1.電力機車總體介紹

1、電力機車總體介紹電力機車是一種由外部接觸網(wǎng)供電，由電機牽引的現(xiàn)代化的機車。電力機車在構(gòu)造上由電氣局部、機械局部和空氣管理系統(tǒng)三大局部組成。機械局部包括車體、轉(zhuǎn)向架、車體支承裝置和牽引緩沖裝置。車體用來安設(shè)司機室和絕大多數(shù)的電氣設(shè)備、輔助機組；轉(zhuǎn)向器那么是承擔(dān)機車重量、產(chǎn)生、傳遞機車牽引力，實現(xiàn)機車在線路上行駛；車體支承裝置是車體和轉(zhuǎn)向架的連接裝置；牽引緩沖裝置那么是機車與列車的裝置。電氣局部包括牽引變壓器、整流硅機組、牽引電動機、輔助電動機組和牽引電器等，其功能是將來自接觸網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闋恳熊囁枰臋C械能，或?qū)⒘熊嚨臋C械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芊错懟仉娋W(wǎng)，實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換；同時，電氣局部還實現(xiàn)機車的控制

2、。電力機車概況空氣管路系統(tǒng)包括空氣制動機管路系統(tǒng)、控制氣路系統(tǒng)和輔助氣路系統(tǒng)三局部，分別實現(xiàn)機車的空氣制動、機車上各種設(shè)備的風(fēng)動控制，并向各種風(fēng)動器械供風(fēng)。電力機車鉗工是指使用工、夾、量具、儀器儀表及檢修設(shè)備進行電力機車機械裝置維護、修理和調(diào)試的人員。按國家職業(yè)標準電力機車鉗工共分為五個等分，包括初級工國家職業(yè)資格五級、中級工國家職業(yè)資格四級、高級工國家職業(yè)資格三級、技師國家職業(yè)資格二級和高級技師國家職業(yè)資格一級。按照電力機車機械局部的組成概況，機械局部示意圖如圖1-1所示。一、電力機車機械局部的組成及功用一車體車體即機車上部車廂局部。車體內(nèi)局部為司機室和機器間。1.司機室司機室是指機車操縱人

3、員操縱機車的工作場所。現(xiàn)代干線電力機車車體兩端均設(shè)司機室，可以雙向行駛，不需轉(zhuǎn)頭。2.機器間機器間是指安裝各種設(shè)備的處所。大多數(shù)機車電氣設(shè)備及輔助電動機組，都安設(shè)在機器間內(nèi)。根據(jù)主要設(shè)備的布置，機器間內(nèi)又分為假設(shè)干個室，如變壓室、高壓室、低壓室、機械室等。二轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架是指機車下部在線路上走行的局部，它是機械局部最主要的局部，也是最重要的局部。它有很多種不同的結(jié)構(gòu)形式。1.轉(zhuǎn)向架的構(gòu)成 轉(zhuǎn)向架主要由以下六個局部組成。1構(gòu)架：構(gòu)架是轉(zhuǎn)向器的根底構(gòu)件。它既是主要的受力部件，又是其他各種設(shè)備的安裝根底。2輪對及軸箱：輪對實現(xiàn)了機車在線路上的行駛；軸箱那么用來安設(shè)軸承，并保持輪對的正確位置。3牽引電動

4、機：產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動輪對。4齒輪轉(zhuǎn)動裝置：將牽引電動機的功率傳給輪對，并起降低轉(zhuǎn)速、增大轉(zhuǎn)矩的作用，以滿足牽引運行的實際需要。5彈簧懸掛：將機車上部重量彈性地加在軸箱上，以減少運行時的動作用力。6根底制動裝置：包括制動缸、閘瓦和它們之間的杠桿轉(zhuǎn)動機構(gòu)，是空氣制動機的組成局部之一。2.轉(zhuǎn)向架表達方式轉(zhuǎn)向架一般用軸列式來表達。軸列式是用數(shù)字或字母表示機車走行部結(jié)構(gòu)特點的一種簡單方法。有的用數(shù)字表示的，也有的用字母表示的。用數(shù)字表示的稱為數(shù)字表示法，用字母表示的稱為字母表示法。1數(shù)字表示法規(guī)那么：數(shù)字表示每臺轉(zhuǎn)向架的軸數(shù)；注腳“0表示每一動軸為單獨驅(qū)動；無注腳表示動軸為成組驅(qū)動。例如：2-2表示該機車

5、有兩臺兩軸轉(zhuǎn)向架、轉(zhuǎn)向架內(nèi)動軸為成組驅(qū)動；30-30表示該機車有兩臺三軸轉(zhuǎn)向架，轉(zhuǎn)向架內(nèi)各動軸為單獨驅(qū)動；20-20-20-20表示該機車有四臺兩軸轉(zhuǎn)向架，轉(zhuǎn)向架內(nèi)各動軸為單獨驅(qū)動。2字母表示法規(guī)那么:以英文字母表示動軸數(shù),如A即1，B即2，C即3，D即4等。注腳“0表示每一動軸為單獨驅(qū)動；無注腳表示動軸為成組驅(qū)動。這樣，上例中2-2表示為B-B，30-30表示為C0-C0；20-20-20-20表示為B0-B0-B0-B0。各數(shù)字或字母之間的連接號“-往往被省略，因此上例常寫成BB；C0C0；B0B0B0B0。有一些機車，兩轉(zhuǎn)向架之間用活節(jié)相連，這樣，數(shù)字或字母之間的連接號應(yīng)寫成“+號，而且

6、不能省略。例如國內(nèi)曾有羅馬尼亞6GR型電力機車，其軸列式即為30+30或C0+C0，如圖1-2a所示。再例如，SS4型電力機車，其軸列式為B0B0+B0B0，這實際上是由活節(jié)相連的兩節(jié)四軸機車共同組成的一臺八軸機車，如圖1-2b所示。為了和沒有動力的轉(zhuǎn)向架如車輛的轉(zhuǎn)向架相互區(qū)別，在某些書刊上，常在表示軸數(shù)的數(shù)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“表示具有動力的轉(zhuǎn)向架。不過一般電力機車轉(zhuǎn)向架全是動力的轉(zhuǎn)向架，所以右上角“往往被省略不用。三支承裝置在車體與轉(zhuǎn)向架之間設(shè)有支承裝置，它是轉(zhuǎn)向架與車體之間的可靠連接，又是適應(yīng)相應(yīng)位移時的活動關(guān)節(jié)。它既傳遞垂直重

7、量，又保證了牽引力、制動力、橫向力等水平載荷的傳遞。四車鉤緩沖裝置為了實現(xiàn)機車與機車或車輛的連接，并防止過大的沖動，在車體底架前后兩端，各設(shè)有一套車鉤及緩沖裝置。電力機車的牽引能力及運行品質(zhì)，在很大程度上決定于機械局部的設(shè)計制造水平。特別是近代機車的功率越來越大，運行速度越來越高，對機械局部的工藝技術(shù)水平的要求也越來越嚴格，尤其是轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)、工藝、技術(shù)開展很快。近代機車轉(zhuǎn)向架，必須滿足以下要求。二、機械局部對機車動力學(xué)性能的重要意義1平安度大。在很高的運行速度下，要盡量減小垂向動作用力以及曲線通過時的脫軌系數(shù)。否那么，將引起機車及線路結(jié)構(gòu)的破壞，甚至發(fā)生脫軌事故。2運行平穩(wěn)性好。電力機車是一

8、個多自由度的振動系統(tǒng)，運行時要產(chǎn)生各種復(fù)雜的振動，尤其是在高速運行時，振動情況必然會變得十分嚴重，這就破壞了機車運行的平穩(wěn)性。如何改進轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)、工藝、實現(xiàn)盡量小的平穩(wěn)指數(shù)，改善其垂向和橫向的振動情況。是科研設(shè)計人員追求的重要目標之一。3曲線通過性能好。機車在曲線上運行時要遇到幾何位移和橫向力等特殊問題。高速下能否平安順利的通過曲線，盡量減輕緣軌間的磨耗，與轉(zhuǎn)向架、支承裝置性能的優(yōu)劣，有很大關(guān)系。4黏著重量利用系數(shù)大。機車在牽引運行中，其黏著重量的大小必然要發(fā)生變化，軸重要發(fā)生轉(zhuǎn)移。減載最大的軸將首先發(fā)生空轉(zhuǎn)，牽引力就受到了嚴重限制。軸重轉(zhuǎn)移的程度與轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)、尺寸有直接的關(guān)系。為保證充分

9、發(fā)揮機車牽引力，在這方面也必須進行精心的計算與試驗，以確定最正確方案。5在滿足上述各項要求的前提下，還要求轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)簡單，造價低，工作可靠，維修量小，甚至除旋輪外，實現(xiàn)百萬公里無維修。由上面分析可知，電力機車機械局部的性能好壞，將直接影響到機車牽引力的充分發(fā)揮和運行的平安平穩(wěn)。提高機車設(shè)計制造水平是提高機械局部的質(zhì)量和性能的一個十分重要的方面。和蒸汽汽車、內(nèi)燃機車比較，由于電力機車上沒有原動機，為非自給式機車，所以在運行中的振動和慣性力較小，噪聲也小，易于實現(xiàn)平穩(wěn)運行。但是，由于電力機車的功率大，當(dāng)發(fā)揮最大牽引力運行時，往往會收到輪軌黏著限制和軸重轉(zhuǎn)移的限制，牽引力難以充分發(fā)揮；當(dāng)機車以高速

10、運行時，其動力性能又常常成為影響速度提高的主要因素。因此，積極提高電力機車機械局部的設(shè)計制造水平，改善其質(zhì)量和性能，就具有十分重要的意義。我國的電氣化鐵路從1958年開始籌建，1961年8月15日寶雞鳳州段91km電氣化鐵路通車。電力機車的研究與鐵道電氣化同步，也始于1958年。經(jīng)歷50多年的不懈努力，我國的電氣化鐵路得到了迅速開展，電力機車的研究、生產(chǎn)也成為世界上一支不可無視的力量。目前我國已形成了4、6、8軸的韶山系列直流牽引的電力機車型譜，并從2004年起，已實現(xiàn)三相交流傳動的大功率和諧型機車，現(xiàn)已廣泛投入運用。三、我國電力機車的開展概況我國電力機車的開展大體經(jīng)歷了以下三個階段：第一階段

11、20世紀5070年代由仿制到自力更生研制出第一、二代電力機車，開創(chuàng)了中國干線電力機車的歷史。1958年底，株洲電力機車廠成功研制中國第一臺電力機車，即6Y1-0001引燃管整流器式電力機車，機車功率為3 900kW，持續(xù)牽引力為，持續(xù)速度為45km/h。1966年004號機車用大功率硅半導(dǎo)體整流器成功地取代了引燃管；1968年8月綜合了改進后的整流裝置、牽引電機和加裝電阻制動的008號機車落成，命名為SS1型電力機車。我國第一代交直傳動電力機車是在消化吸收H60引燃管電力機車根底上，自力更生、逐步提高、完善演變而來。開創(chuàng)了韶山系列干線電力機車的歷史。到1988年共生產(chǎn)826臺。1969年SS2

12、型電力機車誕生，是在消化吸收法國進口的6Y2型引燃管電力機車根底上、自力更生研制成我國電力機車另一種的第一代產(chǎn)品。其特征是：SS1型電力機車為低壓側(cè)調(diào)壓方式，機車功率為3780kW，6軸客貨兩用，C0-C0軸式，630kW脈流牽引電機拖動，最高速度為90km/h；SS2型電力機車為高壓測壓方式，機車功率為4 620kW，6軸客貨兩用，C0-C0軸式，770kW脈流牽引電機拖動，最高速度為100km/h。1978年12月30日，SS3型0001號樣機研制成功，我國電力機車有了第二代產(chǎn)品，該型機車吸取SS1型和SS2型電力機車設(shè)計、制造與運用的成熟經(jīng)驗，并在SS1型電力機車改進的根底上設(shè)計研制而成

13、。機車持續(xù)功率為4 320kW，持續(xù)牽引力為，持續(xù)速度為48km/h。最高速度為100km/h。6軸客貨兩用、C0-C0軸式，到1993年，該型機車共生產(chǎn)677臺。SS3型電力機車主要性能指標與20世紀70年代末至80年代初國際上同類產(chǎn)品的水平相當(dāng)。第二階段20世紀8090年代由系統(tǒng)引進國際先進技術(shù)到自主攻關(guān)研制出第三代多機型配套客貨運電力機車。1985年9月，第一臺SS4型電力機車順利落成，該車型投產(chǎn)后至1993年共生產(chǎn)158臺。以此為起點，我國電力機車由第一代、第二代的單一機型，開展到第三代多機型配套，實現(xiàn)了電力機車的“從少到多。20世紀90年代以來，國產(chǎn)電力機車的研發(fā)重點由系統(tǒng)引進國際8

14、K、6K、8G電力機車先進技術(shù)，到自主攻關(guān)在第三代相控電力機車的技術(shù)完善、性能提高、功能配套上。第三代產(chǎn)品為多機型組成，其共同的特征是采用多段橋3段或4段相控?zé)o級調(diào)壓方式，構(gòu)成B0-B0，C0-C0、B0-B0-B0、2B0-B0軸式，貨運機車單軸功率為800kW，客運機車單軸功率為900kW。主要車型包括：1990年11月，研制完成了SS5型4軸客運電力機車。機車功率為3200kW、最高速度為140km/h。1991年6月，開發(fā)完成了SS6型6軸客貨兩用電力機車。機車功率為4 800kW，持續(xù)牽引力為351kN，持續(xù)速度為48km/h，最高速度為100km/h。1992年大同機車廠開發(fā)完成S

15、S7型6軸客貨兩用電力機車。機車功率為4 800kW，最高速度為100km/h。1997年試制成功SS7B型25t軸重貨運電力機車,1998年底SS7C型電力機車研制成功,機車功率持續(xù)4 800kW,軸重22t，電制動方式為再生制動，最高速度為120km/h，是一種新的3B0客運電力機車。1999年底，SS7D型準高速6軸客運電力機車兩臺樣機研制成功。機車功率為4 800kW，軸式B0-B0-B0，軸重21t，最高素的170km/h。2001年底，在SS7D型機車根底上又研制成功了SS7E型6軸客運電力機車。與SS7D型機車不同的是機車軸式是C0-C0，輔助電源采用先進的輔助變流器。1992年

16、完成了SS3B型電力機車試制，并投入批量生產(chǎn)。SS3B型是SS3型電力機車的派生車型。主要改進的工程是：改為不等分3段半控橋相控調(diào)壓、機車恒流、準恒速特性控制；2003年6月SS3B型固定重聯(lián)電力機車在原SS3B型電力機車根底上完成，機車采用了復(fù)合TCN標準總線連接的機車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。兩節(jié)機車之間由各自的中央控制單元CCU網(wǎng)關(guān)通過網(wǎng)卡及WTB總線進行通信。各部件通過自帶網(wǎng)卡及MVB總線進行通信,原電子柜改為傳動控制單元DCU(微機控制柜)。1993年完成了對SS4型電力機車的重大改進,改進型機車簡稱SS4改。主要攻關(guān)工程是：經(jīng)濟4段橋相控改為不等分三段橋相控，加裝功率因數(shù)補償裝置；二級電阻制動

17、改為加饋電阻制動；機車控制由恒流、恒壓控制改為恒流、準恒速特性控制；加裝防空轉(zhuǎn)/滑行保護裝置，軸重轉(zhuǎn)移補償裝置，空電聯(lián)合制動裝置，雙機重聯(lián)系統(tǒng)，壓縮空氣枯燥裝置；轉(zhuǎn)向架牽引裝置由Z型低位斜桿牽引裝置改為推挽式中間低位斜牽引裝置等。自主攻關(guān)的成功使SS4型電力機車的性能、質(zhì)量、可靠性有了很大的提高，并在當(dāng)年形成批量生產(chǎn)，成為我國重載貨運電力機車的主型機車。1994年底,SS8型準高速客運電力機車兩臺樣機試制成功,并于1996年開發(fā)應(yīng)用了900kW全疊片串勵牽引電機，使機車功率提高到3 600kW，牽引力為126kN，速度為100km/h，最高速度為170km/h，主電路采用不等分三段半控橋式整流

18、電路和磁場無級削弱，加饋電阻制動，為適應(yīng)準高速的需要，減少輪軌作用力，采用了輪對空心軸轉(zhuǎn)動的架懸式2B0轉(zhuǎn)向架，采用微機控制的恒流、準恒速特性控制、空轉(zhuǎn)滑行保護控制、軸重轉(zhuǎn)移補償控制、速度分級控制，具有列車供電單相電源。1998年在京廣線高速試驗中創(chuàng)造240km/h的速度。1994年底SS6B型客貨兩用電力機車研制成功。該型機車是我國鄭寶鐵路電氣化工程第三批6軸交流電力機車的國際競標中標機車。機車功率4 800kW，最高速度為100km/h。主電路采用不等分三段半控橋式整流電路；恒流、準恒速特性控制，加饋電阻制動，采用中電壓、有補償、半疊片結(jié)構(gòu)的ZD114型串勵脈流牽引電機，滾動軸承抱軸式半懸

19、掛，單邊剛性傳動，低位平桿牽引裝置，2C0轉(zhuǎn)向架;機車設(shè)有PFC功率因數(shù)補償裝置及軸重轉(zhuǎn)移電氣補償及防空轉(zhuǎn)防滑裝置、空電聯(lián)合制動、雙機重聯(lián)裝置等；機車當(dāng)年投入批量生產(chǎn)。1995年12月，首臺SS4B電力機車順利落車，該型機車在SS4改型機車根底上進一步消化吸收國外先進技術(shù)和實施重大部件標準化，簡統(tǒng)花，如牽引電機采用同日立公司聯(lián)合設(shè)計，合作生產(chǎn)的ZD114型牽引電機，其懸掛方式為滾動軸承抱軸懸掛式，單邊直齒剛性傳動；采用了微機控制技術(shù)，防8K的TSG3受電弓等；機車功率相同于SS4改型機車。機車的性能與可靠性有了進一步的提高。1997年出口伊朗首都城郊鐵路的TM1電力機車研制成功，以它構(gòu)成推挽式

20、電動車組2動10托用于德黑蘭梅赫爾鐵路城郊客運。機車功率3200kW,B0-B0軸式，牽引力為，速度為，最高速度為140km/h，機車電氣原理和主要部件與SS8型機車根本相同，采用了電機空心軸轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)，并首次采用先進的IGBT列車供電逆變器、列車門控、播送系統(tǒng)等先進技術(shù)。1998年底SS9型準高速6軸客運電力機車試制成功，機車功率為4 800kW，最大功率為5 400kW，C0-C0軸式，牽引力169kN，速度為99km/h,最高速度為170km/h,主電路采用不等分3段半控橋整流電路和磁場無級削弱，加饋電阻制動，采用微機控制及邏輯控制單元，轉(zhuǎn)向架采用輪對空心軸全懸掛，配置了6臺900kW牽引

21、電機，使機車具有強大牽引動力。1999年5月，200km/h高速電動車組DDJ1動力車試制成功，機車功率為4 000kW，牽引力為112kN，速度為124km/h，最高速度為200km/h，機車電氣原理與SS9型機車類同，但輔助電源采用逆變裝置來供給；按負載需要為變頻變壓VVVF和恒頻恒壓CVCF。車頭采用流線型結(jié)構(gòu)；牽引電機采用架承式全懸掛結(jié)構(gòu)，此外，還采用微機控制系統(tǒng)的總線重聯(lián)多接點控制裝置等先進技術(shù)。第三階段20世紀90年代末21世紀加強國際合作堅持自主創(chuàng)新研制出國內(nèi)外市場需求的交流傳動電力機車。第一至第三代產(chǎn)品均為交直傳動方式，僅以調(diào)壓調(diào)速方式和單軸功率等級來區(qū)分，而第四代電力機車產(chǎn)品

22、的根本特征是以電傳動方式來確定。交流電傳動方式定為第四代產(chǎn)品的標志，采用VVVF變頻調(diào)速方式。從2004年起，我國通過引進、消化、吸收與再創(chuàng)新，正式啟動和諧型大功率交流傳動電力機車工程，由株洲電力機車與德國西門子合作生產(chǎn)HXD1型和HXD1B型電力機車，由大同電力機車有限責(zé)任公司與法國阿爾斯通公司合作生產(chǎn)的HXD2型和HXD2B型電力機車，由大連機車車輛有限責(zé)任公司、北京二七軌道交通裝備與日本東芝公司合作生產(chǎn)的HXD3型和HXD3B型電力機車。均在2021年前通過試驗并生產(chǎn)使用，現(xiàn)已成為國內(nèi)干線主型電力機車。其中，HXD1型和HXD2型為軸功率為1 200kW等級的8軸電力機車；HXD3型為軸

23、功率為1 200kW等級的6軸電力機車；HXD1B型、HXD2B型、HXD3B型為軸功率為1 600kW等級的6軸電力機車。本節(jié)對SS3型4000系、SS4B型、SS6B型、SS7型、SS8型和SS9型電力機車及進口6K、8K型電力機車等的結(jié)構(gòu)特點及性能作簡要介紹。四、我國直流傳動型電力機車簡介3型4000系電力機車SS3型電力機車是我國電力機車第二代產(chǎn)品,是吸收SS1、SS2型電力機車成熟經(jīng)驗，并在SS1型電力機車改進的根底上設(shè)計試制的大功率客、貨運干線電力機車，于1982年通過部級技術(shù)鑒定并投入批量生產(chǎn)。隨著晶閘管相控調(diào)壓技術(shù)在電力機車上的應(yīng)用日趨成熟，1992年開始，改進后的SS3型40

24、00系電力機車開始批量生產(chǎn)，而后SS3固定重聯(lián)機車簡稱SS3B也成SS3型機車家族的一員批量投入運用。SS3型4000系電力機車采用大功率硅整流管和晶閘管組成全波橋式整流電路，晶閘管相控平滑調(diào)壓及采用恒流準恒速限壓控制，使機車具有無級加速特征，從而啟動平穩(wěn)、加速度大；采用小時功率800kW、具有補償繞組的脈流串勵4極牽引電動機；采用加饋電阻制動，強化了機車低速工況下的制動能力；構(gòu)架式承載車體，結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，有較好的強度；C0轉(zhuǎn)向架、不等軸距、平拉桿牽引裝置和彈性軸箱拉桿傳遞牽引力，具有較好的軸重轉(zhuǎn)移性能和曲線通過性能；一系懸掛為鋼園簧，二系懸掛為疊片式橡膠彈簧，并配置有垂向和橫向減振器，

25、結(jié)構(gòu)簡單，維修量??；箱式單缸制動器、雙邊斜齒減速轉(zhuǎn)動。牽引特性控制的表達式為：4B型電力機車SS4型電力機車分為SS4型(1159號)、SS4改型159號以后兩個開展階段。SS4B型電力機車是在SS4改型根底上研制完成的8軸重載貨運電力機車。該車與SS6B完全簡統(tǒng)，采用與SS8型相同的微機控制的控制功能，采用了吸收消化8K技術(shù)的受電弓、主斷路器等產(chǎn)品，其性能與可靠性比SS4改型有了進一步提高。SS4B型電力機車的主要特點是:采用了同日本日立公司聯(lián)合設(shè)計的ZD114型牽引電動機，滾動軸承抱軸半懸掛，單邊剛性直齒傳動。主電路采用大功率晶閘管與二極管組成的三段不等分半控橋式整流電路,在牽引或制開工況

26、時進行準恒速恒流限壓控制.機車設(shè)備布置采用傳統(tǒng)的雙邊走廊、分室斜對稱布置。兩節(jié)車體用車鉤連接，設(shè)有防脫鉤平安裝置，車鉤上方為連掛風(fēng)擋，中間為通道。機車為加饋制動方式，告訴區(qū)域與電阻制動方式相同，低速區(qū)域與再生制動方式相似。牽引特性控制的表達式為：SS4B型機車主要技術(shù)參數(shù)見表1-16B型電力機車SS6B型電力機車(SS6型1000系列)是由原株洲電力機車廠和原株洲電力機車研究所1994年共同研制開發(fā)的6軸干線電力機車,它同SS4B型8軸重載貨運機車構(gòu)成模塊化系列。該型機車在韶山型系列電力機車成熟的技術(shù)的根底上，吸收消化了8K、6K等國外機車的先進技術(shù)，成為我國干線相控6軸電力機車的簡統(tǒng)化、標準

27、化機型。SS6B型電力機車為6軸貨運系列機車，C0-C0轉(zhuǎn)向架，采用雙側(cè)低位平拉桿式牽引裝置，具有動力學(xué)穩(wěn)定性好、黏著利用高的優(yōu)點；電機采用滾動抱軸承鼻式懸掛、單側(cè)剛性直齒轉(zhuǎn)動。牽引力的傳遞由軸箱及拉桿轉(zhuǎn)到構(gòu)架，再由雙側(cè)平拉桿傳遞到車體側(cè)梁，通過側(cè)梁轉(zhuǎn)到車體牽引梁及車鉤。機車的車懸掛及轉(zhuǎn)向架懸掛分別是傳統(tǒng)的橡膠疊簧和園簧。機車主電路采用了標準化結(jié)構(gòu)，主要特點如下。1采用傳統(tǒng)的交直傳動方式，采用中電壓1 020V、有補償、半疊片的ZD114型串勵式脈流牽引電動機。2采用轉(zhuǎn)向架獨立供電方式，全車有兩臺獨立的相控式主整流器。這種供電方式的優(yōu)點：一是能充分提高黏著利用，對前后轉(zhuǎn)向架進行電氣軸重轉(zhuǎn)移補償

28、，二是一臺主整流器故障時，可切除一臺轉(zhuǎn)向架，保存1/2牽引能力。3主整流器為大功率晶閘管和二極管組成的三段不等分半控整流橋。為提高整流機組并聯(lián)元件的均流特性，在元件支路串聯(lián)增加了均流電抗器，并采用銅散熱器進一步改善整流機組的散熱冷卻條件。4主電路交流側(cè)設(shè)有功率因數(shù)補償裝置，使機車具有較高的功率因數(shù)和較小的諧波干擾電流。在直流側(cè)電機回路采用了電機磁場分流電抗器，以改善牽引電機車在深度磁場削弱工況時的換向性能。(5)采用加饋電阻制動。與電阻制動相比，加饋制動具有三大優(yōu)點：一是可加寬調(diào)速范圍，將最大制動力延伸至零(實際為10 km/h)；二是能較方便地實現(xiàn)恒制動力控制；三是取消了常規(guī)的半電阻制動裝置

29、，簡化了控制電路。(6)全部采用霍爾傳感器檢測直流信號、電壓信號、提高了系統(tǒng)的控制精度。(7)機車控制方式為恒流準恒速限壓控制，可較好地發(fā)揮最大啟動牽引力。此外還具有防空轉(zhuǎn)防滑行控制、功率因數(shù)補償控制、空電聯(lián)合制動控制等功能。機車車體采用了大頂蓋整體承載結(jié)構(gòu)及預(yù)布線和預(yù)布管設(shè)計。通風(fēng)系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的車體通風(fēng)方式。SS6B型機車牽引特性控制的表達式與SS4B型機車一致。SS6B型機車主要技術(shù)參數(shù)見表1-1。4SS7型電力機車SS7型電力機車是根據(jù)我國鐵路1/3是曲線線路，尤其在山區(qū)的曲線半徑更小，又結(jié)合國內(nèi)機車技術(shù)的開展水平及運用研制的。在充分消化吸收8K型電力機車技術(shù)，借鑒采用6K型電力機車技術(shù)

30、，以及參考國內(nèi)各型電力機車技術(shù)特點根底上研制生產(chǎn)的。該車是國產(chǎn)的首次采用380轉(zhuǎn)向架的電力機車。SS7型電力機車采用交直傳動方式，機車主電路采用半集中供電方式以轉(zhuǎn)向架為單位，二段橋相控整流電路及無級調(diào)速特性。該車在國內(nèi)首次采用他復(fù)勵全疊片牽引電動機，使機車具有較硬的牽引特性，能在同樣軸重的條件下得到較大的牽引力。采用無級磁場削弱，簡化了主電路和控制電路。機車的電氣制動方式為再生制動，制動力強，恒功制動范圍大，黏著再恢復(fù)及黏著重量利用比電阻制動好。機車采用Z形低位斜拉桿牽引裝置、B0-B0-B0轉(zhuǎn)向架，降低了導(dǎo)向輪對鋼軌的側(cè)壓力和脫軌系數(shù)，提高了機車曲線通過的平安性，減少了輪緣磨耗，且比C0-C

31、0轉(zhuǎn)向架有利于實現(xiàn)最大黏著利用，保證機車牽引力的充分發(fā)揮。機車電子控制裝置采用引進的8K機車電子技術(shù)，牽引控制為恒流準恒速控制，再生制動控制為準恒速無級調(diào)速，裝有功率因數(shù)補償裝置。機車通風(fēng)系統(tǒng)采用大面積立式百葉窗車體進風(fēng)方式，結(jié)構(gòu)簡單，風(fēng)速低，風(fēng)阻??；車體采用框架式整體承載結(jié)構(gòu)，采用低合金16Mn鋼板壓型件代替型材，減輕重量。主變壓器與平波電抗器、濾波電抗器及高壓電流互感器置于同一油循環(huán)系統(tǒng)，整個系統(tǒng)采用殼式造型油箱，導(dǎo)向強迫油循環(huán)，與芯式變壓器相比，在體積及重量上有較大的縮減，可實現(xiàn)無需維修化。電空制動系統(tǒng)在DK-1型電空制動系統(tǒng)根底上增設(shè)了重聯(lián)及空氣枯燥器，用單缸儲能制動器代替了手制動裝置

32、。機車主電路的主要特點如下。(1)機車牽引采用無級調(diào)速控制和無級磁場削弱。機車特性采用面特性控制，調(diào)節(jié)范圍廣，能在特性限制線區(qū)域內(nèi)任意點上運行。兩段橋中第一段橋為全控橋，第二段橋為半控橋。由于電機為他復(fù)勵方式，因此電路中多一個他勵半控橋，給前半臺車的三臺電機他勵繞組供電。為防止電機飛車，先有一個預(yù)他勵電流32A，然后主橋開放，預(yù)他勵電流隨電樞電流的增大成比例增大。牽引時由司機控制手輪調(diào)節(jié)，共11級，相應(yīng)的級位下對應(yīng)著一定的速度，其速度差不大于10km/h，級位與牽引電機電流和機車速度關(guān)系如下：(2)采用再生制動，制動范圍廣，制動力大，低速時(10 km/h)也能保持最大制動力。制動時手輪級位與

33、牽引電機電流和機車速度關(guān)系如下：再生制動時勵磁電源由他勵半控橋提供。(3)采用了復(fù)勵電機，只要平滑減少他勵電流，就可方便地實現(xiàn)無級磁場削弱。(4)機車各直流電量和速度信號采用傳感器檢測，而交流電量采用互感器檢測，實現(xiàn)了高壓主電路與低壓控制系統(tǒng)的電隔離，并使測量、儀表顯示，控制及保護輸出一體化。(5)具有短路、過流、過載、過電壓、按地保護等多種功能。SS7型電力機車的主要技術(shù)參數(shù)可見表1-1。為適應(yīng)既有線路提速的需要研制出120 km/h的SS7c型電力機車，2000年通過部級鑒定，與SS7型電力機車相比主要作了如下改動：(1)降低軸重東路22的要求，降低簧下重量，改善機車動力學(xué)性能；(2)一、

34、二系懸掛參數(shù)并增加抗蛇行減振器，使機車且有良好的動力學(xué)性能；(3)優(yōu)化牽引電動機懸掛參數(shù)，改進懸掛剛度，降低牽引電動機振動加速度；(4)修改齒輪傳動比使機車具有牽引20節(jié)旅客列車加速和調(diào)速性能；(5)對牽引電機進行優(yōu)化；(6)增設(shè)向列車供電裝置及雙風(fēng)管制供風(fēng)；(7)電器元件和新型原材料，提高機車可靠性。級位與牽引電機電流和機車速度關(guān)系如下：SS7D型電力機車是為滿足160 km/h客運機車而設(shè)計的，于2001年通過部級鑒定，采用3B0轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)。SS7D型電力機車主要特點如下。(1)主電路采用三段不等分相控整流復(fù)勵電路、無級調(diào)速和無級磁場削弱；(2)采用恒流啟動及準恒速運行的特性控制方式；(3

35、)采用微機控制及LCU邏輯控制單元；(4)采用電機架承式全懸掛、輪對空心軸六連桿傳動；(5)采用獨立通風(fēng)系統(tǒng)；(6)采用3B0轉(zhuǎn)向架，單側(cè)制動；(7)設(shè)有向列車取暖及空調(diào)供電的電源；(8)采用雙管制供風(fēng)；(9)為滿足21 t的要求，總體、車體、轉(zhuǎn)向架、變壓器等各主要部件均做到輕量化；(10)機車頭型進行了全新設(shè)計，司機室內(nèi)結(jié)構(gòu)按標準化沒計，充分應(yīng)用了人機工程學(xué)原理。級位與牽引電機電流和機車速度關(guān)系如下：SS7E型電力機車于2002年通過鑒定，它是在借鑒SS7D型電力機車局部成熟技術(shù)根底上研制而成。與SS7D型電力機車相比，其走行部采用2C0轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)，輔機系統(tǒng)采用輔助變流器供電，代替了傳統(tǒng)的劈

36、相機供電模式，降低了輔電機總功率，提高了輔機系統(tǒng)供電品質(zhì)和效率；車體采用流線型設(shè)計。嚴格遵守簡統(tǒng)化、標準化、系列化原那么，力求機車設(shè)計的先進性、運用的平安性和可靠性，成為持續(xù)功率為，1 800 kW，最高速度為170 km/h干線客運電力機車。5SS8型電力機車SS8型電力機車是4軸準高速客運電力機車，采用微機控制技術(shù)。該車在SS5型機車的設(shè)計上作了三項較大的改進，一是機車功率提高到3 600 kW，二是取消再生制動，采用加饋制動，三是取消機車功率因數(shù)補償。其主要技術(shù)特點是：采用全懸掛半疊片機座串勵牽引電機，輪對空心軸彈性傳動，推挽式平拉桿牽引裝置，B0 -B0轉(zhuǎn)向架，三段橋相控調(diào)壓，無級磁場

37、削弱；微機控制恒流準恒速特性控制、空轉(zhuǎn)滑行保護控制、軸重轉(zhuǎn)移補償控制、速度分級控制等。SS8型機車微機控制系統(tǒng)由一個微機控制柜和裝在兩端司機室內(nèi)的液晶子體顯示屏及顯示控制箱組成?？刂乒裰杏袃蓚€控制箱，分別對兩個轉(zhuǎn)向架進行獨立控制。除傳統(tǒng)的牽引、制動控制，防空轉(zhuǎn)、防滑行控制外，還具有故障診斷和故障數(shù)據(jù)記錄功能、自動過分相區(qū)功能、速度分級控制功能和更加完善的機車保護功能。機車牽引采用特性控制，即低速時的恒流控制和設(shè)定速度點的準恒速控制。其表達式為：在黏著限制的范圍內(nèi)，機車先按特性的平直段恒流啟動(120N)，當(dāng)機車速度升高后，按準恒速運行(875N-87.5v)，同一級位速度變化范圍約10 km/

38、h。在高級位低速時受最大啟動電流(1 420 A)限制。當(dāng)電機電壓到達最大限制值后，自動進行無級磁場削弱，最深磁場削弱系數(shù)為39%。制動時采用特性控制和加饋電阻制動。特性控制的表達式為：第5級時再與50 A取最大值。勵磁電流調(diào)節(jié)到最大后，進入加饋制開工況。在制動給定的第5級有制動電流最小50 A限制，以滿足靜止試驗的需要和防止因操作不當(dāng)而造成的加饋制停后的倒行。制動時還可實現(xiàn)速度分級控制的減速要求，當(dāng)接收到速度分級控制系統(tǒng)的減速命令后，微機控制裝置忽略司機控制器的當(dāng)前狀態(tài)，進行最火制動力的電制動。防空轉(zhuǎn)、防滑行控制可保證機車在任何軌面條件下啟動、加速、制動不擦傷輪軌，不發(fā)生牽引電機超速，完全由

39、軟件實現(xiàn)。由于SS8型機車為準高速機車，通過分相區(qū)的時問間隔較短，不能再靠司機手動控制主斷路器的分、合。微機控制系統(tǒng)滿足了自動過分相的要求，當(dāng)微機接收到機車上的速度分級控制系統(tǒng)提供的過分相信號時，立即封鎖觸發(fā)脈沖并發(fā)出斷路器斷分信號，在通過分相區(qū)網(wǎng)壓恢復(fù)后再發(fā)出主斷路器閉合信號，并控制電流上升率。在空電聯(lián)合狀態(tài)下，微機控制裝置可使列車管減壓，從而實現(xiàn)聯(lián)合制動。其主要功能有兩點：一是執(zhí)行速度分級控制系統(tǒng)1級和2級空氣制動命令1級和2級對應(yīng)不同的減壓量，通過控制排風(fēng)時間來實現(xiàn)。二是電制開工況時，假設(shè)計算出的目標控制值超過最大制動電流限制值100 A，那么進行1級空氣制動。SS8型機車部件診斷系統(tǒng)包

40、括靜止時低壓和高壓自檢功能，實時故障檢測功能及診斷結(jié)果評判?？稍\斷的故障共62種，由診斷系統(tǒng)歸結(jié)為9種類型，每一種類型對應(yīng)一種處理方法。9種類型是：(1)不能再合主斷路器；(2)切除第轉(zhuǎn)向架的控制裝置；(3)切除第號電機；(4)降功率運行；(5)斷開第轉(zhuǎn)向架主接地開關(guān)；(6)斷開輔接地或控制接地開關(guān)；(7)切除防空轉(zhuǎn)保護；(8)降速運行；(9)手柄回零、微機復(fù)位重新啟動。在兩端司機室顯示屏下方有操作按鍵，自檢命令和初始參數(shù)設(shè)置以及監(jiān)控信號的選取等通過鍵盤操作來實現(xiàn)。運行參數(shù)、診斷結(jié)果和提示信息通過顯示屏顯示。SS8型機車主要技術(shù)參數(shù)見表1-1。6SS9型電力機車新型的獨立通風(fēng)SS9型電力機車0

41、044號開始在研制過程中堅持模塊化、標準化、系列化的原那么，吸取原SS9、SS8、SS6B型機車以及DJ1型機車的成熟經(jīng)驗，并采用各種先進的技術(shù)設(shè)計而成，已成國內(nèi)160 km/h準高速主型機車，并承擔(dān)了全國鐵路第五次大提速旅客列車牽引重任。SS9型電力機車為牽引160 km/h準高速旅客列車的6軸4 800 kW干線客運電力機車，能滿足長距離、大坡道上牽引大編組旅客列車。電傳動系統(tǒng)采用標準化的大功率晶閘管和二極管組成的不等分三段半控橋整流電路，實現(xiàn)恒流準恒速的牽引調(diào)速特性。采用晶閘管分路來到達無級磁場削弱，提高列車高速運行的平穩(wěn)性；電阻制動為加饋電阻制動，在低速區(qū)具有恒定的最大制動力，實現(xiàn)恒制

42、動力準恒速控制的制動高速特性。SS9型電力機車為C0 C0軸式，C0轉(zhuǎn)向架保存了傳統(tǒng)的“目字形構(gòu)架，采用空心軸六連桿驅(qū)動裝置、一系、二系彈簧懸掛裝置、牽引電機架承式全懸掛、新型TDYZ-4制動器、單邊直齒剛性齒輪傳動，使得轉(zhuǎn)向架具有較高的黏著利用率和較好的動力學(xué)性能。車體是整體承載結(jié)構(gòu)，能承受1 960 kN的縱向靜載荷且無永久變形。SS9型電力機車的控制技術(shù)實現(xiàn)了標準化和模塊化，控制裝置采用邏輯控制單元與微機控制方式?？蓪崿F(xiàn)牽引工況的恒流準恒速特性控制，制開工況的恒制動力準恒速特性控制，防空轉(zhuǎn)防滑行控制，軸重轉(zhuǎn)移補償控制，空電聯(lián)合制動控制等功能，并具有故障記錄和故障診斷功能。同時用現(xiàn)代電力電

43、子和微電子技術(shù)結(jié)合構(gòu)成的邏輯控制技術(shù)取代傳統(tǒng)的繼電器布線邏輯，用微機發(fā)出的指令直接控制接觸器等外部負載，防止了多級驅(qū)動。提高了系統(tǒng)的可靠性，簡化了控制系統(tǒng)的設(shè)計，提高了控制系統(tǒng)設(shè)計制造的靈活性。SS9型電力機車的牽引特性控制的表達式為：制動特性控制的表達式為：SS9型機車主要技術(shù)參數(shù)見表1-1。7新型電力機車的設(shè)計原那么新型電力機車的設(shè)計都遵循了簡統(tǒng)化、系列化工作的原那么，完全按標準化進行。這對于我們了解分析不同形式的新型電力機車提供了方便。電力機車簡統(tǒng)化、系列化工作原那么的主要內(nèi)容如下。(1)主電路標準化設(shè)計。采用兩種整流電路形式：a兩段橋、再生制動，牽引無級磁場削弱；b三段不對稱半控橋，加

44、饋電阻制動，牽引三級磁場削弱。統(tǒng)一牽引電機電壓等級，不同軸式采用積木式組合，貨運機車牽引電機功率800 kW，電壓1 000 V左右，6極電機，半懸掛，滾動抱軸承，單邊剛性齒輪傳動。貨運機車采用機車功率因數(shù)補償裝置。統(tǒng)一裝備有防空轉(zhuǎn)、防滑行系統(tǒng)。統(tǒng)一裝備有特性控制系統(tǒng)。采用標準電壓、電流等級的豐電路各類電器設(shè)備。(2)機車車體采用統(tǒng)一結(jié)構(gòu)。統(tǒng)一的司機室根本設(shè)備布置；統(tǒng)一的大頂蓋結(jié)構(gòu)及車頂預(yù)布線工藝；統(tǒng)一的高臺架及車上布管工藝；統(tǒng)一的側(cè)墻高度及結(jié)構(gòu)，底架根本結(jié)構(gòu)，架車升高高度。(3)統(tǒng)一的DK-1型制動機。(4)統(tǒng)一的電子控制柜，電子插件采用模塊化結(jié)構(gòu)。(5)統(tǒng)一的大功率晶閘管與整流管。(6)統(tǒng)

45、一的同一種類型轉(zhuǎn)向架的根本組件，其中包括輪對系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)、根底制動系統(tǒng)等組件的統(tǒng)一。8. 6K型電力機車6K型電力機車是從日本引進的6軸相控電力機車，客貨兩用，其使用條件大致與國產(chǎn)SS1、SS3、SS4型和從歐洲引進的8K型機車相同，最大特點是B0-B0-B0轉(zhuǎn)向架和微機控制。6K型機車電路特點：采用三段不等分半控橋相控凋壓；復(fù)勵牽引電機，每三臺電機的他勵繞組串聯(lián)，用改變電樞的接法實現(xiàn)運行方向和工況的選擇；采用恒制動轉(zhuǎn)矩控制的電阻制動；功率因數(shù)補償；可自動過無電區(qū)；采用微機控制。6K型機車為有級控制，牽引20位，制動10位。恒速擋，每位速度一級位數(shù)5(km/h)，恒壓擋，每位電壓=55+級位

46、數(shù)-159(V)。到16位電壓達940 V，以后4級為磁場削弱級，最深削弱系數(shù)40%。各級制動力=35+級位數(shù)-1.5 kN。牽引時，假設(shè)手柄放恒速擋，上坡自動牽引，到達規(guī)定速度后轉(zhuǎn)惰行，下坡時自動轉(zhuǎn)入電阻制動。微機控制采用多個CPU系統(tǒng)。每個控制裝置有兩個8086CPU和兩個8085CPU。一個主CPU8086實現(xiàn)機車特性計算和邏輯控制，一個從CPU8086實行采樣與執(zhí)行晶閘管的觸發(fā)控制；一個8085CPU進行故障記憶，另一個8085CPU用于進行故障傳送，在司機臺上顯示。9. 8K型電力機車8K型電力機車是從歐洲50赫茲集團引進的8軸交一直流傳動大功率電力機車。該機車屬于20世紀80年代中

47、期世界上交-直流傳動電力機車的先進水平，主要表達在：解決了再生顛覆問題，能進行比較穩(wěn)定的再生制動；大容量的功率因數(shù)補償及濾波裝置；靈敏的防空轉(zhuǎn)、防滑行系統(tǒng)；靜止單一三相變流器供輔助電機變頻啟動；牽引電動機為C級絕緣；無級磁場削弱；滾動抱軸承；大量采用集成電路的電子插件；低位牽引裝置配以軸重轉(zhuǎn)移電氣補償?shù)取?K型機車由完全相同的兩節(jié)車組成，每節(jié)車四軸，有重聯(lián)裝置，可實現(xiàn)由1節(jié)機車集中控制2節(jié)、3節(jié)或4節(jié)機車重聯(lián)運行。機車主電路采用兩段橋調(diào)壓，一段為全控橋，另一段為半控橋。牽引與再生兩種工況均采用特性控制方式，即恒流準恒速控制。表達式為：每臺轉(zhuǎn)向架上的兩臺牽引電動機在電路上為串聯(lián)連接，可使因兩臺電

48、機特性差異和兩個輪對的直徑差異所引起的牽引力差異減小。車體布置采用積木式屏柜結(jié)構(gòu)，主電路、輔助電路、控制電路的高、低電器及電子器件都集中布置在一個中央電器柜內(nèi)，控制電路導(dǎo)線與電器的連接采用插接式器件，無需檢查維修。各種電力機車主要技術(shù)參數(shù)見表1-1。直流傳動電力機車與交流傳動電力機車相比有如下自身無法克服的缺點。(1)同等功率的脈流牽引電動機體積比較大，而機車的結(jié)構(gòu)本身已經(jīng)限制了電機的安裝空間。(2)同等功率等級的電機重量比較大，增加了機車轉(zhuǎn)向架簧下質(zhì)量，使輪軌的沖擊比較大，不適合機車高速牽引的要求。五、和諧型大功率交流傳動電力機車(3)脈流牽引電機本身的特性比較軟，機車的黏著利用率低，重載牽

49、引容易發(fā)生空轉(zhuǎn)，制動時容易滑行，且空轉(zhuǎn)后不易恢復(fù)。(4)機車的軸控比較困難，一般采用轉(zhuǎn)向架控制技術(shù)，不易提高機車的黏著和功率的利用。(5)由于牽引本身帶有換向器，需定期維護，高速、大電流運行時電機換向困難，容易出現(xiàn)電機環(huán)火等故障。上述直流傳動的缺點正好是交流傳動的優(yōu)點，隨著電力電子技術(shù)和計算機控制技術(shù)的開展，電傳動已進入交流傳動時代。自2006年以來，和諧型大功率交流傳動電力機車誕生及批量投入運用，標志著我國鐵路機車行業(yè)成功實現(xiàn)了由直流傳動向交流傳動的，轉(zhuǎn)化機車技術(shù)平臺到達世界先進水平，機車裝備現(xiàn)代化和機車裝備制造化邁入新的歷史階段。和諧型大功率交流傳動電力機車具有牽引性能優(yōu)越、功率大、黏著利用率高、啟動加速性能好、可靠性高、節(jié)能減排好等特點。牽引系統(tǒng)采用大功率交直一交傳動方式，牽引電機為交流異步電機、具有功率大、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、維護工作量小等特點；牽引變流器采用世界先進的大功率IGBT器件，具有開關(guān)頻率高、控制性能優(yōu)良、可靠性高的優(yōu)點；采用先進的車載計算機網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸量大、牽引及制動控制