4 电气系统
4.1 主电路 机车电传动系统设计满足 AC 25 kV 和 50 Hz 的牵引
供电制式，机车网侧电路由 2 架受电弓、2 个避雷器、1 个 真空主断路器、1 个高压电压互感器、3 个网侧电流传感 器、6 个轴头接地装置等组成。传动系统电路由变压器、 变流器和牵引电机等组成，变压器原边通过受电弓和主 断路器得电，变压器次边的 6 个独立的牵引绕组分别向 3 台主变流器的 6 个四象限整流器供电，每个变流器的 2 个四象限整流器向对应的 1 个中间回路供电，1 个中间 回路向 2 个电机变流器供电，每个电机变流器单独给 1 台牵引电机供电。机车制动采用再生制动，再生制动产生 的电能反馈回电网，达到了节能的效果。
每台机车设有 2 台油水冷却塔，通过各自的回路分 别与变流器和变压器连接。变流器回路中，使用水和乙 二醇的混合物作为传热介质；变压器回路中，传热介质 为矿物油。整体的散热器由 2 个隔开的流体回路组成， 变压器的热量通过油循环回路进入冷却塔散热器下层， 变流器的热量通过水循环回路进入冷却塔散热器上层。 在冷却风机的作用下，冷却空气通过车顶风腔进入，先吸 收水回路的热量，再吸收油回路的热量，然后由车底排向 大气。 3.3 机械间辅助通风系统
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电力机车与城轨车辆·2010 年第 2 期
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8）机车顶盖设有密闭风腔，冷却风源从风腔进入车
排障器距轨面高度（踏面允许磨耗范围内可调）/ mm
内，保证了风源的清洁性，减少尘埃对被冷却设备的污
110
染，改善冷却效果。每个转向架的 3 台牵引电机由 1 台通
扫石器距轨面高度（踏面允许磨耗范围内可调）/ mm
额定功率时，机车在持续工况下，距离牵引变电所 10 km 处测量，接触网每公里 0.83Ω，65°22′，等效干扰 电流不大于 0.8 A，谐波含量不大于 0.4%。额定网压下，在 牵引工况发挥持续功率时，机车总效率不小于 0.85（最优 值 0.88）。机车能以 5 km/h 速度安全通过半径为 125 m 的 曲线，并能在半径为 250 m 的曲线上进行正常摘挂作业。
第 33 卷 第 2 期 2010 年 3 月 20 日
◆ 研究开发 ◆
电力机车与城轨车辆 Electric Locomotives ＆ Mass Transit Vehicles
HXD3B 型交流传动电力机车概述
Vol. 33 No. 2 Mar. 20th，2010
代兴军，王明杰，王永良
（中国北车集团大连机车车辆有限公司，辽宁 大连 116022）
齿轮箱最低点距轨面高度（新轮）/ mm
≥120 间走廊两侧平行布置，采用导轨安装方式固定，中间走廊
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代兴军 等·HXD3B 型交流传动电力机车概述·2010 年第 2 期
宽度为 600 mm。中间走廊两侧设有变流器、冷却塔、空气 压缩机、空调机组等。车体下方设有 2 台三轴转向架及主 变压器，顶盖上设有 2 架受电弓和 2 个车顶避雷器。车内 设备以平面斜对称布置为主，成套安装，有利于机车的重 量分配、制造、检修和部件的互换。机车设备布置如图 4 所示。
1—受电弓；2—空压机组；3—牵引电机通风机；4—高压电器柜； 5—低压电源 柜；6—主变 压器 ；7—变流 器；8—冷却 塔；9—TCMS 柜； 10—空调机组；11—行车安全柜；12—控制电器柜；13—卫生间；14—辅 助滤波柜；15—制动柜；16—总风缸；17—操纵台。
图 4 机车设备布置图
司机室的结构和设备布置参照规范化司机室要求， 考虑人机工程进行优化设计。司机室内设有操纵台、司机 座椅、八灯显示器、紧急放风阀、灭火器、暖风机等设备。 司机室顶部设有风扇、头灯、司机室照明灯、阅读灯等设 备，司机室前窗采用电加热玻璃，窗外设有电动刮雨器， 窗内设有电动遮阳帘。侧窗外设有机车后视镜，内部设有 手动遮阳帘。操纵台设有微机显示屏、监控显示屏、压力 组合模块、速度表、网压 / 控制电压表、牵引 / 制动力表、 司机控制器、制动控制器、扳键开关组、冰箱（微波炉）、脚 炉、膝炉及各种控制开关和按钮等。
Key words：AC electric locomotive；electric system；mechanical system；traction characteristic；brake characteristic
0 引言
HXD3B 型机车是根据大连机车车辆有限公司与铁道 部签署的大功率交流传动电力机车采购项目研制的，以 HXD3 型交流传动电力机车为技术平台，以在国内主干线 上进行重载货运牵引为目的，拥有自主知识产权。机车采 用先进成熟的 IGBT 水冷变流器、分布式微机网络控制等 技术，尽量考虑对环境的保护，减少维修工作量。另外，考 虑能够在全国范围内运行，机车满足环境温度在 - 40～ 40 ℃，海拔高度不超过 2 500 m 的运行条件。机车可以实 现 3 台机车重联运行。
风机冷却，主变流器水冷和主变压器油冷采用水、油复合
30
式冷却塔，另外还设置了车体通风机来保证机械间的微
功率因数 λ（网压不高于 27.5 kV，发挥 10%及以上额
正压通风。
定功率）
≥0.98
9）采用了集成化气路的空气制动系统，具有空电制
最大制动距离（120 km/h）/m
≤1 100
ÁÂÄÃÅ 动功能。机械制动采用轮盘制动。 10）采用预布线、预布管技术，车内中间走廊的下层 排列制动管路，中间层和上层排列动力电缆，控制导线及 光缆排布在侧墙的线槽内。降低电磁干扰，提高控制系统 可靠性。 1.2 主要技术参数
机车设有 2 个车体通风机，分别安装在两端的顶盖 上。冷却空气由车顶风腔进入机械间，向空气压缩机、变 流器控制模块提供风源，并保证机械间内部的微正压。 3.4 空调通风系统
在机械间内靠近两端司机室的后墙位置各设有 1 个 空调机组，空调的入风口设置在车体侧墙开口处，空气经 过机组处理后，通过布置在司机室地板下面的风道送到 司机室前端部。空调系统具有通风、制冷、制热等功能，由 于新风风机的作用，送入司机室的新风使司机室保持一 定的正压，保证司机室的卫生要求。
3）采用分布式微机网络控制系统，实现了逻辑控制、 自诊断功能，而且实现了机车的网络重联功能。
4）机械间内设有高压柜，真空主断路器、接地开关、 高压隔离开关、避雷器、高压电压互感器、高压电流传感 器等集成在高压柜内，极大地降低了雾、雪、粉尘等条件 下高压设备的故障率，提高了机车的可靠性。
5）车体采用整体承载的框架式焊接结构，有利于提 高车体的强度和刚度。
机车牵引采用恒力矩、准恒速特性控制，司机控制器 牵引手柄为 13 级，级间能平滑调节。其特性曲线如图 2 所示。
机车限界 轨距 /mm
图 1 机车功率特性
满足 GB 146.1- 83 标准 1 435
图 2 牵引特性控制曲线
轴式
C0- C0
机车制动采用恒力矩特性控制，司机控制器制动手
机车总重 /t
1 HXD3B 型机车的主要特点和技术参数
1.1 主要特点 HXD3B 型机车主要特点有： 1）C0- C0 轴式，交直交电传动系统，采用 3 组 IGBT 水
冷变流器，1 632 kW 大转矩异步牵引电动机，具有启动 （持续）牵引力大、持续速度高、黏着性能好、功率因数高 等特点。
2）每组牵引变流器内集成 1 台由中间直流回路供电 的辅助变流器，分别提供 2 组 VVVF 和 1 组 CVCF 三相 辅助电源，对辅助机组进行分类供电。该系统冗余性强， 在机车通过分相区时，辅助系统可以维持供电。
再生制动
电制动功率 / kW
9 600
最大电制动力 /kN
480
图 3 制动特性控制曲线
车钩中心线距轨面高度（新轮）/ mm
880±10
受电弓降弓状态时滑板距轨面高度（新轮）/ mm
2 设备布置
≤4 622
机车设备采用模块化的结构，两端各设有 1 个司机
受电弓滑板距轨面工作高度 / mm 5 200 ～6 500 室，2 个司机室的中间为机械室。机械室内设备沿车内中
机车顶部由 3 个顶盖组成，两端的顶盖上均布置有 受电弓、车顶避雷器及高压电缆车顶高压套管，在中央顶 盖上设有检修用天窗，以便车顶检修和维修作业。为确保 安全，天窗设置了钥匙联锁装置。
主变压器悬挂在机车中部，以变压器为中心对称布 置了 2 台转向架。在转向架上配置有牵引电机等设备。另 外，车下还配置了 AC 380 V 库用插座、DC 110 V 库用插 座、行灯插座、机车电子标签、过分相装置感应器、速度传 感器等设备。
关键词：交流电力机车；电气系统；机械系统；牵引特性；制动特性
中图分类号：U260
文献标识码：A
文章编号：1672- 1187（2010）02- 0001- 04
Summarization on type HXD3B AC drive electric locomotive
DAI Xing- jun，WANG Ming- jie，WANG Yong- liang
150
柄为 12 级，级间能平滑调节。其特性曲线如图 3 所示。
轴重 /t
25
电传动方式
交直交传动
持续功率 /kW
9 600
持续速度 /km·h-1
68.2
最高速度 /km·h-1
120
启动牵引力 / kN
570
持续牵引力（半磨耗轮）/kN

506
恒功率速度范围 /km·h-1
68.2～120
电制动方式
3 通风系统
HXD3B 型机车的通风冷却系统由牵引通风机冷却系 统、变压器变流器冷却用油水冷却塔通风系统、机械间辅 助通风系统、空调通风系统等组成。空调的入风口在车体 侧墙处，其它通风支路的风源来自车顶盖的风腔。 3.1 牵引通风机冷却系统
整车共有两台牵引通风机，每一台牵引通风机用来