电子设计工程
Electronic Design Engineering
第23卷
Vol.23
第1期No.112015年6月Jun.2015
直流牵引电机在调速时由于换向器的存在，从而限制了其功率和容量，难以满足电力机车高速及重载的要求[1]。交流牵引电机没有换向器和带绝缘的绕组，因而结构简单，运行可靠，单机功率大，容量可达1600kW [2]。机车的传动系统有直流传动升级为交流传动，符合铁路提速的要求和重载牵引的需要[3]，也是机车电传动的主要发展形式[4]。
1HXD3型电力机车牵引特性
HXD3型电力机车采用恒牵引力与准恒速特性控制[5]。
短暂的恒牵引力控制可以获得很大的启动牵引力。准恒速控制将使机车牵引力按照恒速关系（线性关系）下降。当机车速度达到持续速度时，进入恒功率控制阶段，恒功率区位于机车运行的高速度段，可以充分发挥机车在高速段的牵引能力[6]
。
2HXD3型电力机车牵引变流器
牵引变流器是机车交流传动系统的核心，为交流牵引
电机提供VVVF 三相交流电源。在交-直-交传动系统中，牵引变流器主要由四象限脉冲整流器（4QC ）、直流中间环节（DC-Link ）和逆变器（PWM ）组成。典型的两电平牵引变流器电路如图1所示。
电源侧变流器采用四象限脉冲整流器，构成交-直变换部分，通过PWM 斩波控制方式，，有利于提高机车功率因数，降低谐波干扰。
中间直流环节为支撑电容和二次滤波环节。电压型变流器转矩脉动小，对电网的反作用力小，适合于大功率的干线机车。因此干线交流传动电力机车普遍采用这种系统。
电动机侧采用三相PWM 逆变器，形成直-交变换部分。
3HXD3型电力机车牵引变流器数学建模
1)HXD3型机车四象限整流器仿真电路
额定输入电压：U d =1450VAC ，输入功率：50Hz ，输出直
流电压：2800V ，变压器漏感：L N =3mH ，二次滤波系数：C 2=3
mF,L 2=0.84mH,支撑电容器：C d =8mH 。采用230bt 算法，瞬态
HXD3型电力机车交流传动系统仿真分析
杨会玲
（西安铁路职业技术学院牵引动力系，陕西西安710014）
摘要：针对HXD3型电力机车的主传动和辅助传动系统采用了交流传动技术，通过介绍HXD3型电力机车牵引变流器的工作原理，对HXD3型电力机车的主传动系统进行了仿真分析，仿真结果表明基于交-直-交传动方式的牵引变流器应用于机车时具有良好的牵引特性，功率因数高，且谐波干扰小。关键词：HXD3型机车牵引特性；牵引变流器；四象限整流器；二逆变器中图分类号：TN13
文献标识码：A
文章编号：1674－6236（2015）11-0144-03
The simulative analysis of HXD3electric locomotive AC drive system
YANG Hui -ing
（Department of Railway Power Traction,Xi 'an Railway Vocational and Technical College,Xi ’an 710014，China ）
Abstract:Pertaining to the fact that high-power transmission is widely adopted in the main and auxiliary transmission system of HXD3.AC-DC-AC transmission mode is introduced to be applied in the locomotive with the analysis of the simulative results of the four quadrant rectifier and the two levels inverter on the basis of theoretical principles of traction converter in HXD3.The simulation results illustrate that the locomotive boasts of good traction features with high power factor and low harmonic interference.
Key words:traction features of HXD3;traction converter;four quadrant rectifier;two levels inverter
收稿日期：2014-09-21
稿件编号：201409180
作者简介：杨会玲(1978—)，女，
陕西西安人，讲师。研究方向：电力电子技术及电力机车控制等。
图1两电平式牵引变流器电路
Fig.1The two level traction converter circuit
－144－
DOI:10.14022/https://www.doczj.com/doc/9017132248.html,ki.dzsjgc.2015.11.047
直流控制策略[7-8]。
HXD3型机车四象限整流器仿真电路，如图2所示，仿真系统中包括了3个模块。模块一是电压外环控制器，为恒电压控制器，一般采用PI控制器。模块二是瞬态电流内环控制器，使系统动态响应好，对参数变化能很快做出调整。PWM 模块是PWM信号发生器，由三角波和调制波进行比较产生。
2)两电平逆变器PWM数学建模
SVPWM逆变器数学模型采用开环控制，如图3所示。三相逆变器输入额定直流电压U dc=2800V，SVPWM开关周期T s=0.0002s，输入三相正弦电压U a、U b、U c幅值为100V
。
图2HXD3型机车四象限整流器仿真电路
Fig.2The locomotive4-quardant rectifier circuit simulation of HXD3
4HXD3型电力机车交流传动系统仿真
1)四象限整流器仿真分析
从仿真图4中可看出整流器输出额定电压为2800A，
基本上满足HXD3型机车的四象限整流器额定工作的需求。
并且通过瞬态直流控制策略，通过调整参考直流电压，可以
实现调整输出电压以及电流的目的。
从仿真图5中可看出四象限整流器直流侧的输出电压
含有很多低次及高次谐波。
低次谐波的产生机理，直流侧输出电压含有2倍电网频
率的纹波，得到的网侧电流整定值，其中必然含有3次谐波。
实际网侧电流跟踪给定的网侧电流，
则最终实际网侧电流就
图3SVPWM逆变器仿真电路
Fig.3The simulation circuit of SVPWM
inverter
图4整流器输出电压波形
Fig.4The rectifier output voltage waveform
杨会玲HXD3型电力机车交流传动系统仿真分析
－145－
会出现较大的3次谐波，依次类推，其中必然产生7、9、11等奇次谐波。
高次谐波的产生机理，由于开关频率远远高于调制波频率，网侧电流在一个开关周期内变化为5次，电流只含有奇次谐波。由于载波比N =25，则高次谐波主要分布在43、45、
47、49次等。图5验证了上述分析的正确性。
2)两电平逆变器SVPWM 仿真分析
本仿真采取了频率为6000Hz 的三角波，如图6所示。在频谱中可看出谐波主要分布在整倍数的载波频率附近。图形中所含有的主要谐波频率要比基波频率高得多，很容易滤除。
载波频率越高，波形中谐波频率就越高，所需滤波器
的
图5直流侧输出电压谐波
Fig.5The DC output voltage
harmonics
体积就越小。因此想要消除高次谐波的影响，只需提高载波频率就可以通过滤波器进行滤波。
5结论
本文重点介绍了HXD3型电力机车的交流传动系统，即
牵引变流器部分。通过对四象限整流器及逆变器进行的仿真分析，与HXD3型机车实际运行状态下的参数对比，得出了两电平牵引变流器输出线电压的谐波主要分布在整倍数的
载波频率附近，同时验证了四象限整流器除2倍工频仅含奇次谐波，而逆变器中仅含有高次谐波，同时得出通过提高载波频率可以更加容易的滤除该部分的谐波。参考文献：
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图6输出线电压波形及其频谱
Fig.6The output line voltage waveform and its spectrum
（下转第150页）
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图8
补偿后的电网电压和电流波形（5A/div ）
Fig.8After compensation grid voltage and current waveforms （5A/div ）
图7
补偿前电网电压和电流波形（5A/div ）
Fig.7Before compensation grid voltage and current waveforms （5A/div ）
SVPWM 为控制策略，针对两种负载做了无功补偿实验，实验
结果证明了定频滞环SVPWM 控制策略在APF 中应用的可行性与实用性，对直流侧电压控制和开关频率做了实验描述并分析了实验结果存在的问题。参考文献：
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（上接第146页）
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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
一、课题名称：列车网络控制系统分析及故障排除 二、指导老师： 三、设计内容与要求 1、课题概述 随着牵引动力的交流化和运行速度的提高，列车上采用微机实现智能化控制的部件或装置也越来越多，各微机系统间的协调和信息交换显得越来越重要。另外，为提高列车的舒适度，各种辅助装置的控制和服务装置的控制都必须纳入到这个微机控制系统中来。因此，列车控制也由单台机车的牵引传动控制逐渐向网络控制方向发展，网络控制技术已经成为核心技术之一。 本课题基于TCN、ARCNET等常见列车通信网络，分析其通信原理和通信特点，着重分析高速动车、大功率交传机车、城轨车辆等多类列车网络控制系统的拓扑结构、控制功能、硬件组成及工作原理，指出网络控制系统中常见的故障现象，阐述其故障应急处理方法。 2、设计内容及要求 （1）设计内容 本课题下设3个子课题： ①CRH动车组网络控制系统的分析及故障排除 ②HXD交传机车网络控制系统的分析及故障排除 ③城轨车辆网络控制系统的分析及故障排除 每个子课题设计的主要内容可包括： ①列车网络控制系统的发展历史及现状分析 ②列车网络控制系统的功能、特点及其与传统机车微机控制系统的区别 ③常见的列车网络通信标准 ④以某个车型为例，从结构、原理、可靠性、实时性等方面详细分析该车型的网络控 制系统 ⑤列车网络控制系统常见故障的判断分析与处理 ⑥结论 （2）要求 ①通过检索文献或其他方式，深入了解设计内容所需要的各种信息； ②能够灵活运用《电力电子技术》、《计算机应用技术》、《机车总体》、《列车网络控制 技术》等基础和专业课程的知识来分析城轨列车、大功率机车及高速动车组上的网 络控制系统。 ③要求学生有一定的电子电路，轨道交通专业基础。
填空 2电力机车机械部分包括车体转向架车体与转向架连接装置和牵引缓冲装置组成。 3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，同时实现对机车的控制。 9排障器的作用主要是排除线路上的障碍物确保列车运行安全。排障器底面距轨面的高度是110+—10mm。 10SS4改电力机车单节车共有4个车顶盖，从前至后依次为第一高压室顶盖变压器室第二高压室顶盖和辅助室。 11车体按不同用途可分为工业用电力机车和干线运输大功率电力机车。 12某机车走行部为三台六轴转向架，各轴为单独驱动，其轴列式用字母法表示为Bo-Bo-Bo. 17机车设备布置要求重量分配均匀，目的是减少机车轴重保持平合保证牵引力的充分发挥。 18机车设备布置必须保持重量分配均匀，目的是在于使机车车轴重保持均衡，以利于牵引力的充分发挥 1按工作原理分电力机车通风机分为离心式通风机和轴流式通风机。 2SS4改电力机车通风系统设有牵引通风系统主变压器油散热器通风系统和制动通风系统。 3SS4改电力机车牵引通风系统的冷却对象为牵引电动机PFC电容柜和整流硅机组。 5电力机车空气管路系统包括风源系统辅助系统控制管路系统和制动机四大部分组成。 7空气干燥器是风源系统中用来清除机车压缩空气中的油分水分尘埃等机械杂质，它具有再生作用。9风缸系统由高压控制阀（517KF）来自动控制压缩机电机电路的闭合和断开工作从而达到调节总风缸内空气压力的目的。 11SS4改电力机车控制管路系统主要由主断路器受 电弓门联锁阀和高压电气柜等设备提供压缩空气。 12控制风缸102的设置是为了稳定控制管路系统内 的风压，防止分合闸操作时引起的压力波动。 13在机车受电弓升起时，为了保证与高压区隔离， 在升弓通路中设置了保护电空阀（287YV）和门联 锁阀（37、38） 16机车停放前，为了保证下次使用时的升弓合闸操 作，应将控制风缸内的压缩空气充至大于900KPa， 然后关闭塞门97. 5转向架的作用是传力承受转向和缓冲. 9机车轮对的轮箍由轮缘和踏面组成 10轮箍与轮心套装过紧，会引起轮箍崩裂套装过松 容易引起轮箍弛缓 12轮箍外表面与钢轨顶面接触的部分称为踏面，与 钢轨内侧面接触的部分称为轮缘 15轴箱与转向架构架的连接方式称为轴箱定位 18轴向定位起到了固定轴距和限制轮对活动范围 的作用 20机车上常用的弹性元件有板弹簧圆弹簧和橡胶 弹簧三种 21主悬挂设置在转向架构架和轴箱之间 22次悬挂设置在车体底架和转向架之间 23对于速度低的机车其悬挂装置的特点是一系软 二系硬 24对于速度高的机车其悬挂装置的特点是一系硬 二系软 30牵引电机的悬挂方式大致可分为轴悬式架悬式 和体悬式三种 31电机悬挂中，架悬式和体悬式又称全悬式 34机车每走行（40~50）*104km时需对轴箱进行一 次全面检查。 35轴箱容许温升30℃ 36机车每走行（8~10）*104km需对轴箱进行一次中 检 3降低机车牵引点可以减少转向架轴重转移提高机 车的粘着牵引力 4车体支承装置是转向架和车体的连接部分 9电力机车牵引缓冲装置包括车钩缓冲器和车钩复 原装置 10车钩的三态作用包括闭锁开锁和全开三种作用 12自动车钩就是具有自动连接性能并具有三态作 用的车钩 选择 1SS4改电力机车的轴列式用字母表示2（Bo-Bo） 4SS4改电力机车的持续功率是6400KW 6SS4改电力机车平波电抗器采用油冷方式冷却。 8SS4改电力机车的一号端子柜在1端电器室。 9SS4改电力机车的劈相机在辅助室。 10SS4改电力机车车体采用整体承载式车体。 13下列不属于车体的是车轮。 1SS4改电力机车制动通风的冷却风从车底大气吸入。 4SS4改电力机车单节牵引通风系统使用了2台离心 式通风机。 5SS4改电力机车通风系统使用了3台轴流式通风机。 6SS4改电力机车用空气干燥器对压缩空气进行干燥 处理。 8总风缸压力大于450KPa后，停止辅助压缩机的工 作。 9SS4改电力机车共装有8个砂箱和撒砂器。 11辅助压缩机是由机车蓄电池供电，直流电动机驱 动。 12SS4改电力机车库停后由辅助压缩机工作的条件 是总风缸和控制风缸的压力均低于450KPa。 3转向架的功用之一是在轮轨接触点产生粘着力并 传给车体底架车钩牵引列车前进或对机车实行制动 4不属于轮对组成的部件是心盘 7SS4改电力机车动轮踏面锥度为1：20的一段经常 与钢轨接触 8SS4改电力机车动轮踏面为1:10的一段只在曲线 半径很小时才与钢轨接触 12SS4改电力机车的车轮直径在半磨耗状态下为 1200MM 13SS4改电力机车的车轮直径在新轮下为1250MM 14在长大下坡道，连续实施空气制动时轮箍发热容 易发生轮箍弛缓 19节流孔的孔径愈大，油压减震器的流动阻力反而 愈小 20活塞的速度愈小会使油压减震器的流动阻力减 小 21油液的粘度越大油压减震器的流动阻力也越大 22减震器所用的油液是变压器油和透平油各占50% 的混合液 24机车上的油压减震器和圆弹簧组采用并联 26SS4改电力机车牵引电机抱轴端支承在车轴上 30活塞部是减震器中产生阻尼的主要部分 1SS4改电力机车牵引点距轨面高度为12MM 2SS4改电力机车采用中央斜单杆推挽式的牵引装置 3在转向架和车体底架左右俩侧装有横向油压减震 器，用以衰减车体的摇摆运动 5在转向架和车体之间，装有摩擦减震器，其作用 是衰减车体的蛇形震动 7SS4改电力机车在转向架与车体之间采用橡胶堆来 支承车体 8SS4改电力机车采用13号自动车钩 9车钩中心线距轨面高度是880+-10（815~890）mm 12车钩连挂时至少有一个车钩处于全开位置 判断
电力机车-概况 由牵引电动机驱动车轮的机车。电力机车因为所需电能由电气化铁路供电系统的接触网或第三轨供运行中的电力机车 给，所以是一种非自带能源的机车。电力机车具有功率大、过载能力强、牵引力大、速度快、整备作业时间短、维修量少、运营费用低、便于实现多机牵引、能采用再生制动以及节约能量等优点。使用电力机车牵引车列，可以提高列车运行速度和承载重量，从而大幅度地提高铁路的运输能力和通过能力。电力机车起动加速快，爬坡能力强，工作不受严寒的影响，运行时没有煤烟，所以在运输繁忙的铁路干线和隧道多、坡度陡的山区线路上更能发挥优越性。此外，电力旅客列车，可为客车空气调节和电热取暖提供便利条件。电力机车由于电气化铁路基本建设投资大，所以应用不如内燃机车和蒸汽机车广泛。电力机车没有空气污染，且善于保养，牵引列车速度可达几百千米，所以高速列车都是电力机车牵引的。电力机车另一个优点就是能够在短时间内完成启动和制动，这个性能比蒸汽机车和内燃机车要优秀很多。所以在世界范围内，正大力发展电气化铁路。在绿色环保的今天，电力机车的发展更加受到重视。由于我国的电气化铁路较少，所以会选择把原本无电气化的铁路经电气化改造。电气化改造后的铁路速度将从100-120km/h提高到160-200km/h，这样不仅能缩短列车的运输时间，还能达到5000t以上的货运列车运输。如今，走向“高铁时代”的中国，正大力发展电气化铁路。 电力机车-历史沿革 历史简述
1835年荷兰的斯特拉廷和贝克尔两人就试着制以电池供电的二轴小型铁路车辆。1842年苏格兰人R.戴维森首先造出一台用40组电池供电的重 5吨的标准轨距电力机车。由于电动机很原始，机车只能勉强工作。1879年德国人 W.von西门子驾驶一辆他设计的小型电力机车，拖着乘坐18人的三辆车，在柏林夏季展览会上表演。机车电源由外部150伏直流发电机供应,通过两轨道中间绝缘的第三轨向机车输电。这是电力机车首次成功的实验。电力机车用于营业是从地下铁道开始的。1890年英国伦敦首先用电力机车在 5.6公里长的一段地下铁道上牵引车辆。干线电力机车在1895年应用于美国的巴尔的摩铁路隧道区段，采用675伏直流电，自重97吨,功率1070千瓦。19世纪末，德国对交流电力机车进行了试验,1903年德国三相交流电力机车创造了每小时210.2公里的高速纪录。 来到中国 中国于1914年在抚顺煤矿使用1500伏直流电力机车。干线铁路电力机车采用单相交流 25000伏50赫电流制。1958年制成第一台以引燃管整流的“韶山”型电力机车。1968年改用硅整流器成功,称“韶山1”型，持续功率为3780千瓦。近年来干线电力机车向大功率、高速、耐用方面发展，客运电力机车速度已从每小时160公里增加到200公里，并向250公里迈进。各国制造的电力机车电压制较复杂，不便于国际间铁路联运过轨。近年来国际上已定出几种电力机车用标准电压。直流电压为600伏(非优先选用)、750伏、1500伏和3000伏。单相交流电压6250伏（非优先选用）、工频50或60赫，电压15000伏、工频赫，电压25000伏、工频50或60赫等几种。 各种类型的电力机车(19张) 电力机车-构造
中南大学现代远程教育课程考试（专科）复习题及参考答案 电力机车控制 一、判断 1.机车的速度特性是指机车牵引力与运行速度的关系。（） 2.机车牵引力与机车速度的关系，称为机车的牵引特性。（） 3.直流电力机车速度曲线比整流器电力机车的速度特性曲线下降更陡。（） 改型机车Ⅲ级磁场削弱时，15R和16R同时投入，磁场削弱系数为。 ( ) 5.网侧出现短路时，通过网侧电流互感器7TA及原边过流继电器101KC，使主断路器4QF 动作。 ( ) 改型机车主电路接地保护采用接地继电器，这是一套无源保护系统。 ( ) 7.牵引工况下，每“转向架供电单元”设一套接地保护系统，除网侧电路外，主电路任一点接地时，接地继电器动作，通过其联锁，使主断路器4QF动作，实现保护。 ( ) 8.控制电路是为主电路服务的各种辅助电气设备和辅助电源连成的一个电系统。 ( ) 9.劈相机起动电阻备有两组，更换使用，若起动电阻均不能使用时，可将闸刀开关296QS 倒向253C，改用电容分相起动。 ( ) 10.零压保护电路同时起到高压室门联锁阀的交流保护作用。 ( ) 11.控制电源柜由110V电源柜和蓄电池组成，通常二者并联运行，为控制电路提供稳定的110V电源。 ( ) 12.控制电源各配电支路均采用单极自动开关，它们既作为各支路的配电开关，可人为分合，又可作为各支路的短路与过流保护开关，进行保护性分断。 ( ) 13.交直交传动系统的功率/体积比小。（） 14.交流电机同直流电机相比，维修量可以减小。（） 15.交直交系统具有主电路复杂的特点。（） 二、填空 1.主电路按电压级可分为网侧高压电路、调压整流电路和电路三级。
和谐1型电力机车控制系统 和谐1型电力机车控制系统 一、电子控制系统 机车的两节机车电子控制系统具有相同的控制级结构，是基于西门子铁路自动化系统SIBAS32和TCN列车通讯网络技术的成熟产品。机车各个控制系统间的通讯由总线来完成。 1、中央控制单元（CCU） 中央控制单元（CCU）位于司机侧后墙柜中。 中央控制单元（CCU）管理机车的控制系统。在每节的控制系统中，其控制与监控功能由CCU直接执行，或是由CCU协同处理。 CCU由西门子铁路自动化系统SIBAS32微处理器控制单元组成。 每节机车有两个中央控制单元CCU，一个作为主控CCU，用来完成一节机车的所有开环控制。另一个为从属CCU（后备级）。二个CCU拥有相同的结构，当一个CCU失效，第二个也能维持机车运行。为了确保机车运行的可靠性，，主控CCU与从属CCU要进行周期性的变换。 从属CCU的故障后，对机车运行没有任何影响，该故障信息将发送到司机显示屏上。 在两节机车或四节机车重联运行时，每节机车都有一个主控CCU和一个从属CCU（后备级）。操纵节的主控CCU也是整个机车组的主控CCU。这个控制整个机车组的主控CCU通过列车总线WTB向从属CCU发出控制命令和整定值，从属CCU又通过车辆总线MVB传递命令和整定值到它们的子系统。因此即使一节车只要有一个CCU良好时，整个机车组就可以照常运行。 2、牵引控制单元（TCU） 牵引控制单元（TCU）负责电力牵引设备的开环/闭环控制。同时集成了对PWM辅助逆变器的控制。每一个中间直流电路都有一个牵引控制单元TCU，以及它所连接的相模块。TCU也是由西门子铁路自动化系统SIBAS32微处理器控制单元组成，SIBAS32采用32位处理器。TCU有电子防滑/防空转功能。 3、紧凑型输入/输出模块 紧凑型I/O输入输出系统减少了车辆配线的数量，从而提高了机车控制与诊断系统的性能。对于不直接与车辆总线MVB连接的设备和部件，它们发出的信号可以被离散地检测和控制。由于I/O终端采用模块化结构，设备地控制功能可以经济有效地执行。 4、微机显示器 列车司机的人机界面（MMI）由一个显示器组成。该显示器是SIBAS控制与机车故障诊断的人机界面。 显示器为司机提供功能检测信息或机车故障信息、故障诊断结果并提供可能的解决措施。在正常情况下，司机室显示器用于显示运行数据，例如，网压、原边电流及与牵引力相关的数据（显示器的显示可以在中英文之间切换）。 在机车故障情况下诊断系统具有如下功能： ⑴检测机车电气故障，以便司机或地勤人员采取必要措施进行维修。 ⑵当机车发生故障时，为司机提供故障信息及所应采取的处理措施。 ⑶将故障信息、诊断结果以及故障发生的日期、时间、公里数、相关环境参数以及运行数据及时进行储存。 ⑷可以通过CCU的服务接口，从诊断系统记忆存储器中下载各种故障信息。 二、人—机界面显示器 人机界面显示器位于操纵台上，显示器是机车的人－机界面设备。它显示机车的运行状态、故障信息以及为乘务员和维修人员提供指导。
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
中国电力机车发展史集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
电力机车的发展史 学生：XX 指导老师：XXX 摘要：今交通发达、经济快速发展的今天，电力机车在交通生活等领域发挥着在当重要的作用。电力机车由牵引电动机驱动车轮的机车。电力机车因为所需电能由电气化铁路供电系统的接触网中的电力机车给，所以是一种非自带能源的机车。电力机车具有功率大、过载能力强、牵引力大、速度快、整备作业时间短、维修量少、运营费用低、便于实现多机牵引、能采用再生制动以及节约能量等优点。使用电力机车牵引车列，可以提高列车运行速度和承载重量，从而大幅度地提高铁路的运输能力和通过能力。 关键词；韶山系列电车中国电车发展 一·电力机车相关历史背景 1835年荷兰的斯特拉廷和贝克尔两人就试着制以电池供电的二轴小型铁路车辆。1842年苏格兰人R.戴维森首先造出一台用40组电池供电的重5吨的标准轨距电力机车。由于电动机很原始，机车只能勉强工作。1879年德国人W.VON 西门子驾驶一辆他设计的小型电力机车，拖着乘坐18人的三辆车，在柏林夏季展览会上表演。机车电源由外部150伏直流发电机供应,通过两轨道中间绝缘的第三轨向机车输电。这是电力机车首次成功的实验。电力机车用于营业是从地下铁道开始的。1890年英国伦敦首先用电力机车在 5.6公里长的一段地下铁道上牵引车辆。干线电力机车在1895年应用于美国的巴尔的摩铁路隧道区段，采用675伏直流电，自重97吨,功率1070千瓦。19世纪末，德国对交流电力机车进行了试验,1903年德国三相交流电力机车创造了每小时210.2公里的高速纪录。
填空 2电力机车机械部分包括车 体转向架车体与转向架连接装置和牵引缓冲装置组成。3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，同时实现对机车的控制。 9排障器的作用主要是排除 线路上的障碍物确保列车运行安全。排障器底面距轨面的高度是110+—10mm。 10SS4改电力机车单节车共 有4个车顶盖，从前至后依次为第一高压室顶盖变压 器室第二高压室顶盖和辅 助室。 11车体按不同用途可分为 工业用电力机车和干线运输大功率电力机车。 12某机车走行部为三台六 轴转向架，各轴为单独驱动，其轴列式用字母法表示为 Bo-Bo-Bo. 17机车设备布置要求重量 分配均匀，目的是减少机车轴重保持平合保证牵引力的充分发挥。 18机车设备布置必须保持 重量分配均匀，目的是在于使机车车轴重保持均衡，以利于牵引力的充分发挥 1按工作原理分电力机车通 风机分为离心式通风机和轴流式通风机。 2SS4改电力机车通风系统 设有牵引通风系统主变压器油散热器通风系统和制动通风系统。3SS4改电力机车牵引通风 系统的冷却对象为牵引电动 机PFC电容柜和整流硅机组。 5电力机车空气管路系统包 括风源系统辅助系统控制管 路系统和制动机四大部分组 成。 7空气干燥器是风源系统中 用来清除机车压缩空气中的 油分水分尘埃等机械杂质， 它具有再生作用。 9风缸系统由高压控制阀 （517KF）来自动控制压缩机 电机电路的闭合和断开工作 从而达到调节总风缸内空气 压力的目的。 11SS4改电力机车控制管路 系统主要由主断路器受电弓 门联锁阀和高压电气柜等设 备提供压缩空气。 12控制风缸102的设置是为 了稳定控制管路系统内的风 压，防止分合闸操作时引起 的压力波动。 13在机车受电弓升起时，为 了保证与高压区隔离，在升 弓通路中设置了保护电空阀 （287YV）和门联锁阀（37、 38） 16机车停放前，为了保证下 次使用时的升弓合闸操作， 应将控制风缸内的压缩空气 充至大于900KPa，然后关闭 塞门97. 5转向架的作用是传力承受 转向和缓冲. 9机车轮对的轮箍由轮缘和 踏面组成 10轮箍与轮心套装过紧，会 引起轮箍崩裂套装过松容易 引起轮箍弛缓 12轮箍外表面与钢轨顶面 接触的部分称为踏面，与钢 轨内侧面接触的部分称为轮 缘 15轴箱与转向架构架的连 接方式称为轴箱定位 18轴向定位起到了固定轴 距和限制轮对活动范围的作 用 20机车上常用的弹性元件 有板弹簧圆弹簧和橡胶弹簧 三种 21主悬挂设置在转向架构 架和轴箱之间 22次悬挂设置在车体底架 和转向架之间 23对于速度低的机车其悬 挂装置的特点是一系软二系 硬 24对于速度高的机车其悬 挂装置的特点是一系硬二系 软 30牵引电机的悬挂方式大 致可分为轴悬式架悬式和体 悬式三种 31电机悬挂中，架悬式和体 悬式又称全悬式 34机车每走行（40~50） *104km时需对轴箱进行一 次全面检查。 35轴箱容许温升30℃ 36机车每走行（8~10）*104km 需对轴箱进行一次中检 3降低机车牵引点可以减少 转向架轴重转移提高机车的 粘着牵引力 4车体支承装置是转向架和 车体的连接部分 9电力机车牵引缓冲装置包 括车钩缓冲器和车钩复原装 置 10车钩的三态作用包括闭 锁开锁和全开三种作用 12自动车钩就是具有自动 连接性能并具有三态作用的 车钩 选择 1SS4改电力机车的轴列式用 字母表示2（Bo-Bo） 4SS4改电力机车的持续功率 是6400KW 6SS4改电力机车平波电抗器 采用油冷方式冷却。 8SS4改电力机车的一号端子 柜在1端电器室。 9SS4改电力机车的劈相机在 辅助室。 10SS4改电力机车车体采用 整体承载式车体。 13下列不属于车体的是车 轮。 1SS4改电力机车制动通风的 冷却风从车底大气吸入。 4SS4改电力机车单节牵引通 风系统使用了2台离心式通 风机。 5SS4改电力机车通风系统使 用了3台轴流式通风机。 6SS4改电力机车用空气干燥 器对压缩空气进行干燥处理。 8总风缸压力大于450KPa后， 停止辅助压缩机的工作。 9SS4改电力机车共装有8个 砂箱和撒砂器。 11辅助压缩机是由机车蓄 电池供电，直流电动机驱动。 12SS4改电力机车库停后由 辅助压缩机工作的条件是总 风缸和控制风缸的压力均低 于450KPa。 3转向架的功用之一是在轮 轨接触点产生粘着力并传给 车体底架车钩牵引列车前进 或对机车实行制动 4不属于轮对组成的部件是 心盘
电力机车机械部分 Last updated on the afternoon of January 3, 2021
填空 2电力机车机械部分包括车体转向架车体与转向架连接装置和牵引缓冲装置组成。 3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，同时实现对机车的控制。 9排障器的作用主要是排除线路上的障碍物确保列车运行安全。排障器底面距轨面的高度是110+—10mm。10SS4改电力机车单节车共有4个车顶盖，从前至后依次为第一高压室顶盖变压器室第二高压室顶盖和辅助室。 11车体按不同用途可分为工业用电力机车和干线运输大功率电力机车。 12某机车走行部为三台六轴转向架，各轴为单独驱动，其轴列式用字母法表示为Bo-Bo-Bo. 17机车设备布置要求重量分配均匀，目的是减少机车轴重保持平合保证牵引力的充分发挥。 18机车设备布置必须保持重量分配均匀，目的是在于使机车车轴重保持均衡，以利于牵引力的充分发挥 1按工作原理分电力机车通风机分为离心式通风机和轴流式通风机。 2SS4改电力机车通风系统设有牵引通风系统主变压器油散热器通风系统和制动通风系统。3SS4改电力机车牵引通风 系统的冷却对象为牵引电动 机PFC电容柜和整流硅机 组。 5电力机车空气管路系统包 括风源系统辅助系统控制管 路系统和制动机四大部分组 成。 7空气干燥器是风源系统中 用来清除机车压缩空气中的 油分水分尘埃等机械杂质， 它具有再生作用。 9风缸系统由高压控制阀 （517KF）来自动控制压缩 机电机电路的闭合和断开工 作从而达到调节总风缸内空 气压力的目的。 11SS4改电力机车控制管路 系统主要由主断路器受电弓 门联锁阀和高压电气柜等设 备提供压缩空气。 12控制风缸102的设置是 为了稳定控制管路系统内的 风压，防止分合闸操作时引 起的压力波动。 13在机车受电弓升起时， 为了保证与高压区隔离，在 升弓通路中设置了保护电空 阀（287YV）和门联锁阀 （37、38） 16机车停放前，为了保证 下次使用时的升弓合闸操 作，应将控制风缸内的压缩 空气充至大于900KPa，然 后关闭塞门97. 5转向架的作用是传力承受 转向和缓冲. 9机车轮对的轮箍由轮缘和 踏面组成 10轮箍与轮心套装过紧， 会引起轮箍崩裂套装过松容 易引起轮箍弛缓 12轮箍外表面与钢轨顶面 接触的部分称为踏面，与钢 轨内侧面接触的部分称为轮 缘 15轴箱与转向架构架的连 接方式称为轴箱定位 18轴向定位起到了固定轴 距和限制轮对活动范围的作 用 20机车上常用的弹性元件 有板弹簧圆弹簧和橡胶弹簧 三种 21主悬挂设置在转向架构 架和轴箱之间 22次悬挂设置在车体底架 和转向架之间 23对于速度低的机车其悬 挂装置的特点是一系软二系 硬 24对于速度高的机车其悬 挂装置的特点是一系硬二系 软 30牵引电机的悬挂方式大 致可分为轴悬式架悬式和体 悬式三种 31电机悬挂中，架悬式和 体悬式又称全悬式 34机车每走行（40~50） *104km时需对轴箱进行一 次全面检查。 35轴箱容许温升30℃ 36机车每走行（8~10） *104km需对轴箱进行一次中 检 3降低机车牵引点可以减少 转向架轴重转移提高机车的 粘着牵引力 4车体支承装置是转向架和 车体的连接部分 9电力机车牵引缓冲装置包 括车钩缓冲器和车钩复原装 置 10车钩的三态作用包括闭 锁开锁和全开三种作用 12自动车钩就是具有自动 连接性能并具有三态作用的 车钩 选择 1SS4改电力机车的轴列式 用字母表示2（Bo-Bo） 4SS4改电力机车的持续功 率是6400KW 6SS4改电力机车平波电抗 器采用油冷方式冷却。 8SS4改电力机车的一号端 子柜在1端电器室。 9SS4改电力机车的劈相机 在辅助室。 10SS4改电力机车车体采用 整体承载式车体。 13下列不属于车体的是车 轮。 1SS4改电力机车制动通风 的冷却风从车底大气吸入。 4SS4改电力机车单节牵引 通风系统使用了2台离心式 通风机。 5SS4改电力机车通风系统 使用了3台轴流式通风机。 6SS4改电力机车用空气干 燥器对压缩空气进行干燥处 理。 8总风缸压力大于450KPa 后，停止辅助压缩机的工 作。 9SS4改电力机车共装有8个 砂箱和撒砂器。 11辅助压缩机是由机车蓄 电池供电，直流电动机驱 动。 12SS4改电力机车库停后由 辅助压缩机工作的条件是总 风缸和控制风缸的压力均低 于450KPa。
试谈世界电力机车的发展(doc 8页)
世界电力机车的发展 电力机车本身的原始动机接受触网发出的电流作为能源，由机车牵引电机驱动车轮。随着电力机车功率，热效率,速度的提高，以及有力和可靠的操作过载能力成为其主要优势，但不污染环境，所以特别适用于繁忙的铁路运输和隧道，以及斜坡的山区铁路。 电力机车从接触线获得电力，接触网供电电流机车都是直流和交流。根据目前的供电电流形式的不同，而不涉及电力机车本身，电力机车系统可分为基本直-直流电力机车，交-直流电力机车，交-直-交电力机车三种。 直-直流电力机车采用直流电源系统，牵引变电所装有整流装置，它将成为一个三相交流-直流装置，然后访问互联网。因此，电力机车可直接从网上联络供应DC系列直流牵引电动机使用，简化了机车设备。直流系统的缺点是接触网电压低，通常l500伏或3000伏，接触线要求较粗，因此要消耗大量的有色金属，并增加建设投资。 对于交-直流电力机车交流电源系统，世界上大多数国家使用的是频率（50赫兹）交换系统，或25赫兹的低频通信系统。在此电力供应系统中，牵引变电所将改为三相交流电频率的25千伏单相交流电源，然后传送到网络。但是，在电力机车上使用的字符串仍然是直流电动机（这是最大的优势：调速简单，只需改变电机端电压，因此就可以很容易地实现在较大范围内的机车速度，但这种电机由于需要使用换向器，制造和维护是非常复杂的，体积更大），这样，交流到直流机车的转变任务完成。接触网系统的直流电压没有提高很多。但接触导线的直径可以相对减少，从而减少了消费的非铁金属，但建设投资并没有减少。因此，高频通信系统已被广泛采用，世界上大多数的电力机车也开始采用交-直流方式。 交-直-交流，交流非电力机车牵引电机换向器（即三相异步电动机），其在汽车制造，性能，功能，大小，重量，成本以及维护性和可靠性等方面比换向器容易得多。这是失败的电力机车，其主要的原因是提高速度相当困难。但这种机车具有优良的牵引能力。因此还是大有希望。德国制造的电力机车E120就是这
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。
电力机车网络化电气控制系统设计 发表时间：2019-04-03T09:59:46.197Z 来源：《电力设备》2018年第29期作者：魏强[导读] 摘要：交流传动电力机车对自动控制和人工智能的应用和需求是时代发展的必然，通过引进消化吸收，我国电力机车交流传动技术有了质的飞跃，普遍采用基于网络的控制系统，以模块化、通用化、分布式为特征，便于二次开发、现场调试和维护。（中车大同电力机车有限公司技术工程部山西大同 037038）摘要：交流传动电力机车对自动控制和人工智能的应用和需求是时代发展的必然，通过引进消化吸收，我国电力机车交流传动技术有了质的飞跃，普遍采用基于网络的控制系统，以模块化、通用化、分布式为特征，便于二次开发、现场调试和维护。本文对我国目前电力机车网络化电气控制系统进行了阐述，并提出了设计思路。 关键字：电力机车；网络化；电气控制系统 1.我国电力机车网络控制现状电传动控制是交流传动技术中的核心，通过引进西门子、庞巴迪、阿尔斯通等公司的技术，我国交流传动电力机车控制已发展成为基于网络（现场总线）的控制系统。通信协议大多采用 TCN 国际标准（IEC61375-1）；大都是主变流控制、辅变流控制和微机网络控制整合在一起的控制平台，广泛用于轨道交通领域。 2.电力机车网络化电气控制系统总体设计方案本文设计的电力机车网络控制系统采用当前轨道交通行业技术先进的TCN总线，其中主控单元具有热备冗余功能，最大程度的确保系统安全。同时通过使用专用事件记录仪，将车辆运行过程中一些重要的行车数据与故障数据记录下来，便于车辆的维护保养。系统符合IEC61375-1标准要求，使用二级总线结构，列车级采用WTB重联总线，传输速率为1Mbit/s；车辆总线采用多功能车辆总线MVB，其电气接口为电气中距离（EMD）介质，传输速率为1.5Mbit/s。连接到多功能车辆总线（MVB）上各个子系统的控制单元包括：电气牵引控制单元、辅助系统单元等。要求所有的子系统必须提供MVB（EMD）电气接口。整个列车管理系统包括设备硬件、操作系统、控制软件、诊断软件、监视软件和维护工具等。列车管理系统为所有子系统设备留有标准的通信接口，并具有成熟可靠的接口通讯规范，使得所有车辆子系统能可靠接入。设计符合以下标准。表1 设计标准 图1控制系统网络拓扑图如图1所示，其中TCMS系统设备主要包括中央控制单元，实现了车辆的MVB总线管理与列车运行控制功能；事件记录仪ERM，实现了故障数据与运行数据的记录功能；RIOM单元，用于实现TCMS与车辆硬线信号的交互（硬线信号的输入与输出）；HMI智能显示单元，用来显示车辆子系统的状态及提供人机交互的接口；GW列车网关，用于实现车辆的重联功能。 TCMS系统与车辆其他设备间采用网络通信或硬线连接，为了满足列车安全性，可靠性要求，MVB总线都采用双线冗余结构，符合IEC61375-1 的要求。对于和行车安全有关的输入输出信号，采用网络加硬线的冗余设计，优先采用网络信号，当网络故障时，采用硬线信号。 4.系统配置 按照硬件组成及各个硬件在车辆中的安装位置不同，TCMS系统设备主要包含：中央控制单元机箱、RIOM机箱、显示屏及重联网关机箱。各个部件在车上的分布如下所示。表1.TCMS设备列表
中国电力机车发展过程简介 中国电力机车的研制开始于1958年。当时的铁道部田心机车车辆工厂在协助湘潭电机产制造工矿电力机车的同时，设计并研制电力机车。1958年12月28日，中国第一台电力机车研制成功，命名为6Y1型。 1968年，经过对6Y1型近10年的研究改进，将引燃管整流改为大功率半导体整流，试制出韶山1型，代号SS1。1969年开始批量生产，到1988年止，共生产826台。机车持续功率3780KW，最高速度90KM/H，车长19400mm。 1969年，株洲电力机车厂和株洲电力机车研究所联合研制出SS2。 株洲电力机车工厂1978年研制出SS3型客货两用干线电力机车，1989年批量生产至今。
株洲电力机车厂于2002年制造的SS3B型12轴重载货运电力机车。 株洲电力机车厂1984年研制的SS4型8轴货运电力机车。 SS4改是在SS4、SS5和SS6电力机车的基础上，吸收8K机车技术改进的。 SS5型电力机车生产了2台，为准高速试制的样车。
SS6型机车持续功率4800KW，最大速度100KM/H，长20200mm，是国际招标的中标机车。 SS7型电力机车由大同电力机车厂生产，填补了国内小曲线区段客货运电力机车的空白。 大同生产的SS7B型重载货运电力机车 大同机车厂、株洲电力机车研究所和成都机车车辆厂联合研制的SS7D型客运电力机车。
SS7E型电力机车，用于客运。 曾创造中国机车第一速的SS8行客运电力机车，由株洲电力机车厂生产。 SS9型干线客运电力机车，持续功率4800KW，最大速度170KM/H。 1971年引进的罗马尼亚的6G型电力机车。
电力机车辅助电机维护与检修兰宝 发表时间：2017-11-21T17:51:44.260Z 来源：《电力设备》2017年第19期作者：兰宝 [导读] 摘要：电力机车是一种集机械、电力、电子、微机控制、气动装置等许多部件于一体的机电设备，本身处于运动状态、振动冲击大；机车上的部件大都是高电压、大电流、大功率，电力电子变流装置与单相不对称牵引供电形成强大的电磁干扰；其运行中灰尘多、温度变化大、工作环境恶劣。 （神华准能大准铁路公司机务段检修车间内蒙鄂尔多斯 010300） 摘要：电力机车是一种集机械、电力、电子、微机控制、气动装置等许多部件于一体的机电设备，本身处于运动状态、振动冲击大；机车上的部件大都是高电压、大电流、大功率，电力电子变流装置与单相不对称牵引供电形成强大的电磁干扰；其运行中灰尘多、温度变化大、工作环境恶劣。电力机车的电气部分即电力机车的各种电气线路，按其作用的不同，通常分为主电路、辅助电路和控制电路。本文分析了电力机车辅助电机维护与检修。 关键词：电力机车；辅助电机；维护检修； 由于电机的工作特点较为特殊, 因此在对电机进行检修时, 应按照我国的相关法律规范, 做好日常巡检工作, 并及时发现各种隐患, 确保电机能够正常运行。因此，对于电力机车的电气保养和维护就显得格外重要。 一、意义 电力机车是当前我国运输效率和运输能力最大的机车, 由于其具有启动快、速度快、效率高、低污染等实用性优点, 在运输中得到普遍应用。但电力机车在运行过程中, 很容易产生一些问题和故障。电力机车主要由车体、底架、缓冲装置、制动装置及电力设备组成。电车在运行过程中, 各部分装置与构件会发生磨损、变形、老化或损坏, 当机车零件由于长时间耗损, 出现失效时, 便很容易发生危险。所以, 为了保证电力机车行驶过程中的安全, 延长机车使用寿命, 对电力机车定期进行维护与检修是十分重要的。 二、机车常见故障类型 在工作的过程中各个模块相互配合、有层次地协助，根据机车系统的特点，铁路机车的故障大致可分为以下四类：一是机械故障：转向架故障、车体故障、轮对故障、轴承故障等。二是电气故障：牵引电机故障、受电弓故障、主变压器故障、牵引变流器故障、高压隔离开关故障、高压连接器故障、高压电压和电流互感器故障、避雷器和车顶绝缘子故障、辅助电路故障、辅助变流柜故障、辅助电气设备故障、微机控制系统故障。三是空气管路与制动系统故障：风源系统故障、控制系统管路故障、辅助系统管路故障、制动系统故障。四是其他故障：烟火报警故障、温度湿度故障、蓄电池和照明等故障。 三、电力机车辅助电机维护与检修 1.电力机车电气部分。电气部分、机械部分和空气管路系统共同构成电力机车，其中电气部分可进一步分为牵引电动机、主变压器、控制单元等。电力机车是利用电能提供机车牵引力的现代化交通设备，具有低污染、效率高、成本低、速度快等优点，在实际交通运输过程中广泛应用。一是牵引电动机，电力机车牵引电动机的故障包括启动、发电、异常声响、高温或者冒烟以及电压缺相等故障，严重阻碍了电力机车的效率。电动机的启动故障是指牵引电动机接通电源后无法正常启动的现象，包括电机内部短路、电容器、电阻盒等造成的电器障碍。牵引电动机的发电故障是指电机启动的发电故障，包括电机发电极性、接线、磁绕组等造成的电机启动的发电故障。牵引电动机的异常声响是指电机定子内部接线错误或者短路等造成电机运转时发出异常声响，电机异常声响时电机仍可以正常运转。电动机的高温或者冒烟主要是由于电压不达标造成的电机出现温度过高，严重时可能导致冒烟。牵引电动机的电压缺相故障主要是由接线缺相造成的，严重时会导致电机烧毁，进而导致电力机车运行故障。基于电力机车的特殊性，进行电机检测要采用听、闻、摸以及专业设备排查相结合的故障检测方法，依照国家相关规范的要求，定期地进行电机日常巡检，排除安全隐患。采用听、闻、摸等故障检测方式有助于分辨电机的声音、温度变化，快速地进行电机故障检测与维修。专业设备排查的方法有助于及时、有效地发现电机内部故障，确保电机正常运转。二是主变压器。主变压器是电力机车电气部分的重要组成部分，直接决定电力机车的牵引质量，是电力机车的动力来源，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。主变压器具有重量轻、高阻抗等特点，通过设置温度继电器、油流继电器等实现对主变压器的温度、过压保护。主变压器故障直接导致电力机车牵引质量的下降，在电力机车的维护和保养中居于重要地位。常见的主变压器故障主要内容有变压器的工作原理故障、铁芯故障、绝缘故障、组件故障、短路故障、放电故障、保护误动故障、渗漏油及油流带电故障、雷击及进水等，其中放电故障又可分为火花放电故障、局部放电故障以及电弧放电故障。变压器油中存在绝缘物质、气泡等空穴，变压器油中存在水分、固体颗粒等杂质，高压电气设备内部金属器件接触不良等都容易造成放电故障的产生。主变压器短路故障主要是短路产生瞬间强电流，使得主变压器绕组失稳或破坏，进而造成主变压器故障。三是电力机车的控制单元。电力机车的控制单元是电力机车的重要监控系统，一般来说牵引力控制单元，就是牵引变流器的控制单元TCU，与牵引控制系统交换数据，控制牵引力。在电力机车的运行过程中起着主控作用，因此电力机车控制单元的维护和保养具有重要的现实意义。电力机车控制单元的故障研究和维护中，电力机车控制单元故障的检修需要维修人员依据电力机车显示屏的提示进行故障确认，对问题部件或机箱进行检修或替换，以保障电力机车控制单元的正常运行。电力机车控制单元的检修和保养要求维修或使用人员对电力机车故障管理、设备状态、隔离等选项充分了解，严格按照电力机车的使用手册进行控制单元的使用或维修，减少电力机车控制单元的故障，保障行车安全。 2.电力机车质量管理系统。电力机车在行使过程中经常遇到泥石流、山体滑坡等极端自然现象，对电力机车的行使安全造成了极大的威胁，将先进的技术应用于电力机车的质量监管体系，有助于增强电力机车质量管理的信息化、电子化，提前做好预防和应对，保障行车安全。通过对电力机车质量管理的动态体系进行研究，解决了传统电力机车质量管理的复杂性、独立性以及智能化程度不够的问题。先进的电力机车质量监管体系，有助于实现电力机车行使过程的实时、有效的监督，预防电力机车安全事故的发生，进而提高电力机车运行的安全性。 3.电力机车出现的牵引电动机的启动、发电、异常声响、高温或者冒烟以及电压缺相等故障；变压器油中存在绝缘物质、气泡等空穴、变压器油中存在水分、固体颗粒等杂质、高压电器设备内部金属器件接触不良、电路短路等造成放电和短路故障；电力机车控制单元故障出现的A、B、C三类故障。电力机车维修人员要依据国家、铁路相关规范的要求，充分了解电力机车的结构、故障类型以及解决措施，采用听、闻、摸以及专业设备排查相结合的故障检测方法，对电力机车进行日常巡检，对电机的声音、温度和内部结构进行检查；保证变压器油的清洁、内部绝缘、零件检查；对变压器的检查维护要做到保证各部位的清洁、灵活，气密性，紧固件的牢固，连接线的完整