东风11型内燃机车
南车戚墅堰机车公司研制
最高试验速度186KM/H。 装车功率为3860KW。 16280ZJA型柴油机。 JF204C型同步主发电机。 ZD106型牵引电动机。 机车走行步采用高圆簧 旁承, 电动机架悬式悬挂, 轮对空心轴六连杆驱动的 转向架,机车装有微机控制 系统,速度监控系统,具有自 负荷功能的电阻制动装置, 电控制动系统及轴温检测 显示装置
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第一章 电力牵引传动与控制 系统概述
一． 二． 三．
系统组成与功用 系统分类 发展历史与现状
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第一章
电力牵引传动与控制系统概述
一、系统组成与功用 1. 机车电力传动与控制系统组成 内燃机车：
电力传动与控制系统 柴油机 牵引发电机 变流器 控制系统 牵引电动机 传动齿轮箱 与动轮
图 1-1a
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电力机车（交流供电）：
图 1-2 机车理想牵引 特性曲线（牛马特性）
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3.
内燃机车电传动装置的功用
电传动装置的功用：
充分利用和发挥机车动 力装置的功率； 扩大机车牵引力F与速度 V的调节范围； 提高机车过载能力，解 决列车起动问题； 改善机车牵引控制性能。
图 1-3 柴油机功率和扭矩特性 ---柴油机通过机械直接传动不能适应 机车起动、过载、恒功等要求
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“中原之星”动车组
• 2001年10月生产，动 力分散型交流传动电动 车组。由株电、四方、 株所联合研制生产。 • 电传动方式： 交－直 －交 • 持续制牵引功率6400 kW • 最高运营速度： 160km/h • 平均启动加速度（0～ 52.5km/h，额定载荷） 不小于0.4m/s2
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内燃或电力机车采用交流牵引发电机或单相交流电 网及变压器，经整流器将交流电变换成直流，再通 过逆变器将直流电变换成频率和幅值按列车运行控 制要求变化的交流电，向数台交流牵引电动机供电 的传动方式。
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交-直-交电力机车传动系统
代表性车型：和谐型系列电力机车（HXD）
图1-6 b 电力机车 交-直-交电传动
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第一章
电力牵引传动与控制系统概述
三、国内外机车（动车）传动控制技术 发展历史与现状
1.
大功率（内然）机车电力传动与液 力传动两种主要传动方式的演变与 发展
主要趋势：电力传动
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德国：液力传动机车创始国，但从上世纪60年代起 转向研制交流传动。1971年成功推出DE2500 交-直-交内燃机车。 日本：液力传动机车主要生产和使用国（主要由于 轴重限制原因）。但随着电气化和交流传动 技术的发展，普及了电力传动。客运以动力 分散型电力牵引动车为主。 英国：内燃化初期两种传动方式并存发展，1962年 为配合铁路全盘电气化，英国铁路总局宣布 不再生产液力机车。 美国：1925年制造出第一台直流电传内燃机车，之 后几乎全部生产电传机车。 中国：80年代末基本停止了大功率液传机车的生产， 资阳，二七，四方转产电传机车），确定了 主要发展电力传动的方针。
图1-4 内燃机车直-直电传动
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2.
交-直电力传动系统
内燃或电力机车采用交流牵引发电机或单相交流网及 变压器，通过整流结构简单，可靠性高，重量轻，造价较低。 适用于大功率机车。 车型： DF4， DF5，DF7，DF11，ND4，ND5，SS3-SS9等。
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2.
电力传动形式的发展：
直-直
交-直
交-直-交
发展趋势：大功率、电力牵引、交流传动 大功率―单轴功率1100-1600KW 高性能―恒功速比≥2.5，高粘着利用 节 能―低损耗，高效率，功率因数≈1.0 可靠性高，维护性好，谐波干扰小
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1920-1960年代初：世界各国，直-直形式，功率 <2200KW。 （30多年！） 1964：法国首创交-直内燃机车BB67036。开创了交-直传 动和大功率机车的时代。（巨大进步！） 美国： C36-7 3600马力 法国：CC72000 4000马力 CC78000 5000马力 前苏联： TЭΠ 75 6000马力 中国： DF4A-4B 3300马力 DF4C 3600马力 DF4D 4000马力 DF5 4500马力 韶山系列电力机车单轴功率800900KW
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SS3B型电力机车
• SS3B型电力机车为 2002年株电厂开发 的新型重载货运6轴 电力机车，通过内重 联环节连接组成的12 轴重载货运电力机车， 每节车为一完整系统 • 持续制功率8700 kW 持续速度48 km/h 最高速度100 km/h
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SS4型货运电力机车
韶山4（SS4）型电 力机车是由各自独立 且又互相联系的两节 车组成，每节车均为 一个完整的系统。 额定功率6400kW 持续牵引力436.5kN 最大牵引力627.8kN 持续速度51.5km/h 最大速度100km/h
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AC4000型交-直-交电力机车
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DJ2型号交流传动电力机车
我国第一台具有自主知识 产品的商用型交流传动电 力机车。主要用于既有干 线客运牵引和高速专线牵 引通用型客运电力机车 轴式Bo-Bo 电传动方式交-直-交 持续制功率4800kW 持续速度74km/h 最高运营速度200km/h 最大起动牵引力264kN 持续牵引力233kN 再生制动功率 4400kw(108-210km/h) 最大制动力150kN(10108km/h)
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SS6B型货运电力机车
• 1994年研制成功， 交直型6轴货运电力 机车 • 持续制功率4800 kW • 持续速度 50 km/h • 最高速度100 km/h • 起动牵引力485kN • 持续牵引力337.5kN
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韶山8型电力机车
1994年研制的快速 客运电力机车，曾 创造了中国铁路机 车的最高速度 240km／h 轴式Bo-Bo 额定功率3600kW 持续牵引力126kN 最大牵引力208kN 持续速度100km/h 最大速度170km/h
电力传动与控制系统 电网，受电弓
牵引变压器
变流器 控制系统 图 1-1b
牵引电动机
传动齿轮箱 与动轮
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2.
内燃机车理想牵引特性曲线
机车轮轴功率： F· V=3.6η· N 式中： F 机车牵引力（KN） V 机车速度（Km/h） N 原动机功率（KW） η 传动效率 理想特性要求：机车在运行时能 经常利用其动力装置的额定功率. 即： F· V=3.6η· N=const.
图1-5 内燃机车交-直电传动
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3.
交-直-交电力传动系统


图1-6 a内燃机车交-直-交电传动
采用交流牵引电机，彻 底克服了直-直系统的 不足，重量轻，造价低， 可靠性及维修性好 良好的粘着性能 适用于大功率 控制系统复杂 车型： DF4DAC,NJ1,DJ， DJ2，DJJ1（蓝箭）， DJ4，CRH等
电力牵引传动与控制
2013.09 - 2013.10 （交通设备与控制工程 2011级 40学时 ）
潘迪夫
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电力牵引传动与控制
课程主要内容： 电力牵引传动控制概述 电力牵引交直传动与控制 电力牵引交流传动与控制
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主要参考书： 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 冯晓云. 电力牵引交流传动及其控制系统. 高等教育出版社，2009.12. 郭世明. 机车动车牵引交流传动技术.机械工业出版社，2012.03 连级三. 电力牵引控制系统. 中国铁道出版社，2004. 王书林. 电力牵引控制系统. 中国电力出版社，2005. 宋雷鸣. 动车组传动与控制. 中国铁道出版社，2009. 黄济荣. 电力牵引交流传动与控制. 机械工业出版社，1999. 徐 安. 城市轨道交通电力牵引. 中国铁道出版社，2000. 李群湛. 高速铁路电气化工程. 西南交通大学出版社，2006. 廖晓钟. 电力电子技术与电气传动. 北京理工大学出版社，2000. 胡崇岳. 交流电动机直接转矩控制. 机械工业出版社，2010.01. 主要参考资料： 1. 2. 3. 机车电传动[J]. 株洲电力机车研究所 内燃机车[J]. 大连内燃机车研究所 其他机车车辆（CRH1-5,HXD1-3, DF4-DF11,SS4-SS9,…）资料及专刊等
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SS-9高速机 车
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SS9G型客运电力机车
六轴干线大功率准高 速客运交直传动电力 机车。采用了许多国 际客运机车先进技术， 是我国干线铁路牵引 旅客列车功率最大的 机车 机车持续功率 4800kW 最大功率5400kW 轴式C0-C0 牵引工况恒功速度范 围为99-160km／h 最高速度为170km／ 25 h
交流传动技术发展
1965：英国研制成功Hawk型内燃机车（BRUSH公 司），采用静止式半导体变频器， Vmax=120Km/h， 1030KW，异步牵引电动机，但变频器欠可靠。 1971：德国BBC和Henschel，DE2500：交-直-交， 1840Kw， Vmax=140Km/h，异步牵引电动机，试验 和干线运行证明机车牵引性能良好，运行经济性好， 可靠性高，维护方便，取得了巨大成功，开创了交流 牵引的时代。1980年首台BR120交流传动干线电力机 车在德国投入试运行。 70年代之后：世界各铁路发达国，争相研制交流传动 机车，交流传动技术特别在电力机车应用方面取得了 极大完善。 1996：中国,AC4000交-直-交原型车，标志着我国机 车交流传动技术进入实质性研究和应用阶段。2000年 “蓝箭” ，2001年DJ2”奥星” 号，……2006年DJ4、 HXD 、CRH1-3、CRH5动车组等
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第一章
电力牵引传动与控制系统概述
二、系统分类
按电流制式不同分为三大类： 直-直电力传动系统｝ 交-直电力传动系统 交-直-交电力传动系统