南车株洲电力机车有限公司
HXD1D型电力机车
概述 机车主要技术参数及性能 设备布置 机车布线及电气系统 空调和通风系统
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HXD1D型电力机车
机械部分 空气制动与风源系统 其他 运用前景
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HXD1D型电力机车 概述
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概述
我国国民经济持续快速、稳定的发展带动了铁路客货运量的快速增 长，铁路运输对社会经济的瓶颈制约仍然未从根本上缓解 ，160km/h 以下速度等级的客运任务主要由直流机车和改造的货运交流电力机车 来承担，随着国家对节能降耗要求的提高以及电力牵引交流传动技术 在中国的发展，时速160km/h 、7200kW大功率的交流传动客运机车将 成为中国电力机车发展的必然趋势。
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课题依据
HXD1D型电力机车是根据2011年铁道部科技研究开发计划《交流传动快速客运电 力机车研究》（课题编号2011J003）。
由南车株洲电力机车有限公司、株洲南车时代电气股份有限公司和南车株洲电 机有限公司等单位共同研制的。根据《交流传动快速客运电力机车研究》和《交流 传动160km客运电力机车技术条件》的要求，设计的交流传动客运电力机车最大速 度为160km/h，总功率为7200kW。
研究平台
HXD1B
HXD1C
SS9
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本项目是在HXD1B和HXD1C项目构建的6轴 大功率交流传动电力机车设计平台上，结合 公司多年积累的电力机车设计制造经验，以 遵循先进、成熟、经济、适用、可靠的技术 原则，按照模块化、标准化、系列化的要求 ，自主研制的干线铁路160km/h交流传动客 运电力机车。
200km/h客运车
机车主要技术特点
机车牵引电路采用绝缘栅双极型晶 体管（IGBT）模块（3.3kV/1200A） 组成四象限整流器和逆变器，牵引 电机采用轴控控制技术。
机车装有车载安全防护 系统；预留了各种设备 的安装接口，可更具环 境选择设备。
机车上设有卫生间、 微波炉、冰箱等生活 设施。
机车上设有高压安全 联锁装置。
机车空气制动系统采 用CCBⅡ或DK-2制动系 统。
机车采用两台C0转向架。驱动系统采用弹性 架悬方式；构架为箱形梁焊接构架；一系悬 挂采用单拉杆轴箱定位＋螺旋弹簧方式；二 系悬挂采用高圆螺旋弹簧+橡胶垫结构；牵引 装置采用低位推挽牵引；基础制动采用轮盘 制动。
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机车辅助电路采用辅助逆变器供电方式， 辅助回路供电分为恒频恒压（CVCF） 与变频变压（机V车VV采F用）和两谐个1回型路机，车具成有 冗余功能。 熟的控制网络系统。运用
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、传机输车、具显有示重和联存控储制功功 能，控能制，网可络以符实合现I至EC少2 61375台标机准车要的求重。联控制。
机车总体结构为双司 机室、机械间设备基 本按斜对称原则布置、 中间走廊、采用预布 线和预布管设计。
机车采用独立通风方式
机车车体采用整体承 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。
交流传动快速客运电力机车 机车主要技术参数及性能
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用途及使用环境条件
在海拔高于1400m、环境温度+35℃～+40℃、连续在最大功率 状态下运行时可能出现功率限制。
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，通过应用 加强防寒和预热后能够在-25℃～-40℃环境下正常运用。
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机车功率发挥
%
(22.5kV，7200kW)
(29kV，7200kW)
(19kV，6080kW)
Voltage
1、 22.5kV~29kV,机车轮周功率为7200kW； 2、 22.5kV~19kV,机车轮周功率从7200kW线性减小；网压在19kV时，轮周功率为6080kW； 3、 19kV~17.5kV,机车轮周功率从6080kW线性减小至0； 4、 29kV~31kV,机车轮周功率从7200kW线性减小至0；
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牵引能力-列车阻力
根据《铁路技术管理规程》第31 条规定：电力机车在困难等级下客货 共线Ⅰ级铁路区间线路最大坡道限制 为15‰，电力机车在困难等级下客货 共线Ⅱ级铁路区间线路最大坡道限制 为20‰。
160km/h六轴7200kW客运交流传 动电力机车在正常情况下，牵引客运 列车（编组20节，超员50%情况）， 切除1个电机可以满足20 ‰坡道起动， 切除2个电机可以满足15 ‰坡道起动。
制动性能
? 机车牵引20节客运 车，超员50%（3000人， 牵引定数1130t）情况 下，在6‰、15‰、 20‰的下坡道上，列车 坡道下滑力与列车阻力 叠加曲线、机车电制动 力曲线见右图。
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牵引能力-加速性能
根据《列车牵引计算规程》要求， 旅客列车在最大速度为160km/h时，列车 在平直道上运行时的保有加速度不小于 0.02m/s2。
根据计算，160km/h六轴7200kW客运 交流传动电力机车比SS8、SS9和SS7E机 车加速性能都有了显著提高。以正常情 况下牵引20节旅客列车计算，同样加速 到160km/h时，160km/h客运车的加速时 间是SS9、SS7E型电力机车的二分之一， 是SS8型电力机车的四分之一。
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干线客运电力机车主要技术参数比较
机车型号 轴式
电传动方式 持续功率 持续速度 持续牵引力 最高速度 最大牵引力 电制动方式 整备重量 生产年份
制造台数
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SS8 Bo-Bo 交-直 3600kW 100km/h 126kN 170km/h 207kN 电阻制动 90t 1994-2001
243
SS7E Co-Co 交-直 4800kW 96km/h 171kN 170km/h 245kN 电阻制动 126t 2001-2006
146
SS9（SS9改） Co-Co 交-直 4800kW 99km/h 169kN 170km/h 286kN
电阻制动
126t 1998-2002 （2002-2006） 43（170）
160km客运车 Co-Co
交-直-交 7200kW 80km/h 324kN 176km/h 420kN 再生制动 126t 2011
1
交流传动快速客运电力机车 设备布置
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设备布置
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 设备基本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、机械间设备布置和车下设备布置、辅助设备布置及机车布线等 几个部分。
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车顶设备布置
在机车顶盖上相应布置有受电弓（2个）及支撑瓷瓶、主断路器、高压电压互 感器（2个）、车顶门、高压隔离开关（2个）、避雷器（3个）、25KV高压电缆高 压穿墙套管及天线。
4 56
9
3 21
12
3
7
8 65 4
1、风笛、电笛 2、受电弓 3、避雷器 4、高压互感器 5车顶母线及支持绝缘子 6、高压隔离开关 7、无线通讯设备天线 8、25kV高压电缆 9、主断路及接地开关
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司机室设备布置
司机室设备布置分成操纵台设备布置、前墙设备布置、后墙设备布置、侧墙设备
置、顶部设备布置五个部分。
采用模
块化设计，由 添乘座椅、暖风机、衣帽钩、灭火器等设备。
台面板组成、
左、中、右柜
和主副司机脚 踏组成。主司 机操纵台位布 置所有与运行 有关的操纵装
布置有感温、感烟探测器 风扇、照明灯、记点灯、 摄像头。
布置风扇、照明灯、记点 灯。 天花板中间位置还布置了 监控摄像头。
置、仪表、显
示装置、开关
按钮等。按其
功能可分为运
内部噪声要求符合GB/T 3450-2006，不超过75dB(A)；
行区、制动区、 2、前、侧窗设置符合GB 5914.2及GB/T 6769中相关要求；
牵引区和气候 3、照明及其他附属设备设置符合GB/T 6769中相关要求；
区。
4、取暖、通风及空调装置，符合GB/T 6769中3.2.3条及
TB/T 2866-1997中的相关要求；
5、司机室相关安全规则符合GB 6770中的相关要求。
主要布置 有遮阳帘、刮 雨器单元、八 显灯、空调风 道等。前墙左 侧拐角处布置 6A显示终端及 均衡风缸压力 表。
司机室左右 布置相同，
侧墙的外侧各 布置了一个外 挂式后视镜， 司机室内下布 置有一个暖风 机等 。
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司机室设备布置 机车设有两个司机室，两个司机室的布置基本相同。司机室正、副司机侧各设
有1扇通向车外的门，后墙中间设有1扇通向机械间的门，与车内中央走廊连通。 司机室设备布置分成操纵台设备布置、前墙设备布置、后墙设备布置、侧墙设
备置、顶部设备布置五个部分。
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《电力牵引交流传动及其控制系统》报告——交流传动与直流传动优劣的比较
1.电力传动的发展 从十九世纪七十年代开始,人们就一直努力探索机车牵引动力系统的电传动技术。1879年的世界第一台电力机车和1881年的第一台城市电车都在尝试直流供电牵引方式。1891年西门子试验了三相交流直接供电、绕线式转子异步电动机牵引的机车, 1917年德国又试制了采用“劈相机”将单相交流供电进行旋转、变换为三相交流电的试验车。这些技术探索终因系统庞大、能量转换效率低、电能转换为机械能的转换能量小等因素,未能成为牵引动力的适用模式。 1955年,水银整流器机车问世,标志着牵引动力电传动技术实用化的开始。1957年,硅可控整流器( 即普通晶闸管) 的发明, 标志着电力牵引跨入了电力电子时代。大功率硅整流技术的出现，使电传动内燃机车和电力机车的传动型式从直-直传动(直流发电机或直流供电-直流电动机)，很自然地被更优越的交-直传动(交流发电机或交流供电-硅整流-直流电动机)所取代。1965年,晶闸管整流器机车问世, 使牵引动力电传动系统发生了根本性的技术变革, 全球兴起了单相工频交流电网电气化的高潮。随着大功率的晶闸管特别是大功率可关断晶闸管(GTO)的出现和微机控制技术等的发展，20世纪70年代以后出现了交-直-交传动(交流发电机或交流供电-硅整流-逆变器-交流电动机)，即所谓的交流传动，又很自然地取代了交-直传动。 与直流传动机车相比，交流传动机车具有启动牵引力大、恒功率范围宽、粘着系数高、电机维护简单、功率因数高、等效干扰电流小等诸多优点，是目前我国铁路发展的必然趋势。
2．交流传动与直流传动的比较 2.1 机车工作原理的比较 2.1.1 直流传动电力机车工作原理 直流传动电力机车包括直直型电力机车和交直型整流器电力机车。 直直型电力机车是由直流电源供电，直流串励牵引电机驱动，通过串并联切换加凸轮变阻或晶闸管斩波器调阻（调压)方式进行调速和控制的机车。一般工矿用4轴电力机车串并联切换加凸轮变阻的电传动装置工作过程为:机车由受电弓从接触网取得直流电，经断路器QF，启动电阻R，向4台直流牵引电动机M1-M4供电，牵引电流经钢轨流回变电所。随着4台牵引电动机接通电源即行旋转，电能转变为机械能，分别通过各自的齿轮传动装置，驱动机车动轮实现牵引运行。 交直型整流器电力机车的能量传递是将接触网供给的单相工频交流电，经机车内部的牵引变压器降压，再经整流装置将交流转换为直流，然后向直流（脉流）牵引电动机供电，从而产生牵引力牵引列车运行。如图所示。
2012年“”列车停于无电区一般D15事故概况 事故概况： 2012年10月14日，我段XX运用车间XXX机班HXD3-8123机车，值乘DH41087次列车，兖北四场开车经一场走白兖联络线方向，由于司机精力旁顾，在兖北一场出站前错过支线号输入时机后，未及时采取补救措施盲目运行，导致出站后装置默认外包线自动闭塞数据，机车信号双黄转白限速递减装置常用动作，机车停于分相无电区，被迫请求救援，构成铁路交通一般D15事故。 事故原因： 1、非正常情况下司机操纵不科学、不合理，在未判明列车前方进路时盲目加速。下行兖北一场出站后有三个进路方向，司机在无法车机联控确认列车运行方向时，没有适时降低列车速度，而是盲目提手柄加载运行，未给采取补救措施留出操作时间，为事故的发生埋下隐患。 2.关键地点、重点作业环节主次不分，精力不集中，错过输入时机。在距出站信号机约70米处，司机已确认进路表示器显示方向，但却将精力旁顾，在仅有的十几秒操作时间内没有完成输入步骤，耽误了操作时机。 3.发生错漏输后没有正确处理，分相前未采取补救措施。司机发现错误后没有执行“乘务员在出现错漏输时，必须在发现后
及时进行监控装置参数修正”要求，未及时采取停车措施对LKJ 降级重新输入站号操作；而是错误考虑前方有电分相，想提高速度先闯过电分相，期间盲目多次进行无效的支线号输入操作，导致在机车信号停车模式下继续运行，装置触发常用动作列车停在无电区，从而导致错误加大，问题升级，是造成本次事故的重要原因。 2013年“”事故因素概况 基本概况： 2013年2月24日，我段XX运用车间XXX机班，使用HXD2C-0127机车，DH38215次，由于机班对弓网异常信息不敏感，没有及时向车站反馈信息；对弓网故障后的应急处置能力差，应急处置措施不正确，造成接触网故障持续存在，导致接触网故障信息不能及时反馈，为后续列车运行带来了较大隐患，构成段定事故因素。 原因分析 1、对弓网异常信息不敏感。接到车站注意观察接触网运行的通知后，未降低运行速度，以75km/h的速度常速运行通过观察地点，对接触网状态确认不彻底，接触网吊悬故障未发现。 2、对弓网故障后的应急处置能力差，应急处置措施不正确。在机车出现只有感应网压、自动降弓动作后未果断采取停车措施。 3、对自动降弓故障不能做出正确判断。对接触网故障导致的机车受
电力机车总体及走行部习题1 一、填空题 电力机车由电气部分、机械部分和空气管路系统三大部分组成。 机械部分包括车体、转向架、车体与转向架的连接装置和牵引缓冲装置。 空气管路系统包括风源系统、制动机管路系统、控制管路系统和辅助管路系统。电力机车电气部分的主要功用是将来自接触网的电能变为牵引列车所需要的机械能，实现能量转换，同时还实现机车的控制。 电力机车的空气管路系统作用是产生压缩空气供机车上的各种风动器械使用，并实现机车及列车的制动。 司机室是乘务人员操纵机车的工作场所。 机器间用于安装各种电器和机械设备。 转向架是机车行走部分，它是电力机车机械部分中最重要的组成部分。 轴向悬挂装置也成一系弹簧。 齿轮传动装置将电能转变成机械能转矩，传给轮对。 车体与转向架连接装置也称二系弹簧悬挂。 牵引缓冲装置即指车钩和缓冲器。 机车在运行中所受空气阻力在中低速时往往并不明显，但当速度达到一定值时，空气阻力就成为阻碍机车速度提高的重要制约因素。 SS4改型电力机车车体首次采用16mm低合金高强度钢板压型梁与钢板焊成整体承载式车体结构，既满足了强度和刚度的要求，又达到了轻量化的目的。 车体按不同用途分类可分为工业电力机车和干线运输大功率电力机车。 车体按承载结构分类可分为底架承载式车体、底架和测量共同承载式车体和整体
承载车体。 SS4改型电力机车车体由底架、侧墙、车顶盖、司机室、台架、排障器等组成。SS4改型电力机车单节车共分5个室，从前至后依次为：司机室、I端电器室、变压器室、Ⅱ端电器室、辅助室。 SS4改型电力机车单节车共有4个顶盖，从前至后依次为变压器室、机械室I端、机械室II端、高压室上方。 SS4改型电力机车车体底架牵引梁呈T形。 台架是为安装车内除变压器以外的其他电气和机械设备而设置。 排障器底部距轨面高度为（110+10）mm 按工作原理，电力机车的通风风机分离心式通风机和轴流式通风机两大类。 电力机车的空气管路系统包括风源系统、控制管路系统、辅助管路系统和制动机管路系统四大部分。 空气干燥器是风源系统中用来清洗压缩空气中的油水、杂质、尘埃去掉。 为了减轻辅助压缩机96的工作负担，应在启动辅助压缩机组前，关闭膜板塞门97，切除控制风缸102。 SS4改型电力机车控制管路系统中，除主断路器外，其余设备工作风压需经调压阀调压至500kPa 在机车受电弓升起时，为了保证与高压区的隔离，在生弓通路中设置了保护电空阀和门联锁阀。 SS4改型电力机车设有牵引通风系统、主变压器通风系统和制动通风系统三大通风系统 SS4改型电力机车制动通风系统冷却对象为制动电阻柜
机车总体及走行部课程教学大纲 课程名称：机车总体及走行部 适用专业：内燃、电力机车修理和运用 教学时数：80 一、课程性质、地位和任务 本课程是内燃、电力机车修理和运用专业的一门专业课，作用是培养学生从事本专业技术工作所必备的扎实技术功底。同时为掌握高速重载新技术进行基础理论储备。 任务是使学生了解机车总体及走行部各组成部分的工作原理。 教学内容 （一）内燃机车概述 1．内燃机车基本构造 2．机车、车辆限界及机车分类、型号和轴列式 （二）机车车体、车架 1．非承载式车体、车架 2．承载式车体 3．东风四型机车车体 （三）牵引缓冲装置 1．车钩 2．缓冲器 （四）机车转向架概述 1．机车转向架技术要求 2．转向架分类 3．东风四型内燃机车转向架 4．转向架构架 （五）弹簧装置及减振器 1．弹簧装置的作用 2．圆弹簧、板弹簧、双橡胶簧特性计算 3．组合及均衡的作用 4．加橡胶垫横向刚度、强度计算 5．摩擦减振器 6．液压减振器 （六）车体与转向架的连接装置 1．心盘和旁承的连接 2．牵引杆和旁承的连接 3．横动装置 4．车体和转向架的安定条件 （七）轴箱和轮对 1．轴箱的作用和形式 2．拉杆式和导框式轴箱定位 3．八字形橡胶堆式轴箱定位 4．轮对的组成及作用
（八）驱动机构 电传动机车的驱动机构 （九）基础制动装置 1．作用及结构形式 2．基础制动装置的设计要求 （十）轴重转移 1．粘着重量利用率 2．提高粘着重量利用率的措施 （十一）机车曲线通过 1．便利机车几何曲线通过措施 2．机车几何曲线通过的图示法 3．转向架的转心 4．曲线超高度和缓和曲线长度 5．动力曲线通过引起的轮轨相互作用力 6．轮轨间隙和轴距对动力曲线通过的影响 7．横向弹性连接的两个转向架机车的动力曲线通过 8．机车在曲线上的速度限制 9．改善机车动力曲线通过措施 10．关于轮缘不接触钢轨的导向问题 11．机车在曲线上轮轨作用力及脱轨情况综述 二、教学目的和要求 本课程的教学目的主要是使学生对机车总体及转向架有一定的掌握，以便满足学生在今后的学习和工作中的基本需要。特别教导学生掌握机车总体及转向架的构造、性能，熟练掌握机车曲线通过的知识，建立起机车轴重转移，抗蛇形运动的基础理论根底，。建立高速、重载、安全的理念。在整个学习过程中起到承上启下的作用。 （一）内燃机车概述 重点内容：轴列式；分类、型号。 了解内燃机车基本构造。 基本要求：掌握限界、机车分类型号和轴列式。 （二）机车车体、车架 重点内容：车架，桁架式承载车体，框架式承载车体、底架。 基本要求：掌握车体形式，桁架和框架区别。 理解DF4型车体。 （三）牵引缓冲装置 重点内容：车钩三态作用，缓冲器的性能参数。 基本要求：掌握车钩的构造，车钩的三态作用，缓冲器的性能参数 了解我国使用的缓冲器。 （四）机车转向架概述 重点内容：主要技术要求；转向架分类，转向架构架。 基本要求：掌握转向架主要技术要求、转向架分类、转向架构架。 了解DF4型内燃机车转向架。 （五）弹簧装置及减振器 重点内容：弹簧的作用，圆、板、橡胶簧特性及计算，组合、均衡梁的作用，摩擦减振器、
机车交流传动技术 一、简要的历史回顾 人所共知，机车发展按其动力来分，最早出现的是蒸汽机车，以后由蒸汽机车发展到内燃机车和电力机车。在电传动内燃机车和电力机车中，开始是直-直传动，尔后是交-直传动，70年代以后又出现要交-直-交传动，即所谓的交流传动。这种传动型式被认为是现代机车的标志，日益风靡世界。这样的发展道路是由客观规律所决定的，是历史发展的必然，是机车由低级向高级逐渐演变的必然结果。每种机车的出现和存在都是与当时的技术发展相适应的。比如随着大功率硅整流技术的出现，直-直传动很必然地被更优越的交-直传动所取代。同样，随着大功率的晶闸管特别是大功率可关断晶闸管（GTO）的出现和微机控制技术等的发展，交直传动很自然地被交-直-交传动所取代。 二、交流传动技术的特点和优点 人们很早地认识到交流传动的优越性。交流传动技术是一门综合技术，但其本质的特点是牵引电动机采用了交流异步电动机，其一系列的优点都是由此而表现出来的。交流传动机车所以成为现代机车发展的方向，正是由异步电动机的特点和优点所决定的。和传统的串激直流电动机驱动系统相比，交流异步电动机驱动系统的优越之处表现在机械、绝缘、耐热、耐潮、粘着、维修、效率、重量尺寸等诸多方面。 1、构造简单 异步电动机是所有电机中结构最简单的电动机，除轴承外，没有其他机械接触部分。串激直流电动机则不然，结构复杂。定子、转子都有绝缘要求很高的绕组，有换向器装置和电刷机构，磨擦部分多，接线复杂，机械转速受换向条件和机械强度的限制，只能达到2500r/min左右。而交流异步电动机转速可达4000r/min 以上，试验转速甚至可达6000r/min，这是直流电机所忘尘莫急的。 2、粘着性能好 （1）异步电动机有很硬的机械特性，所以当某电机发生空转时，随着转速的升高，转矩很快降低，具有很强的恢复粘着的能力。空转发生时，转速上升值不大，即使是同步转速，与原工作点的转速差不会超出5%以上。串激电动机则不然，转矩变化一点，转速就有很大的变化。 （2）异步电动机的工作点可以很方便地进行平滑调节，以实现最大可能的粘着利用，不会出现粘着中断情况。根据检测有关粘着控制的信号，准确、迅速地改变逆变器输出的电压和频率，寻求最佳工作点，使驱动系统既不能发生空转，又能充分发挥最大的牵引力。 （3）可实现各轴单独控制。当某台电机发生空转时，可调节该台电机，这样能充分利用机车的粘着性能。在交—直传动系统中，某轴空转时，需要使所有各轴电机卸载，这样就大大降低了机车的牵引能力。 由于上述特性和良好的控制功能，交—直流传动系统的粘着系数可以利用得很高。1992年美国铁路协会（AAR）在向四家机车制造厂提出的26台交流传动机车投标建议书中提出的粘着指标是：起动粘着系数45%，全天候牵引粘着系数是32%（GE公司在交—直传动机车上，采用“SENTRY”粘着控制装置后，全天候粘着系数是0.25~0.30）。如此之高的粘着利用，正是针对交流机传动机车所具有的良好的粘着控制而提出的，这对于交—直传动系统是不可想象的。德国四轴120型机车，可满足以往六轴机车的全部要求。 3、功率大，牵引力大 这个概念是指在其它条件大致相同的前提下，在机车结构所提供的空间条件下，可以装更大功率的异步电动机。如加拿大改造的CP4744号机车，在给定的设计空间条件下，直流电动机的功率大约被限制在600~700kW/轴。装用BBC6FRA40B异步牵引电动机，其功率可达1492kW/轴以上。正因如此，才可使机车的牵引功率大大提高。牵引功率大导致牵引力大，而又由于粘着性能好，大的牵引力能充分发挥其牵引能力。我们可以比较一下ND5型交直流传动机车和SD60MAC交流传动机车的牵引力情况：ND5机车的柴油机的标定功率为2940kW，起动牵引力为533.6kN，持续速度为22.2km/h时的持续牵引力为359.8kN；SD60MAC机车的柴油
交流电力传动技术的现状和发展 内容摘要 为了资源能效并保护环境，实现高速和重载运输，促进国民经济的可持续发展，在轨道交通运输领域，具有优异运行性能和显著节能效果的电力牵引交流传动系统应用越来越普遍，而交流传动传动控制技术是高速和重载车辆必须的技术配置，是高速铁路和重载货运发展的基础，也已成为衡量一个国家铁路技术水平的重要标志。 本论文从电力牵引交流传动系统的基本结构出发，大致介绍了国内外交流电力传动技术的发展历程，详细分析了系统核心部件牵引变压器、变流器、牵引电动机以及对之进行控制的控制系统的的研究现状和发展历程，最后研究了我国的交流传动控制技术发展及未来展望。 关键词：交流传动与控制结构与原理现状与发展 ABSTRACT In order to improve the efficiency of resource，protect the environment，realize the high-speed and heavy transportation，and promote the sustainable development of domestic economy，in the area of rail transportation，the electric traction AC drive system，which has excellent core component and eminent effect of energy-saving，is being increasingly prevalent applied in practical condition .Meanwhile，AC drive control technology，a imperative technology about high-speed and heavy transportation and a fundamental of high-speed train and heavy freight transportation，becomes a significant sign to judge a country’s ability of transportation. This essay is base on the basic structure of electric traction AC drive system，and，roughly，introduces the development about electric traction AC drive system all over the world . also，it explicitly analyses the core components，including transformer, converter, and traction motor，and the related current research and development about its control system. At last，it discusses the development and prospect about AC drive control technology in our country. KEY WORDS: AC drive and control structure and principle current status and development 目录
铁路机车基本知识概述 机车是铁路运输的基本动力。客货列车的牵引和车站上的调车作业，都由机车来承担。机车对铁路运输的安全正点、多拉快跑、优质低耗起着重要的作用，也是发展铁路运输业的关键设备。因此，车站与行车有关的计划与指挥人员，对各种类型机车的基本性能和运用常识应有一定的了解。 一、机车的种类 机车按原动力的不同可分为蒸汽机车、内燃机车(内燃动车组)和电力机车(电力动车组)三种。 机车按用途的不同可分为运行速度较高的客运机车、牵引力较大的货运机车和机动灵活的调车机车。 1．蒸汽机车 蒸汽机车的应用，已有170多年的历史。它是通过蒸汽机，把燃料(煤、油、木材)的热能转变成机械能，用来牵引列车运行的一种机车。蒸汽机车主要由锅炉、汽机、走行部、车架、煤水车、车钩及缓冲装置和制动装置等部分组成。 蒸汽机车热效率低、能源消耗大、输送能力小，所以，目前在我国已逐步被淘汰。 2．内燃机车 内燃机车是以柴油机为原动力的机车。它的特点是热效率高，持续工作时间长，适合长交路运行。
目前，我国运用的内燃机车，按其传动方式的不同，可分为电传动和液力传动两种类型。 电传动内燃机车是由柴油机带动发电机，把柴油机的机械能转变成电能，将电能供给牵引电动机，再经齿轮传递给机车轮对使机车运行。 液力传动内燃机车是在柴油机与机车动轮之间装有一套液力传动装置，柴油机输出的扭矩通过传动装置传递到机车的轮对上，使机车产生牵引力。 目前，我国生产的几种内燃机车的概况如表1－4所示。 表1－4几种国产内燃机车概况表
3．电力机车 电力机车本身不带能源，是依靠从沿途接触网导线上获取电能，通过牵引电动机而驱动的机车。 发电厂将110～220kV的三相工频交流电经输电线送往铁路牵引变电所，由牵引变电所分别向与其两边相邻区间的接触网上供给25～27．5kV的单相工频交流电，供电力机车使用。 电力机车主要由车体、走行装置、车底架、车钩及缓冲装置、制动装置和一整套电气设备组成。 电力机车具有功率大、起动速度快、善于爬坡、便于实施高速重载等优点。目前国产主要型号电力机车的技术性能如表1-5所示。 表1-5几种韶山系列电力机车概况表
一、选择题 1.DF4型内燃机车采用（）形式的电机悬挂方式。 A刚性轴悬式B弹性轴悬式 C体悬式D架悬式 知识点：干线客运机车一般采用架悬式形式的电机悬挂方式。货运机车一般采用轴悬式电机悬挂。如SS4改：刚性轴悬式 2.轮心结构中，（）是轮箍压装的部分。 A轮毂B轮辋C轮箍D轮辐 知识点：轮心结构中，轮辋是与轮箍压装的部分；轮毂是与车轴压装的部分。 3.以下哪个不是引起基本阻力的原因之一。（） A轮轨间的摩擦B冲击和振动 C隧道空气阻力D车轴滚动轴承的摩擦 4.车钩三态中，（）状态是准备摘钩的状态。 A锁闭B锁开C全开D全闭 知识点：锁闭状态是连挂后的状态，全开是准备连挂的状态。 5.SS系列电力机车大多采用（）的轴箱定位方式。 A牵引杆式B拉杆式C有导框式D八字形橡胶堆 知识点：各型机车使用的多为无导框式拉杆式轴箱定位方式。SS系列多为双拉杆，HXD系列多为单拉杆。 6.SS9型电力机车车体属于（）车体。 A车架承载式B桁架式侧墙承载式C框架侧壁承载式D整体承载式 知识点：SS4改以后的机车车体设计都是整体承载方式。 7.一般机车车钩距轨面的高度约为（）mm。 A、110+10 B、450+10 C、880+10 D、900+10 二、填空题 1.电力机车从构造上由3部分组成，他们分别是___________、电气部分和。 2.电力机车机械部分由、转向架，及牵引缓冲装置4部分组成。 3.轴列式为B 0-B 的机车表示转向架的特征是。轴列式为B -B -B 的机车表示转向 架的特征是。 4.电力机车通风系统的冷却对象有制动电阻柜、主变压器、和。 5.和是利于曲线通过的两种常见措施。
1.简述内燃机车的总体构造，并说明各组成部分的作用。 （1）发动机。发动机是机车的动力装置，其作用是将燃料的化学能转变为机械功。内燃机车主要采用的是柴油机，即利用燃油燃烧时所产生的燃气直接推动活塞做功。因此，一般所说的内燃机车是指柴油机车。 （2）传动装置。传动装置的作用是将发动机的机械功传递给走行部分，力求发动机的功率得到充分发挥，并使机车具有良好的牵引性能。 （3）车体和车架。车体和车架是机车安装各部件的基础，并能保护各种设备免受外界条件的干扰。此外，也形成了乘务人员的工作场所。 （4）走行部。走行部（转向架）的作用在于：承受机车上部重量；将传动装置传递来的功率实现为机车的牵引力和速度；保证机车运行平稳安全。 （5）辅助装置。辅助装置的作用是保证发动机、传动装置和走行部的正常工作和可靠运行。 2。机车的牵引力和制动力是怎样形成的？为什么要有最大值限制？ 设柴油机产生的扭矩通过输出轴、传动装置，最后使机车动轮获得的扭矩为M。如果机车被吊离钢轨，则扭矩作为内力矩，只能使车轮发生旋转运动，而不能使机车发生平移运动。当机车置于钢轨上使车轮和钢轨成为有压力的接触时，就产生车轮作用于钢轨的可以控制的力F’’，F’’所引起的钢轨作用于车轮的反作用力F’就是十几车发生平移运动的外力。这种由钢轨沿机车运动方向加于动轮轮周上的切外力∑F’称为机车轮周牵引力，简称机车牵引力。 黏着定律，轮周牵引力又是一个静摩擦力，所以它必然有一个极限值——最大静摩擦力，称为轮轨间粘着力的最大值，其极限值接近于轮轨间的静摩擦力。 3.什么是内燃机车理想牵引特性曲线？并解释其形状。 为了保证柴油机的功率在不同的机车速度下都得到充分发挥，牵引力应满足以下等式：FV=3600η轴η传Ne 当η轴、η传、Ne的值一定时，轮周牵引力F与机车速度成反比关系，该曲线为双曲线，这条曲线成为灯功率曲线。这条曲线不能无限制地向两端延伸。在高速工况下，速度受最大运用速度Vmax的限制，在低速工况下，牵引力受到机车黏着的限制。 4.内燃机车有几种功率？分别是如何定义的？ （1）货运机车的功率。货运机车功率的确定主要与运量大小有关，从运量可以求得最小车列重量，再根据在限制坡道上的计算速度和计算牵引力，求得机车的轮周功率，进而求得柴油机车的功率。 （2）客运机车的功率。对客运机车的要求是加速度大，并能以较高速度牵引客车通过限制坡道。以允许的最大速度为平直道上的平衡速度，求得内燃机车功率。对于坡度和玩到变化大的线路和速度很高的列车，必须大大增加机车功率。 （3）高速动车组功率的确定。为实现250km/h以上的高速度，高速动车组牵引电动机的总功率在6000kW以上，这样大的功率除了克服空气阻力外，还要保证在最大速度下尚有一定的加速力。在仙侣纵断面变化频繁的线路上，加速度大，可以显著缩短列车运行时间。 （4）调车机车的功率。对调车机车的要求是在短距离内将牵引的列车加速到规定速度，并在短距离内停车。为此，调车机车既要有必要的柴油机功率，也要有足够的黏着重量。 5.内燃机车的辅助装置包括哪些？其作用是怎样的？ (1)冷却系统。究其冷却方式的不同，大体可分为通风冷却系统、柴油机水冷却系统、增压空气冷却系统及各类油（机油、液力传动工作油等）的冷却系统。 （2）机油系统。柴油机工作室，曲轴相对于轴瓦、活塞及活塞环相对于汽缸壁等都要产生相对运动，在相互接触的表面产生摩擦。为了使柴油机个工作部件在工作时具有良好的
电力机车主电路的发展概述 电力机车（electric locomotive）本身不带原动机、靠接受沿线接触网送来的电流作为能源、由牵引电动机驱动车轮的机车。所需的电能，可以由多种形式（火力、水力、风力、核能等）转换而来。电力机车具有功率大、热效率高、速度快、过载能力强和运行可靠边等主要优点，而且不污染环境，特别适用于运输繁忙的铁路干线和隧道多、坡度大的山区铁路。 发展概况【top】最早造出第一台标准轨距电力机车的是苏格兰人R·戴维森，时间是1842年，由40组蓄电池供电，但没有实用价值。1879年5月，德国人W·VON西门子设计制造了一台能拉乘坐18人的三辆敞开式“客车”的电力机车，它由外部150V直流发电机通过第三轨供电，这是电力机车首次成功的试验。1881年,法国在巴黎展出了第一条由架空导线供电的电车线路，这就为提高电压，采用大功率牵引电动机创造条件。1895年，美国在巴尔的摩—俄亥俄间5. 6 km长的遂道区段修建了直流电气化铁路，在该区段上运行的干线电力机车自重97 t，采用675 V直流电，功率为1 070 kW。1903年德国的三相交流电力机车创造了每小时210km 的高速记录。 中国最早使用电力机车在1914年，是抚顺煤矿使用的1 500 V直流电力机车。1958年中国成功地生产出第一台电力机车，从采用引燃管整流器到硅整流器，机车性能不断改进和提高，到1976年制成韶山型（SS1型）131号时已基本定型。截止到1989年停止生产，SS1型电力机车总共制造出厂926台，成为中国电气铁路干线的首批主型机车。1966年SS2型机车制成。1978年研制成功的SS3型机车，不仅改善了牵引性能，还把机车的小时功率从4 200kW提高到4 800kW，载止到1997年底，共生产了987台，成为中国第二种主型电力机车。1985年又研制成功了SS4型8轴货运电力机车，它是国产电力机车中功率最大的一种（6 400kW），已成为中国重载货运的主型机车。以后又陆续研制成功了SS5、SS6和SS7 型电力机车。1994研制成功了时速为160 km的准高速四轴电力机车等。至此，中国干线电力机车已基本形成了4、6、8 轴和3 200、4 800和6 400kW功率系列。1999年5月26日，中国株洲电力机车厂生产出第一台时速超过200km的DDJ1001号“子弹头”电力机车，标志着中国铁路电力牵引已跻身于国际高速列车的行列。为追踪世界新型“交—直—交”电力机车新技术，从20世纪70年代末开始，中国铁路一直在进行中小功率变流机组的地面试验研究和大功率的交—直—交电力机车的研制，也已取得了阶段性成果。 类型【top】电力机车是从接触网上获取电能的，接触网供给电力机车的电流有直流和交流两种。由于电流制不同，所用的电力机车也不一样，基本上可以分为三类： 直—直流电力机车采用直流制供电时，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。因此，电力机车可直接从接触网上取得直流电供给直流串励牵引电动机使用，简化了机车上的设备。直流制的缺点是接触网的电压低，一般为1 500V或3 000V，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。 交—直流电力机车在交流制中，目前世界上大多数国家都采用工频（50Hz）交流制，或25Hz低频交流制。在这种供电制下，牵引变电所将三相交流电改变成25 kV工业频率单相交流串励电动机，把交流电变成直流电的任务在机车上完成。由于接触网电压比直流制时提高了很多，接触导线的直径可以相对减小，减少了有色金属的消耗和建设投资。因此，工频交流制得到了广泛采用，世界上绝大多数电力机车也是交—直流电力机车。 交—直—交电力机车采用直流串励电动机的最大优点是调速简单，只要改变电动机的端电压，就能很方便地在较大范围内实现对机车的调速。但是这种电机由于带有整流子，使制造和维修很复杂，体积也较大。而交流无整流子牵引电动机（即三相异步电动机）在制造、性能、功能、体积、重量、成本、及可靠性等方面远比整流子电机优越得多。它之所以迟迟不能在电力机车上应用，主要原因是调速比较困难。改变端电压不能使这种电机在较大范围内改变速度，而只有改变电流的频率才能达到目的。因此，只有当电子技术和大功率晶闸管变流装置得到迅速发展的今天，才能生产出采用三相交流电机的先进电力机车。交—直
《电力牵引交流传动及其控制系统》报告 交流传动与直流传动优劣的比较
1.电力传动的发展 从十九世纪七十年代开始，人们就一直努力探索机车牵引动力系统的电传动技术。1879年的世界第一台电力机车和1881年的第一台城市电车都在尝试直流供电牵引方式。1891年西门子试验了三相交流直接供电、绕线式转子异步电动机牵引的机车,1917年德国又试制了采用“劈相机”将单相交流供电进行旋转、变换为三相交流电的试验车。这些技术探索终因系统庞大、能量转换效率低、电能转换为机械能的转换能量小等因素，未能成为牵引动力的适用模式。 1955年，水银整流器机车问世，标志着牵引动力电传动技术实用化的开始。1957年，硅可控整流器（即普通晶闸管）的发明，标志着电力牵引跨入了电力电子时代。大功率硅整流技术的出现，使电传动内燃机车和电力机车的传动型式从直-直传动（直流发电机或直流供电-直流电动机），很自然地被更优越的交-直传动（交流发电机或交流供电-硅整流-直流电动机）所取代。1965年，晶闸管整流器机车问世，使牵引动力电传动系统发生了根本性的技术变革，全球兴起了单相 工频交流电网电气化的高潮。随着大功率的晶闸管特别是大功率可关断晶闸管（GTO）的出现和微机控制技术等的发展，20世纪70年代以后出现了交-直-交传动（交流发电机或交流供电-硅整流-逆变器-交流电动机），即所谓的交流传动，又很自然地取代了交-直传动。 与直流传动机车相比，交流传动机车具有启动牵引力大、恒功率范围宽、粘着系数高、电机维护简单、功率因数高、等效干扰电流小等诸多优点，是目前我国铁路发展的必然趋势。
2 .交流传动与直流传动的比较 2.1机车工作原理的比较 2.1.1直流传动电力机车工作原理 直流传动电力机车包括直直型电力机车和交直型整流器电 力机车。 直直型电力机车是由直流电源供电，直流串励牵引电机驱动，通过串并联切换加凸轮变阻或晶闸管斩波器调阻（调压）方式进行调速 和控制的机车。一般工矿用4轴电力机车串并联切换加凸轮变阻的电传动装置工作过程为：机车由受电弓从接触网取得直流电，经断路器QF启动电阻R,向4台直流牵引电动机M1-M4供电，牵引电流经钢轨流回变电所。随着4台牵引电动机接通电源即行旋转，电能转变为机械能，分别通过各自的齿轮传动装置，驱动机车动轮实现牵引运行。 交直型整流器电力机车的能量传递是将接触网供给的单相工频交流电，经机车内部的牵引变压器降压，再经整流装置将交流转换为直流，然后向直流（脉流）牵引电动机供电，从而产生牵引力牵引列车运行。如图所示
一、填空(每题2分,共20分) 1、机务段运用车间是机车运用工作的基层组织。 2、机务段按照其性质和担当的运输生产任务、机车检修任务及设备规模，可分为机务本段、机务折返段及机务折返点3种。 3、目前我国实行的电力机车检修分为四级，即大修，中修，小修和辅修。 4、机车长期备用用指 1 个月以上的机车。 5、机车固定担当运输任务的周转（往返）区段称为机车交路。 6、轮乘制外段换班继乘休息时间不得少于6h 。 7、列车运行图是行车组织工作的基础，也是铁路运输工作的综合计划。 8、机务段的配属机车台数计算的图解法是从机车周转图上直接核算出运用机车台数的方法。 9、电力机车整备作业包括机车外皮洗刷、补砂、给润滑油、清扫保养、机车检查和自动信号测试等内容。 10、列车站停20 min时，开车前应进行列车制动机简略试验。
二、判断(每题2分,共20分) 1、机务折返段是为担当补机、调机、小运转机车等的部分整备作业而设置的。（X） 2、配属机车是根据铁道部、铁路局命令拨交各局、段支配使用的机车。（X） 3、一个机务段担当机车牵引交路的数量可为一个或几个。（√） 4、机车乘务员的定员和配备，由铁道部负责。（×） 5、列车运行图确定了机车牵引列车的车次及到、开时间。（X） 6、机车用砂整备作业时应注意砂箱中的砂量不应多于砂箱容积的一半。（×） 7、机车日产量指标属于质量指标。（√） 8、机车日车公里和机车周转距离成正比，而和全周转时间成反比。（√） 9、机车乘务员对非法登乘机车的人员劝阻无效时，有权不开车，报请车站处理。（√） 10、电力机车的检查按检查形式可分为日常检查和定期检查。（ X ） 三、选择(每题2分,共20分) 1、审批机车司机驾驶证的职责由（ A ）负责。 A．铁道部 B．铁路局 C．机务段运用车间
电力机车总体及走行部 一、填空题 1、电力机车由电气部分、机械部分和空气管路系统三大部分组成。 2、电力机车机械部分包括车体、转向架、车体与转向架的连接装置和牵引缓冲装置四大部分组成。 3、电力机车车体多采用底架承载式车体结构、整体承载车体结构、侧壁承载结构 底架承载式车体结构由底架承担所有载荷，侧墙、车顶均不承载。侧墙结构较为轻便。由于底架需要承受车体的所有载荷，即要有足够的强度和刚度，所以底架结构比较笨重。这种车体主要用于工业用电力机车车体以及客车车箱。 侧壁承载结构侧墙和底架共同承载，侧墙骨架较为坚固，外蒙钢板也较厚，与车体底架焊成一个牢固的整体。侧墙骨架采用型钢材或压型钢板制成框架式或桁架式两种结构形式。桁架式侧墙骨架有斜拉杆，强度、刚度高于框架式侧墙骨架，但开设门窗不便，多用于货车，电力机车车体以及客车车箱的骨架多采用框架式侧墙结构。 整体承载车体结构底架、侧墙、车顶组成一个坚固轻巧的承载结构，使整个车体的强度、刚度更大，而自重较小。 4、工矿用电力机车重量轻、车速低，故多采用工业电力机车车体结构。 5、ＳＳ４改电力机车车体采用１６Ｍｎ低合金高强度钢板压型梁与钢板焊接整体承载结构。 6、每节ＳＳ４改型电力机车的压缩空气由一台ＶＦ３／９空压机供风，该空压机为四缸Ｖ形排列两级压缩活塞式压缩机。 7、电力机车主断最低工作风压为４５０ＫＰａ． 8、电力机车转向架的作用有承重、传力、转向、缓冲功能。 9、机车转向架的车轴数越小在小半径曲线运行性能越高。 10、三轴转向架固定轴距大，仅适合在大半径曲线运行。 11、ＳＳ４改电力机车轴重２３ｔ总重为１８４ｔ，故仅用于货运。 12、ＳＳ９改电力机车轴重２１ｔ总重为１２６ｔ，故仅用于客运。 13、机车转向架按制造工艺分类，可分为焊接构架和铸钢构架。 14、JM3型轮对踏面轮缘原始厚度为 15、JM3型轮对踏面轮缘最小厚度为 16、为减小磨损，齿轮传动比应选择无理数（无限不循环小数）或是无限不循环的无理数。 17、电力机车构架清洗，一般选用７０～８０ｃ的碱水冲洗，然后漂净。 18、机车中修时，轴颈拉伤深度不得大于１ｍｍ。 19、轮毂过盈量不足加热时，其垫板厚度不得大于１．５ｍｍ。 20、轮毂过盈量不足加热时，其垫板厚度数不得大于４。 二、简答题 1、空气管路中，启动电空阀有什么作用？ 答：在机车受电弓升起时，为保证与高压区的隔离，在升弓通路中设置了保护电空阀和门连锁阀，起到连锁保护作用，压缩空气由风缸经保护电空阀送到门联锁阀时，由于保护电空阀是一个闭式电空阀只要线圈有电就能使电空阀保持开启状态，保证供给门联锁阀压缩空气。 2、电力机车止回阀有什么作用？ 答：为了防止控制系统压缩空气逆流，同时替代换向阀实现风源转换而设置的。 3、电力机车压力控制器有什么作用？ 答：为保证安全和将具有稳定压力的压缩空气供给各个系统工作使用，必须使总风缸的压力空气保持在一个规定的范围之内。风源系统由压力控制器来自动空气压缩机电动机电路的闭
电力机车总体及走行部复习样卷精编版 MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】
一、选择题 1.DF4型内燃机车采用（）形式的电机悬挂方式。 A刚性轴悬式B弹性轴悬式 C体悬式D架悬式 知识点：干线客运机车一般采用架悬式形式的电机悬挂方式。货运机车一般采用轴悬式电机悬挂。如SS4改：刚性轴悬式 2.轮心结构中，（）是轮箍压装的部分。 A轮毂B轮辋C轮箍D轮辐 知识点：轮心结构中，轮辋是与轮箍压装的部分；轮毂是与车轴压装的部分。3.以下哪个不是引起基本阻力的原因之一。（） A轮轨间的摩擦B冲击和振动 C隧道空气阻力D车轴滚动轴承的摩擦 4.车钩三态中，（）状态是准备摘钩的状态。 A锁闭B锁开C全开D全闭 知识点：锁闭状态是连挂后的状态，全开是准备连挂的状态。 5.SS系列电力机车大多采用（）的轴箱定位方式。 A牵引杆式B拉杆式C有导框式D八字形橡胶堆 知识点：各型机车使用的多为无导框式拉杆式轴箱定位方式。SS系列多为双拉杆，HXD系列多为单拉杆。 6.SS9型电力机车车体属于（）车体。 A车架承载式B桁架式侧墙承载式C框架侧壁承载式D整体承载式 知识点：SS4改以后的机车车体设计都是整体承载方式。 7.一般机车车钩距轨面的高度约为（）mm。 A、110+10 B、450+10 C、880+10 D、900+10 二、填空题 1.电力机车从构造上由3部分组成，他们分别是___________、电气部分和。 2.电力机车机械部分由、转向架，及牵引缓冲装置4部分组成。 3.轴列式为B 0-B 的机车表示转向架的特征是。轴列式为B -B -B 的机车表示 转向架的特征是。 4.电力机车通风系统的冷却对象有制动电阻柜、主变压器、和。 5.和是利于曲线通过的两种常见措施。
一．概述： 随着现代电力电子器件、智能功率集成模块问世，控制理论及微电子技术的发展使异步电动机的调压变频调速得以顺利实现，从而使交流变频传动广泛应用于国民经济各部门，并正在逐步取代直流传动系统，同时随着大功率自关断器件的日趋完善和以微处理器件为核心的数字控制技术的发展更促进了交流变频传动系统在城市交通车辆中的应用。 二．变频传动技术在国外的应用情况 城市轨道机车在国外发展已有100多年的历史，随着现代技术的应用及发展，其电力传动系统有了很大的变化，其驱动与调速系统由最初的变阻调速发展到斩波器调速，进而发展到应用交流三相异步牵引电动机采用调压变频调速（VVVF）的传动技术。由于这种变频传动技术的优良性，因此目前世界上德、日等发达国家近来研制的地铁和轻轨车辆几乎全部采用交流电传动变频调速技术。而且随着能源、环保与人类的关系越来越密切，采用这种调速技术的机车将会被更广阔的市场及社会所接受。 例，根据有关资料记载的德国采用BR120型交流变频传动电力机车试验的结果表明这种性能的机车比直流传动车辆具有以下显著的优点： ①.在相同粘重时,牵引力提高30%; ②.功率因素高(COSφ可达到1),电网利用率提高30%; ③.由于它采用电力电子器件取代了有触点器件,维修费可降低50%; ④.无故障运行超过40万KM; ⑤.节能显著,采用GTO变频器的交流电传动装置比相同容量使用斩波调速的直流传动装置效率可提 高6～7%。据有关资料介绍，一辆5600KW的机车每小时可节电392度,若按年运行3000 小时,则每年节电可达117.6万度。其显著的节能效果，将会带来显著的社会经济效益。 目前国际上，在交流电传动车辆处于领先水平的日本和德国基本都是采用PWM（交-直-交）型GTO-VVV逆变器（简称GTO变频器）和异步牵引电动机配套组成变频传动系统。 日本在1990年后生产的GTO变频器容量就达到了4500V、3000A。日本于1991年11月统计公布的所有日本交流变频调速车的主要参数。其本上都是采用由日立、东芝、三菱电机、富士电机和东洋电公司制造的GTO变频器。东洋公司从1986年到1990年底止，就已为23种车型提供的GTO变频器。据有关资料介绍，1 9 9 4年日本生产的1 0 0 KW以下的中小功率变频器已达1 00万台。除日本外，欧美等发达国家目前已形成了较完整的变频器技术产业体系。 目前，世界上德、日等发达国家近年来新研制的地铁和轻轨列车，几乎全部采用交流变频传动技术；而三点式逆变器用于交流传动系统，在德国和日本则已有应用，在1993年德国就已经有成千台用此方案构成的IGBT三点式逆变器用于轻轨电车上。 三．变频传动技术在我国城市交通车辆上应用的特点及效益 1）.交流变频调速传动的车辆的优点： 交流变频传动系统一般由三相交流异步电动机、变频器及其控制装置组成。它与直流传动系统相比其显著的优点如下： 异步电动机比直流电动机结构简单，没有换向器，运行可靠，重量轻，效率较高而且价格低廉。其机械特性较硬,具有优异的牵引性能。而用其控制电路比直流传动系统简单，维护十分容易。 2）目前，我国使用新型的变频节能无轨电车的节能情况： 如广州本田公司将200台变频电车取代152台电阻式控制的旧电车和48台斩波控制车。在实际的营运路线上，他们分别对各种电车进行了耗电量测定，他们测量的结果表明，新型车
铁道机车专业简介 专业代码600101 专业名称铁道机车 基本修业年限三年 培养目标 本专业培养德、智、体、美全面发展，具有良好职业道德和人文素养，掌握电力机车（内燃机车）组成结构、工作原理、技术条件、驾驶作业标准、检修标准与施工工艺等基本知识，具备机车运用、维护保养、故障判断处理和检修等能力，从事机车运用、维护保养、检修、管理及技术改造等工作的高素质技术技能人才。 就业面向 主要面向国家铁路、地方铁路、机车车辆装备修造企业、大型工矿企业（有铁路专用线），在机车乘务、机务工程技术岗位群，从事铁路电力机车（内燃机车）运用、检测、检修、维护保养、技术管理等工作。 主要职业能力 1.具备对新知识、新技能的学习能力和创新创业能力； 2.具备基本的生产组织、技术管理能力； 3.掌握机车钳工、机车电工、制动钳工基本技能； 4.掌握机车司机整备、检查与保养、出乘作业、驾驶操纵、非正常情况行车、故障应急处理的基本技能； 5.掌握机车检测、检修常用设备和工具的使用与维护技能； 6.掌握机车总体及主要部件、系统的检修基本技能； 7.掌握钳工、电工实际操作技能； 8.熟悉有关铁路技术管理规程及规章。
核心课程与实习实训 1.核心课程 机车总体及走行部、机车传动与控制、机车制动机、机车运用与规章、机车检修、机车柴油机等。 2.实习实训 在校内进行机加工与钳工技能训练、电工与电子技能训练、电气控制与 PLC 等专业基本技能实训，以及机车模拟驾驶、机车电气综合试验、机车制动机操纵与试验、机车主要部件检修等实训。 在机务段、机车制造厂进行实习。 职业资格证书举例 机车检查保养员机车钳工（中级）机车电工（中级）制动钳工（中级）衔接中职专业举例 电力机车运用与检修内燃机车运用与检修机械制造技术电气技术 应用 接续本科专业举例 电气工程及其自动化能源与动力工程机械设计制造及其自动化