示標識。 機車必配有滅火器，且滅火器的數(shù)量滿足相關(guān)要求。Page 23總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明n 外部噪聲 機車采取措施來降低機車附近的噪音等級至最低。 并滿足：距軌道中心線7.5米及軌道上方1.2米處，軌道條件符合ISO 3095的相關(guān)條款要求。靜態(tài)：75dbA

13、(牽引風機頻率25Hz, 制動壓縮機關(guān)閉)速度120km/h：93 dbA (機車單獨在正常條件運行，用保持該速度的最小牽引力，制動壓縮機關(guān)閉) 無論靜止還是運行，外部噪音都應(yīng)沒有任何聽得見的異常的刺耳聲。 當通過曲率小到只有125m水平路軌曲線時，噪音輻射能減至最小。 當機車靜止時，已盡可能的自動降低噪音設(shè)備的影響。Page 24總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明設(shè)備布置四Page 25總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明設(shè)備布置設(shè)備布置n HXD1C機車采用雙司機室、機械間為貫穿中間走廊結(jié)構(gòu)（寬度600mm），機械間設(shè)備按照斜對稱布置的原則進行布置。n 全車設(shè)備布置可分為： 車頂設(shè)備布置 司機室設(shè)備布置 機械間

14、設(shè)備布置 車下設(shè)備布置 輔助設(shè)備布置等Page 26總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明n2個受電弓及絕緣子 n2個高壓隔離開關(guān)n1個高壓電壓互感器n1個真空主斷路器n1個接地開關(guān)n1個避雷器n1個登頂門n1個高壓電纜組成n母線及支撐絕子n天線車頂設(shè)備布置Page 27總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明車頂設(shè)備布置Page 28總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明n整個司機室布置滿足UIC651的要求 n司機室及司機臺的設(shè)計大量借鑒了HXD1B型機車的布置方案和成熟部件司機室設(shè)備布置Page 29總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明機械間設(shè)備布置Page 30總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明車下設(shè)備布置車下設(shè)備布置Page 31總體設(shè)計說明總體設(shè)

15、計說明子系統(tǒng)簡介五Page 32總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明車體車體 車體采用整體承載結(jié)構(gòu)型式，全部由鋼板及鋼板壓型件組焊而成的全鋼焊接結(jié)構(gòu)。車體縱向壓縮載荷取3000kN，縱向拉伸載荷取2500kN。車體側(cè)下設(shè)有4個架車支承座和供檢修用的四個支承點。車體側(cè)梁外側(cè)設(shè)有4個檢修作業(yè)用的吊車銷孔，車體前后牽引梁兩旁分別設(shè)有救援用的吊車銷孔（共計 4個）。車體與轉(zhuǎn)向架間設(shè)有連接裝置，可使車體轉(zhuǎn)向架一并起吊。n車體主要參數(shù)： 車體總寬度 3100 mm 車體寬度（扶手桿處） 3248 mm 車體長度（兩端面間） 22010 mm 車體底架長度 21885 mm 車鉤縱向中心線距離 22670 mm 車鉤中

16、心距軌面高 88010 mm 底架上平面距軌面高 1600 mm 車體頂蓋距軌面高 4040 mm 司機室尾部距車鉤中心距離 3300 mm 機械間凈空間長度 16070 mm Page 33總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架n機車采用2個CO轉(zhuǎn)向架。轉(zhuǎn)向架主要由構(gòu)架、輪對、驅(qū)動裝置、一二系懸掛裝置、牽引裝置（轉(zhuǎn)向架與車體聯(lián)接裝置）、基礎(chǔ)制動裝置和附屬裝置等部件組成。n構(gòu)架為“目”型結(jié)構(gòu)。n輪對采用整體碾鋼車輪。n驅(qū)動系統(tǒng)采用帶抱軸承的抱軸式驅(qū)動。n一二系懸掛裝置采用鋼簧結(jié)構(gòu)。n牽引裝置采用低位牽引桿。n基礎(chǔ)制動裝置采用輪盤制動方式。n轉(zhuǎn)向架主要參數(shù)：運行速度 120 km/h驅(qū)動系統(tǒng) 帶抱

17、軸承的抱軸式驅(qū)動軸距 2250 mm + 2000 mm軌距 1435 mm輪徑（新/磨耗） 1250/1150 mm車輪允許磨耗量 50 mmPage 34總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明空氣制動與風源系統(tǒng)空氣制動與風源系統(tǒng)n 制動及供風系統(tǒng)包括風源系統(tǒng)、制動機、基礎(chǔ)制動以及管路系統(tǒng)。n 風源系統(tǒng)主要包括： 主空氣壓縮機 主空氣干燥器 主風缸 輔助空氣壓縮機等。n 制動機部分分為兩個階段：n 第一階段：采用基于AAR標準的CCBII制動機。n 第二階段：采用法維萊公司制動機Page 35總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明通風系統(tǒng)通風系統(tǒng)n 整車通風系統(tǒng)采用獨立通風方式，獨立通風方式是指機車通風系統(tǒng)各通風支路都

18、有其獨立的進風風道，經(jīng)風機送入到各需冷卻部件進行強迫通風冷卻。機械間內(nèi)車內(nèi)通過機械間通風機向車內(nèi)送風維持正壓，可以有效防止車外灰塵、雨雪等雜物進入車內(nèi)。n 整車通風系統(tǒng)分成以下五個支路： 牽引電機通風支路 冷卻塔通風支路 機械間散熱通風支路 主壓縮機散熱器通風支路 輔助變流器通風支路Page 36總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)n 主電路 機車的主電路系統(tǒng)由主變壓器原邊電路以及主變壓器次變牽引電路組成。受電弓從接觸網(wǎng)接受AC25kV, 50Hz電源，經(jīng)高壓隔離開關(guān)，主斷路器輸入主變壓器，原邊電流經(jīng)軸端接地裝置返回大地。主變壓器原邊電路設(shè)有避雷器、高壓電壓互感器、高壓電流互感器、回流電流

19、互感器。機車的微機控制系統(tǒng)對原邊具有過壓、欠壓、過流的檢測和保護功能、變壓器原邊具有差動保護功能。主變壓器的6個次邊繞組給兩個主變流器供電，主變流器采用3.3kV 電壓等級的IGBT變流元件，給6個牽引電機提供變頻變壓交流電源，牽引電機采用三相交流異步電機，主電路具有過壓、過流、接地保護功能。Page 37總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)n輔助電路 機車裝有兩組輔助變流器，分別集成在兩個柜體中，分別由牽引變壓器輔助繞組供電。其中1臺輔助變流器以定頻方式工作，為恒頻恒壓工作的負載供電，另一臺輔助變流器以變頻方式工作，為有變頻變壓要求的負載，如牽引風機電機供電 機車輔助電源系統(tǒng)采用冗余設(shè)計

20、，當一組電源故障時，另一組電源能維持全車輔助系統(tǒng)供電。 輔助電源系統(tǒng)具有完備的保護，包括過電壓、欠電壓、過載、接地、過熱等保護項目。n控制電路及微機控制系統(tǒng) 控制電路系統(tǒng)由蓄電池充電機、蓄電池、各種操控開關(guān)、接觸器、斷路器、指示器件、繼電器等電氣元件組成，與微機通訊控制系統(tǒng)一起完成機車的控制功能。Page 38總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明機車布線機車布線 機車布線主要包括機車主電路布線、輔電路布線及控制電路布線。n 主電路布線： 主電路布線是指車頂高壓設(shè)備、牽引變壓器、牽引變流器、牽引電機、主庫用插座及軸端接地裝置之間的布線。 車頂高壓設(shè)備采用導電桿及軟編織線連接，車頂穿墻套管與牽引變壓器的連接采

21、用T型頭電纜單獨布置，牽引變壓器與牽引變流器的連接采用軟銅母排或電力電纜等，牽引變流器與牽引電機、牽引變壓器與軸端接地裝置之間均采用軟銅母排或電力電纜進行連接。母排和電纜均有固定夾對其進行固定。Page 39總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明機車布線機車布線n 輔助電路布線 機車輔電路布線主要是對輔助回路的電氣設(shè)備進行連接，包括牽引變流器、輔助濾波柜、電器柜、輔助機組、空調(diào)及采暖設(shè)備、蓄電池充電機、庫用插座之間的連接布線。n 控制電路布線 控制電路布線主要指蓄電池充電機、司機操縱臺、電器柜、變流器、制動柜、通訊信號柜、電臺柜及所有電器的控制設(shè)備及通訊網(wǎng)絡(luò)間的連接 機車控制電路布線采用預布線工藝，這樣大大減少了機車上的作業(yè)強度，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。Page 40總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明主要屏柜主要屏柜n 低壓電器柜 低壓電器柜主要裝有如下功能電路的電器元件： 輔助回路1、2電源接觸器 故障聯(lián)絡(luò)接觸器 庫內(nèi)動車切換開關(guān) 壓縮機接觸器等 DC110V配電單極斷路器 控制牽引風機、壓縮機、水泵、油泵等輔助設(shè)備的過 流、短路保護的三相斷路器 用于機車控制的CCU和MIO模塊、電度表 Page 41總體設(shè)計說明總體設(shè)計說明主要屏