电力机车现状及新技术

WelcometoCSRZhuzhouElectricLocomotiveCo.,LTD电力机车现状及新技术介绍发展历程我国电力机车发展历程我国电力牵引运载工具—电力机车，自1958年诞生到2004年的46年发展历程中，我国电力机车的技术发展经历了三个大的阶段性里程，三个阶段形成四代产品。它同国际上技术发展路径相类似，即由直流到交直电传动到交流电传动的发展。但我国干线电力牵引没有经过直流电传动体系，直接进入了交直电传动体系。经过了从二极管全波整流和调压开关调幅式有级调压，到调压开关粗调和晶闸管相控微调相结合的级间平滑调压，到多段桥晶闸管相控无级调压的交直传动系统到变频调速交流传动的四代产品。发展历程我国电力机车发展历程1958年底,株洲电力机车厂成功研制中国第一台电力机车，即6Y1-0001引燃管整流器式电力机车,机车小时功率3900kW，小时牵引力为304.4kN，小时速度为45km/h。1966年004号机车用大功率硅半导体整流器成功地取代了引燃管；1968年8月综合了改进后的整流装置、牵引电机和加装电阻制动的008号机车落成，命名为SS1型电力机车。我国第一代交直传动电力机车是在消化吸收H60引燃管电力机车基础上,自力更生、逐步提高、完善演变而来。开创了韶山系列干线电力机车的历史。到1988年共生产826台。第一个里程(50～70年代)由仿制到自力更生研制出第一、二代电力机车,开创了中国干线电力机车的历史发展历程我国电力机车发展历程1969年SS2型电力机车诞生,是在消化吸收法国进口的6Y2型引燃管电力机车基础上、自力更生研制成我国电力机车另一种的第一代产品。其特征是：SS1型电力机车为低压侧调压方式，机车功率为3780kw，6轴客货两用，C0-C0轴式，630kw脉流牵引电机拖动，最高速度90km/h；SS2型电力机车为高压侧调压方式、机车功率为4620kw、6轴客货两用、C0-C0轴式、770kw脉流牵引电机拖动，最高速度为100km/h。第一个里程(50～70年代)由仿制到自力更生研制出第一、二代电力机车,开创了中国干线电力机车的历史发展历程我国电力机车发展历程1978年12月30日，SS3型0001号样机研制成功，我国电力机车有了第二代产品，该型机车吸取SS1型和SS2型电力机车设计、制造与运用的成熟经验，并在SS1型电力机车改进的基础上设计研制而成。机车持续功率4320kW，持续牵引力317.8kN，持续速度48km/h。最高速度为100km/h。6轴客货两用、C0-C0轴式,到1993年，该型机车共生产677台。韶山3型电力机车主要性能指标与七十年代末，八十年代初国际上同类产品的水平相当。第一个里程(50～70年代)由仿制到自力更生研制出第一、二代电力机车,开创了中国干线电力机车的历史发展历程我国电力机车发展历程1985年9月，第一台SS4型电力机车顺利落成，该车型投产后至1993年共生产158台。以此为起点，我国电力机车由第一代、第二代的单一机型，发展到第三代多机型配套，实现了电力机车的“从少到多”。90年代以来，国产电力机车的研发重点由系统引进国际8K、6K、8G电力机车先进技术,到自主攻关在第三代相控电力机车的技术完善、性能提高、功能配套上。第三代产品为多机型组成，其共同的特征是采用多段桥(3或4段)相控无级调压方式，构成B0-B0，C0-C0、B0-B0-B0、2(B0-B0)轴式，货运机车单轴功率为800kw，客运机车单轴功率为900kw。第二个里程(80～90年代)由系统引进国际先进技术到自主攻关研制出第三代多机型配套客货运电力机车发展历程我国电力机车发展历程其主要车型为：1989年9月中国株洲电力机车厂与法国ALSTHOM牵头的50赫兹集团合作完成149#与150#8K机车，机车功率6400kW，牵引力471kN，速度48km/h。1990年11月，研制完成了SS5型4轴客运电力机车。机车功率3200kw、最高速度140km/h。1991年年6月，开发完成了SS6型6轴客货两用电力机车。机车功率4800kW，持续牵引力351kN，持续速度48km/h，最高速度100km/h。1992年大同机车厂开发完成SS7型6轴客货两用电力机车。机车功率4800kw，最高速度100km/h。1997年试制成功韶山7B型25t轴重货运电力机车，1998年底韶山7C型电力机车研制成功，机车功率持续4800kW，轴重22t,电制动方式为再生制动,最大速度120km/h，是一种新的3B0客运电力机车。1999年底，SS7D型准高速6轴客运电力机车两台样机研制成功。机车功率4800kW，轴式Bo-Bo-Bo，轴重21t，最高速度170km/h。2001年底，在SS7D型机车基础上又研制成功了SS7E型6轴客运电力机车。与SS7D型机车不同的是机车轴式是Co-Co，辅助电源采用先进的辅助变流器。第二个里程(80～90年代)由系统引进国际先进技术到自主攻关研制出第三代多机型配套客货运电力机车发展历程我国电力机车发展历程1992年完成了SS3B电力机车试制，并投入批量生产。SS3B型是SS3型电力机车的派生车型。主要改进的项目是：改为不等分三段半控桥相控调压、机车恒流、准恒速特性控制；2003年6月SS3B型固定重联电力机车在原SS3B电力机车基础上完成，机车采用了符合TCN标准总线连接的机车网络控制系统。两节机车之间由各自的中央控制单元CCU网关通过网卡及WTB总线进行通讯。各部件通过自带网卡及MVB总线进行通讯原电子柜改为传动控制单元DCU（微机控制柜）。1993年完成了对SS4型电力机车的重大改进，改进型机车简称SS4改。主要攻关项目是：经济四段桥相控改为不等分三段桥相控，加装功率因数补偿装置；二级电阻制动改为加馈电阻制动；机车控制由恒流、恒压控制改为恒流准恒速特性控制；加装防空转/滑行保护装置，轴重转移补偿装置，空电联合制动装置，双机重联系统，压缩空气干燥装置；转向架牵引装置由Z形低位斜杆牵引装置改为推挽式中间低位斜牵引装置等。自主攻关的成功使SS4电力机车的性能、质量、可靠性有了很大的提高，并在当年形成批量生产。成为我国重载货运电力机车的主型机车.第二个里程(80～90年代)由系统引进国际先进技术到自主攻关研制出第三代多机型配套客货运电力机车发展历程我国电力机车发展历程1994年底，SS8型准高速客运电力机车两台样机试制成功，并于1996年开发应用了900kw全叠片串励牵引电机，使机车功率提高到3600kw，牵引力126kN，速度100km/h，最高速度170km/h，主电路采用不等分三段半控桥式整流电路和磁场无级削弱，加馈电阻制动，为适应准高速的需要，减少轮轨作用力，采用了轮对空心轴传动的架悬式2B。转向架，采用微机控制的恒流准恒速特性控制、空转(滑行)保护控制、轴重转移补偿控制、速度分级控制，具有列车供电单相电源。1998年在京广线高速试验中创造240km/h的速度。1994年底SS6B型客货两用电力机车研制成功。该型机车是我国郑宝铁路电气化工程第三批6轴交流电力机车的国际竞标中标机车。机车功率4800kw，最高速度100km/h。主电路采用不等分三段半控桥式整流电路；恒流、准恒速特性控制,加馈电阻制动，采用中电压、有补偿、半叠片结构的ZD114型串励脉流牵引电机，滚动轴承抱轴式半悬挂，单边刚性传动，低位平杆牵引装置，2C0转向架；机车设有PFC功率因数补偿装置及轴重转移电气补偿及防空转防滑装置、空电联合制动、双机重联装置等；机车当年投入批量生产。第二个里程(80～90年代)由系统引进国际先进技术到自主攻关研制出第三代多机型配套客货运电力机车发展历程我国电力机车发展历程1995年12月，首台SS4B电力机车顺利落车，该型机车在SS4改进型机车基础上进一步消化吸收国外先进技术和实施重大部件标准化，简统化，如牵引电机采用同日立公司联合设计，合作生产的ZD114型牵引电机，其悬挂方式为滚动轴承抱轴悬挂式，单边直齿刚性传动；采用了微机控制技术，仿8K的TSG3受电弓等；机车功率相同于SS4改进型机车。机车的性能与可靠性有了进一步的提高。1997年出口伊朗首都城郊铁路的TM1电力机车研制成功，以它构成推挽式电动车组(2动10拖)用于德黑兰—梅赫尔铁路城郊客运。机车功率3200kw，B0-B0轴式，牵引力135.1kN，速度80.9km/h，最大速度140km/h，机车电气原理和主要部件与SS8机车基本相同，采用了电机空心轴传动结构，并首次采用先进的IGBT列车供电逆变器、列车门控、广播系统等先进技术。第二个里程(80～90年代)由系统引进国际先进技术到自主攻关研制出第三代多机型配套客货运电力机车发展历程我国电力机车发展历程1998年底SS9准高速六轴客运电力机车试制成功，机车功率4800kw,最大功率5400kw,C0-C0轴式,牵引力169kN，速度99km/h，最大速度170km/h，主电路采用不等分三段半控桥整流电路和磁场无级削弱，加馈电阻制动，采用微机控制及逻辑控制单元，转向架采用轮对空心轴全悬挂，配备了6台900kw牵引电机,使机车具有强大牵引动力。1999年5月，200km/h高速电动车组DDJ1动力车试制成功，机车功率4000kW，牵引力112kN，速度124km/h，最高速度200km/h，机车电气原理与SS9机车类同，但辅助电源采用逆变装置来供给；按负载需要为变频变压（VVVF）和恒频恒压（CVCF）。车头采用流线型结构；牵引电机采用架承式全悬挂结构，此外，还采用微机控制系统的总线重联（多接点）控制装置等先进技术。第二个里程(80～90年代)由系统引进国际先进技术到自主攻关研制出第三代多机型配套客货运电力机车发展历程我国电力机车发展历程第一至第三代产品均为交直传动方式，仅以调压调速方式和单轴功率等级来区分，而第四代电力机车产品的基本特征是以电传动方式来确定。交流电传动方式定为第四代产品标志，采用VVVF变频调速方式。1996年6月，开发完成了我国第一台交流传动电力机车AC4000型(原型车)。机车功率4000kw，2B0转向架，异步牵引电动机1000kw,交直交变流方式为四象限变流器加PWM逆变器，电制动方式为再生制动,制动功率3200kw，辅助电源为GTO单/三相变流装置。2000年6月四轴DJ型高速客运交流传动机车试制成功。机车功率4800kW，持续速度84km/h，最大运行速度210km/h，起动牵引力264kN，持续牵引力206kN，再生制动功率4400kW，最大制动力150kN，采用水冷IPM模块组合VVVF调速控制的变流器，牵引电机弹性架承式结构、六连杆空心轴传动；采用MITRAC分布式微机控制，光纤MVB总线传输和WTB列车总线等先进技术。第三个里程(90年代末～21世纪)加强国际合作坚持自主创新研制出国内外市场需求的交流传动电力机车发展历程我国电力机车发展历程2000年9月DJJ1型高速客运交流传动动力车（蓝箭号）试制成功，动车功率4800Kw，持续速度105km/h，最高运行速度210km/h，起动牵引力211kN，持续牵引力164kN，再生制动功率4400kW，最大制动力150kN，采用水冷IPM模块组合VVVF调速控制的变流器，1200kW牵引电机半体悬挂式、六连杆二级空心轴传动，中间推挽式牵引装置，一系单螺旋弹簧支承加单杆式轴箱定位，二系高绕弹簧支承，整体车轮及空心轴轴盘制动和储能式停放制动、全分裂式牵引变压器；采用MITRAC分布式微机控制、MVB车辆总线和WTB列车总线，实现全部机车逻辑控制和自诊断功能。8列交流传动动车组投入广深线运营。2001年9月21日，DJ2型(奥星)交流传动电力机车试制成功，它是我国首台具有自主知识产权的商用型交传机车，该机车的变流器、微机控制装置及异步牵引电动机三大部件均为国产。轴式为B0-B0，持续制功率4800kW，最高运行速度210km/h，采用六连杆轮对空心轴传动装置和中间推挽式低位牵引装置，基础制动采用轮盘制动装置。第三