HXD1D交流传动快速客运电力机车总体介绍(2012-06-18)

南车株洲电力机车有限公司HXD1D型电力机车概述概述机车主要技术参数及性能机车主要技术参数及性能设备布置设备布置机车布线及电气系统机车布线及电气系统空调和通风系统空调和通风系统Page　2HXD1D型电力机车机械部分机械部分空气制动与风源系统空气制动与风源系统其他其他运用前景运用前景Page　3HXD1D型电力机车概述Page　4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输社瓶解长，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。Page　5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）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/总功率为度为160km/h，总功率为7200kW。研究平台HXD1BHXD1C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SS9200km/h客运车Page　7，自主研制的干线铁路160km/h交流传动客运电力机车。200km/h客运车机车牵引电路采绝缘栅极型晶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（VVVF）两个回路，具有机车采用和谐1型机车成与变频变压（VVVF）两个回路，具有冗余功能。机车采用和谐1型机车成熟的控制网络系统。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标准要求。机车具有重联控制功能，可以实现至少2台机车的重联控制。机车总体结构为双司机车上设有卫生间、微波炉、冰箱等生活设施。境选择设备。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空气制动系统采机车上设有高压安全联锁装置。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机车采用两台C0转向架。驱动系统采用弹性机车气制动系统采用CCBⅡ或DK-2制动系统。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。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Page　8构。制动。交流传动快速客运电力机车机车主要技术参数及性能Page　9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。Page　10机车功率发挥%(29kV200kW)(22.5kV，7200kW)(19kV，6080kW)(29kV，7200kW)Voltage1、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；Voltage3、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；Page　11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级铁路区间线路最大坡道制共线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，切除个电机可以满足‰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、机车电制动叠加曲线、机车电制动力曲线见右图。Page　13牵引能力-加速性能根据《列车牵引计算规程》要求根据《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1k/h时1k/h客运车的加速时到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。Page　14干线客运电力机车主要技术参数比较机车型号SS8SS7ESS9（SS9改）160km客运车轴式BoBoCoCoCoCoCoCo轴式Bo-BoCo-CoCo-CoCo-Co电传动方式交-直交-直交-直交-直-交持续功率3600kW4800kW4800kW7200kW持续速度100km/h96km/h99km/h80km/h持续牵引力126kN171kN169kN324kN最高速度170km/h170km/h170km/h176km/h最大牵引力207kN245kN286kN420kN电制动方式电阻制动电阻制动电阻制动再生制动电制动方式电阻制动电阻制动电阻制动再生制动整备重量90t126t126t126t生产年份1994-20012001-20061998-20022011生产年份199420012001200619982002（2002-2006）2011制造台数24314643（170）1Page　15交流传动快速客运电力机车设备布置Page　16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。Page　17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。4561234569123456781、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1Page　18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，由台面板组成、主要布置有遮阳帘、刮雨器单元、八显灯空调风添乘座椅、暖风机、衣帽钩、灭火器等设备。左、中、右柜和主副司机脚踏组成。主司机操纵台位布显灯、空调风道等。前墙左侧拐角处布置6A显示终端及布置有感温、感烟探测器风扇、照明灯、记点灯、布置风扇、照明灯、记点灯。机操纵台位布置所有与运行有关的操纵装置、仪表、显均衡风缸压力表。司机室左右布置相同摄像头。天花板中间位置还布置了监控摄像头。示装置、开关按钮等。按其功能可分为运行区制动区布置相同，侧墙的外侧各布置了一个外挂式后视镜，内部噪声要求符合GB/T3450-2006，不超过75dB(A)；2、前、侧窗设置符合GB59142及GB/T6769中相关要求；行区、制动区、牵引区和气候区。司机室内下布置有一个暖风机等。2、前、侧窗设置符合GB5914.2及GB/T6769中相关要求；3、照明及其他附属设备设置符合GB/T6769中相关要求；4、取暖、通风及空调装置，符合GB/T6769中3.2.3条及TB/T2866-1997中的相关要求；机室相关安全规则符合中的相关要求Page　195、司机室相关安全规则符合GB6770中的相关要求。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。Page　20操纵台设备布置操纵台采用模块化设计，由台面板组成、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置、仪表、显示装置、开关按钮等。按其功能可分为运行区、制动区、牵引区和气候区。①台面板组成①台面板组成①台面板组成①台面板组成②左柜组成②左柜组成④成④成②左柜组成②左柜组成④右柜组成④右柜组成③中柜组成③中柜组成⑤主副司机脚踏⑤主副司机脚踏前墙设备布置前窗主要布置有遮阳帘刮雨器遮阳帘、刮雨器单元、八显灯、空调风道等。前角布墙左侧拐角处布置6A显示终端及均衡风缸压力表。侧墙设备布置司机室左右侧墙布置相同，侧墙的外侧各布置了一个外侧各布置了个外挂式后视镜，司机室内下布置有一个暖风机等暖风机等。后墙设备布置司机室后墙布置有添乘座椅、灭火器、衣帽钩及火器、衣帽钩及暖风机等设备。司机室顶部设备布置司机室顶部布置有两个司机室顶棚灯及顶风扇其中主及顶风扇，其中主司机的正上方还布置有记点灯。机械间设备布置机械间内布置了牵引风机、主变流器、主冷却塔、辅助滤波柜、低压电器柜、6A系统屏柜、蓄电池及控制电源柜、第三方设备柜、空气管路柜、压水机及干燥器、卫生间、工具柜、列车供电柜等。Page　26机械间设备布置辅助滤波柜主压缩机辅助滤波柜主压缩机机械间设备布置蓄电池柜控制电源柜机械间设备布置主变流器主变流器冷却塔卫生间冷却塔卫生间列车供电柜交流传动快速客运电力机车机车布线及电气系统Page　32机车布线及电气系统机车布线主要包括机车主电路布线、辅电路布线及控制电路布线。主电路布线主电路布线顶到牵引变压器的连接采用车顶高压绝缘子加导电杆和25kV高压电缆，牵引变压器与牵引变流器的连接采用柔性母排，牵引变流器与牵引电机、牵引变压器与轴端接地装置之间均采用电力电缆进行连接电缆采用固定夹对其进行固定与轴端接地装置之间均采用电力电缆进行连接。电缆采用固定夹对其进行固定。Page　33机车布线及电气系统辅助电路布线机车辅电路布线主要是对辅助回路的电气设备进行连接包括牵引机车辅电路布线主要是对辅助回路的电气设备进行连接，包括牵引变流器、辅助滤波柜、电器柜、辅助机组、空调及采暖设备、蓄电池充电机、库用插座之间的连接布线。两个辅助滤波柜之间及辅助滤波柜到低压柜之间的辅助电缆布置于两个辅助滤波柜之间及辅助滤波柜到低压柜之间的辅助电缆布置于中央纵梁预留的布线空间内；其它辅助电路电缆经过中央线槽之后到各个负载或插座。控制电路布线控制电路布线主要指控制电源柜、司机操纵台、低压电器柜、变流器制动柜第三方设备柜列车供电柜及