电力机车工作原理介绍课件PPT

电力机车工作原理电力机车是一种通过电能驱动的火车，它与传统的内燃机车相比具有更高的效率和环保性。

电力机车的工作原理涉及到电力系统、牵引系统和控制系统等多个方面。

一、电力系统电力机车的电力系统主要由供电系统、电网接触系统和电力传输系统组成。

1. 供电系统：电力机车的供电系统通常采用架空电缆或第三轨供电方式。

架空电缆供电时，电力通过架空电缆传输到机车上；第三轨供电时，电力通过第三轨传输到机车上。

2. 电网接触系统：电力机车通过电网接触系统与供电系统相连接。

电网接触系统通常由受电弓、接触网和接触线等组成。

受电弓负责与接触网接触，接触网将电能传输到接触线上，再通过接触线传输到机车上。

3. 电力传输系统：电力传输系统包括变压器、整流器和逆变器等设备。

变压器用于将高压电能转换为适合机车使用的低压电能；整流器将交流电转换为直流电，供给牵引系统使用；逆变器将直流电转换为交流电，供给辅助设备使用。

二、牵引系统电力机车的牵引系统主要由电机、传动装置和轮对组成。

1. 电机：电力机车的电机通常采用交流异步电机或直流电机。

电机通过电能转换为机械能，驱动牵引装置使机车运动。

2. 传动装置：传动装置将电机的旋转力矩传递给轮对，使机车得以运动。

常见的传动装置有齿轮传动、链传动和直接耦合等。

3. 轮对：轮对是电力机车的重要组成部分，它与铁轨接触，将机车的牵引力传递给铁轨，推动机车前进。

三、控制系统电力机车的控制系统主要由主控制器、辅助控制设备和信号系统等组成。

1. 主控制器：主控制器是电力机车的核心控制设备，它通过控制电机的电流和电压来实现机车的加速、减速和制动等功能。

2. 辅助控制设备：辅助控制设备包括制动装置、牵引选择器和速度调节器等。

制动装置用于控制机车的制动力；牵引选择器用于选择机车的牵引模式；速度调节器用于控制机车的运行速度。

3. 信号系统：信号系统用于传输和接收机车的控制信号，确保机车的安全运行。

常见的信号系统有列车自动保护系统（ATP）、列车控制系统（ATC）和列车通信系统（ATC）等。

电力机车工作原理一、引言电力机车是一种以电能作为动力源的铁路机车，它通过将电能转化为机械能来驱动车辆运行。

本文将详细介绍电力机车的工作原理，包括电能的供给、电力传输、转换和控制等方面的内容。

二、电能供给电力机车的电能供给主要依靠接触网和受电弓。

接触网是铺设在铁路线路上方的导电路线，通过受电弓与接触网接触，将接触网上的电能传输到机车上。

接触网普通采用交流电供电，电压可根据实际需要调整。

三、电力传输电力机车的电力传输主要通过集电装置完成。

集电装置位于机车车顶，通过受电弓与接触网接触，将接触网上的电能传输到机车的主电路上。

集电装置中的集电弓通过弹簧力和重力的作用保持与接触网的良好接触，确保电能的稳定传输。

四、电力转换电力机车的电能转换主要通过牵引变流器和辅助电源装置完成。

牵引变流器将接收到的交流电能转换为直流电能，供给给牵引机电。

牵引机电通过电能转化为机械能，实现车辆的牵引和制动。

辅助电源装置则为机车提供辅助电能，用于驱动车辆的辅助设备，如照明、空调等。

五、控制系统电力机车的控制系统包括牵引控制系统和制动控制系统。

牵引控制系统通过控制牵引机电的电流和电压，实现车辆的加速和减速。

制动控制系统通过控制制动装置的工作，实现车辆的制动。

牵引和制动控制系统通过操作手柄、按钮等控制装置进行控制，驾驶员可以根据需要调整牵引和制动力的大小。

六、辅助设备电力机车的辅助设备包括空气压缩机、冷却系统、照明系统等。

空气压缩机用于为制动系统和辅助设备提供压缩空气。

冷却系统用于冷却电力机车的电气设备和牵引机电。

照明系统为机车提供照明，确保驾驶员和乘客的安全。

七、安全保护电力机车在运行过程中需要具备多种安全保护装置。

例如，过流保护装置可以监测电路中的电流，当电流超过额定值时，及时切断电路，防止电气设备受损。

过热保护装置可以监测电气设备的温度，当温度超过安全范围时，及时切断电路，防止设备过热。

此外，还有防护装置、接地保护装置等，确保机车和乘客的安全。

电力机车工作原理一、引言电力机车是一种使用电力驱动的铁路车辆，它通过电力系统提供的电能来驱动车辆运行。

本文将详细介绍电力机车的工作原理，包括电力系统、牵引系统和控制系统。

二、电力系统1. 供电系统电力机车的供电系统包括接触网、电缆、集电装置等。

接触网是一种悬挂在铁路上方的导电线路，通过接触网将电能传输到机车上。

电缆用于将电能从接触网传输到机车内部的各个系统。

集电装置位于机车车顶，通过碳刷与接触网接触，将电能引入机车。

2. 电源装置电力机车的电源装置包括牵引变流器和辅助电源装置。

牵引变流器将接收到的交流电能转换为直流电能，供给牵引电机使用。

辅助电源装置则为机车提供辅助电能，用于驱动机车的辅助设备，如照明、空调等。

三、牵引系统1. 牵引电机电力机车的牵引电机通常采用直流串联电动机，它具有高起动转矩和宽工作转速范围的特点。

牵引电机通过传动装置将电能转化为机械能，驱动车轮运动。

2. 制动系统电力机车的制动系统包括电阻制动和再生制动。

电阻制动通过将电能转化为热能来减速机车，而再生制动则将制动过程中产生的电能反馈到电力系统中，实现能量回收。

四、控制系统电力机车的控制系统用于控制机车的运行状态和牵引力。

它包括主控制器、制动控制器和辅助控制器等。

主控制器用于控制牵引电机的电流和转矩，实现机车的加速和减速。

制动控制器用于控制制动系统的工作，实现机车的制动。

辅助控制器则用于控制机车的辅助设备。

五、工作原理当电力机车开始运行时，集电装置与接触网接触，将电能引入机车。

电源装置将交流电能转换为直流电能，并供给牵引电机使用。

牵引电机通过传动装置驱动车轮运动，实现机车的牵引。

同时，控制系统监测车速、电流等参数，通过主控制器调节牵引电机的工作状态，以实现机车的加速和减速。

在机车运行过程中，制动系统起到重要作用。

当需要减速或停车时，制动控制器会控制制动系统工作，将电能转化为热能或反馈到电力系统中，实现机车的制动和能量回收。

六、总结电力机车的工作原理是通过电力系统提供的电能，驱动牵引电机实现机车的运行。

电力机车电力机车本身不带原动机，靠接受接触网送来的电流作为能源，由牵引电动机驱动机车的车轮。

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。

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，基本上可以分为直-直流电力机车、交-直流电力机车、交-直-交流电力机车三类。

直-直流电力机车采用直流制供电，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l500V或3000 V，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-直流电力机车采用交流制供电，目前世界上大多数国家都采用工频（50Hz）交流制，或25 Hz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工业频率单相交流电后送到接触网上。

但是在电力机车上采用的仍然是直流串励电动机（这种电动机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，使制造和维修都很复杂，体积也较大），把交流电变为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没投资。

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-交流电力机车采用交流无整流子牵引电动机（即三相异步电动机），这种电动机在制造、性能、功能，体积、重量、成本、维护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。

这种机车具有优良的牵引能力，很有发展前途。

德国制造的E120型电力机车就是这种机车。

电力机车工作原理电气化铁路的回路就是火车脚下的铁路. 机车先通过电弓从接触网（就是天上的电线）上受电，在经过机车上的牵引变压器，整流柜，逆变,然后传入牵引电机带动机车，最后通过车轮传入钢轨.形成一个巧妙的电路.和电传动内燃机车相比就是动力源不同,能量来自接触网，其他如走行部，车体等并没有本质区别。

通过受电弓将25KV的电压引至车内变压器，之后，若是交直流传动的，便进行整流，驱动直流电动机,电机通过齿轮驱动轮对.一般调节晶闸管的导通角度来调节功率,从而进行调速。

交直交流传动的要在整流后加逆变环节，之后驱动异步电动机，驱动轮对.这种的调速较为复杂，要合理调节逆变的频率和整流的电压才能保证功率因数。

大体过程就是这样。

电力机车是通过车顶上的集电弓（也称受电弓）从接触网获取电能，把电能输送到牵引电动机使电动机驱动车轮运行的机车。

电力机车的分类:1、按机车轴数分:四轴车:轴式为B0—B0;六轴车:轴式为C0-C0、B0-B0-B0；八轴车：轴式为2（B0-B0）；十二轴车：轴式为2（C0—C0)、2（B0—B0—B0)。

轴式“B”表示一个转向架有2根轴；轴式“C”表示一个转向架有3根轴；脚号“0”表示每个轴有一台牵引电机;”—”表示转向架之间是通过车体传递牵引力.2、按用途分:（1)客运电力机车。

用来牵引各种速度等级的客运列车，其特点是速度较高，所需牵引力较小。

（2)货运电力机车。

用来牵引货物列车，其特点是载荷大，牵引力大，但速度较低。

（3)客货通用电力机车.尤其是近年来新型电力机车中，其恒功运行速度范围大，可适用牵引客运列车，也可适用牵引货运列车.3、按轮对驱动型式分：(1)个别驱动电力机车指每一轮对是由单独的一台牵引电动机驱动的电力机车。

（2）组合驱动电力机车指几个轮对用机械方式互相连接成组，共同由一台牵引电动机驱动的电力机车。

现代电力机车大都采用个别驱动方式，而很少再采用组合驱动。

4、按电流制分类在铁道干线电力牵引中,电力机车主要按照供电电流制分为直流制电力机车、交流制电力机车和多流制电力机车。

第1节直直型电力机车工作原理一、基本工作原理直直型电力机车通常称为直流电力机车，是现代电力机车最为简单的一种。

它使用的是直流电源和直流串励牵引电动机。

目前有些工矿电力机车、地铁电动车组和城市无轨电车仍采用这种型式。

图1-1所示为一般工矿用四轴直流电力机车的工作原理示意图。

工作过程为：机车由受电弓AP从接触网取得直流电，经断路器QF、起动电阻R向四台直流牵引电动机M1～M4供电，牵引电流经钢轨流回变电所。

当四台牵引电动机接通电源后即行旋转，把电能转变为机械能，再分别通过各自的齿轮传动装置，驱动机车动轮牵引列车运行。

图1-1 直流电力机车工作原理图二、直流电力机车的特点通过分析直流电力机车的工作原理，可以得出直流电力机车具有以下特点：(1)机车结构简单，造价低，经济性好。

(2)采用适合于牵引的直流串励电动机，牵引性能好，调速方便。

(3)控制简单，运行可靠。

(4)供电效率低。

由于受牵引电动机端电压的限制，接触网电压一般为1500～3000V。

传输一定功率时电流较大，接触网导线耗电量较大，因此供电效率低。

(5)基建投资大。

为了减少接触网上的压降，电气化区段的牵引变电所数量较多，造成基建投资大。

(6)有级调速。

由于早期机车使用调压电阻起动、调速，因此调节过程中有能量损耗使效率很低，同时也难以实现连续、平滑地调节。

随着电力电子技术的发展，应用直流斩波技术进行调速，可以对牵引电动机端电压进行连续、平滑地调节，从而实现无级调速。

综上所述，直流电力机车由于受牵引电动机端电压的限制，网压不可能太高，从而限制了机车功率的进一步提高。

随着现代铁路运输事业的发展，直流电力机车显然已不适应干线大功率的要求。

一般应用于工矿及城市交通运输。

三、直流电力机车的基本特性直流电力机车的基本特性包括机车的速度特性、牵引力特性、牵引特性。

在以前的课程中，我们已经了解了直流串励电动机的转速特性、转矩特性和效率特性。

在研究电力机车的运行行为时，需将电机的转速n换算为机车动轮轮周的线速度V、电机的转矩M换算为机车动轮轮周的牵引力F，从而得到机车的速度特性、牵引力特性和牵引特性。