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电力机车概述

株洲工厂和株洲所设计的韶山6(SS6)型电力机车,1990年在株洲工厂试制成功第一台, 功率4800kw,速度100km/h, 6轴。采用了多项先进技术,两段桥相控调压,功率补偿,加馈电 阻制动,高压牵引电动机,滚动轴承抱轴半悬挂。1991年开始批量生产。
株洲所和大同机车工厂等共同设计的韶山7(SS7)型电力机车,1992年在大同机车工厂试制 成功。功率4800kW,最高速度100km/h,6轴。适用于山区小曲线半径的线路。SS7采用了多项 先进技术,两段桥相控调压,功率补偿,再生制动,3Bo轴式转向架,和他励全叠压片复励牵引 电动机,低位斜杆牵引装置。
用了同日立公司联合设计的中电压,有补偿、半叠片结构的ZD114型串励脉流牵引电动机,滚动轴承抱
轴半悬挂,低位平拉杆牵引装置,不等分三段桥相控调压,功率补偿,空转保护,加馈电阻制动。SS6B
是在广泛吸收8K、6K机车先进技术的同时,在SS6基础上,全面遵循中国电力机车简统化、标准化原则
设计制造的

株洲工厂和株洲所针对SS4机车所存在的一些质量问题,作了重大改进,于1993年设计试制成功韶
电气化铁路由电力机车(或电动车组)和牵引供电系统两 大部分组成。
电力机车(或电动车组)是靠电能驱动运行的机车车辆。 牵引供电系统主要包括牵引变电所和牵引网两个部分。电 气化铁路的牵引供电系统本身并不产生电能,而是将电力系统 的电能传送给电力机车(或电动车组)。
电力机车所用的电能是由发电厂供给的。 发电厂的发电机发出的三相工频交流电经 过升压后,高压输电送往区域变电所,经 区域变电所降压到110kV送往铁路牵引变 电所,由牵引变电所分别向两边供电分区 的接触网上供给25kV单相工频交流电,供 电力机车用电。
株洲工厂和株洲所于1966年开始韶山2(SS2)型电力机车的设计工作。在吸取了法国6Y2 型大量先进技术基础上,于1969年在株洲工厂设计试制出第一台机车。其小时功率4800kw, 最高速度100km/h, 6轴。采用高压侧调压开关32级调压,硅整流器整流,800kw,6级低 压脉流牵引电动机,并大量采用了其他先进技术。后经两次改造,于1978年投入试运行。主 要改进有采用大功率晶闸管两段半控桥相控调压,相控他励牵引电动机和电子控制等新技术。 SS2虽然由于个别技术不能配套,未能批量生产,但它为SS1机车改进,以及其他型号机车、 动车的设计生产积累了宝贵经验。
电力机车是从接触网上获取电能,由电 动机驱动运行的机车。
由于我国电气化铁路采用的是单相工频 交流制,所以目前使用的多为整流式电力机 车。
1、电力机车基本工作原理及构造:
(1)电力机车基本工作原理:
电力机车是一种从沿线的接触网上获取电能,经过机车上的设备改 变其电压、电流后,向牵引电动机供电,将电能转换成机械能来驱动车 轮转动产生牵引力的机车。
二、牵引变电所:
牵引变电所的主要任务是将电力部门送来的 110kV三相工频交流电,经过“降压”、“换相”, 向它两边接触网上供电。
牵引变电所是一个统称,实际上它还包括供电 系统中的开闭所、分区所和自耦变压器所。
在电气化铁路沿线,单线铁路每隔50~60km、 双线铁路每隔40~50km设置一个牵引变电所。
从早期的引进和仿制发展到批量生产第一代和 第二代电力机车;通过引进并采用大量先进技术, 研制成功多种先进的第三代电力机车;最后自主 研制成功交流传动的第四代电力机车。
3.1 电力机车的引进与早期研制
本世纪30年代,在中国东北的煤矿和部分工厂里已开始使用电力机车 [2,3] 。这些机车大都是从日本购进的。
以后,一直到1978年,SS1机车又经过三次重大技术改进,包括:用大功率半导体机组代 替过渡电抗器,提高电阻制动功率,改用110v控制电压,改进转向架弹簧悬挂系统等。SS1 图纸改进设计完毕,正式定型批量生产。到1988年底停产止共生产826台。是中国第一代主 型电力机车,目前在铁路运输上还发挥着重要作用。
株洲工厂和株洲所于1987年开始设计韶山5(SS5)型客运电力机车,1990年在株洲工厂设计试 制成功2台机车,功率3200kw,最高速度140km/h,4 轴。SS5采用了多项先进技术,大功率晶闸 管和整流管组成的两段桥相控调压,无级磁场削弱,再生制动,功率因数补偿,空心轴中压牵引 电动机,2B0转向架
1968年,在总结试制和运行经验的基础上,设计试制成功第8台6Y1型机车,主要改进有 采用大功率半导体硅整流,采用20触头组调压开关,使用700kW有补偿绕组的4级高压脉流 牵引电动机,加装电阻制动等。小时功率提高到4200kw,速度90km/h。,该机车改名为 韶山1(SS1)型电力机车。同年,株州厂开始小批生产。
3、自耦变压器所作用(简称AT所):将牵引供 电电压提高到2×27.5中kV,由此可延长供电距离, 减少牵引电所的数量。
三、接触网简介:
接触网是向电力机车传输电能的装置。它由 接触悬挂装置(接触导线、吊弦、承力索)、支持设 备(腕臂、拉杆、定位装置)、支柱与基础组成,见 下图。
四、电力机车概述:
1958年底,湘潭电机厂在株州电力机车工厂(下称株州工厂)等厂所协 助下,试制出了中国第一台电力机车,即6Y1型干线电力机车。6Y1小时功 率3900kw,最高速度100km/h, 6轴。机车经环形铁道运行试验,由于 作为主整流器的引燃管不能正常工作返厂整修。
1959年起,株州工厂和株州电力机车研究所(下称株洲所)等厂所联合 对6Y1机车进行了多次试验,做了很多改进,到1962年共试制5台机车,并 在宝凤线上试运行。但是由于引燃管、牵引电机、调压开关等仍存在问题, 6Y1型未能批量生产。
动。
(2)电力机车构造:
电力机车由机械部分、电气部分和空气管路系 统三部分组成。它的机械部分和空气管路系统基本 上与内燃机车相同。
机械部分包括车体、转向架、车体支撑装置和牵 引缓冲装置;
空气管路系统主要包括风源系统、制动系统、控 制气路系统和辅助气路系统;
电气部分主要包括受电弓、主断路器、牵引变压 器、整流硅机组、平波电抗器、牵引电动机和各类 电器等。
电力机车概述
课程内容:
一、电气化铁路组成 二、牵引变电所 三、接触网简介 四、电力机车概述
1、电力机车基本工作原理及构造 2、电力机车优点 3、我国电力机车发展概况 4、国产主型电力机车
一、电气化铁路组成:
电气化铁牵引力是电能,所以又称为电力牵引。
(3)运行可靠,检修周期长,故障率低。由于电力机车本身不带原 动机,大的工作机件较少,因而机车结构比较简单,而且牵引电动机和 电气设备的工作也比较稳定。因此机车运行安全可靠,维修保养工作量
少,操作也比较灵活。
修程
机型
SS4G
DF4C
大修(万km) 中修(万km) 小修(万km) 辅修(万km)
160~200 40~50 8~10 1~3
制成功韶山3B(SS3B)型电力机车。同年开始批量生产。主要改进有:采用不等分三段桥晶闸管相控调
压,加馈电阻制动,低位平拉杆牵引装置。

1992年,株洲工厂和株洲所开始设计韶山6B(SS6B)型电力机车。1995年试制成功,当年投入批
量生产,SS6B 是在SS6机车基础上设计制造的,功率4800kw,最高速度100km/h, 6轴。主要特点:采
1985年,中国从法国购买了部分8K型电力机车,其功率6400kW,最高速度100km/h, 8轴。 1986年,从日本购进了部分6K型电力机车,其功率4800kW,最高速度100km/h,6轴。这两种机 车是当时世界上技术最先进的相控机车。在购这两种机车的同时,引进了许多8K 和6K型机车相 关的先进技术[6] 。此后还从前苏联购买了8G型电力机车,功率6400kW,最高速度100km/h, 8 轴。在消化吸收了8K、6K机车技术的基础上,结合中国电力机车传统技术,中国相继研制成或改 进了SS3G、SS3B、SS4G、SS4B 、SS5、SS6、SS6B 、SS7、SS8 等型电力机车,促成了中国电 力机车技术的长足进步。
1961年,中国第一条电气化铁路宝鸡到凤州线建成,由于6Y1型机车性 能不过关,国家从法国阿尔斯通公司进口了部分6Y2型电力机车,其功率 (指持续功率)4740kw,最高速度101km/h, 6轴。
3.2 国产第一代电力机车
1962年以后,针对6Y1出现的问题,借鉴法国6Y2型机车技术,株洲工厂和株洲所先后又 进行了30余项重大改进,采用了大功率半导体硅整流管代替引燃管,采用700kw的4级高压脉 流牵引电动机代替650kw的6极高压牵引电动机等等。1966年试制出第7台6Y1型机车和改进 后的第4台6Y1型机车。
3.3 国产第二代电力机车
1977年,株洲工厂和株洲所开始设计韶山3(SS3)型电力 机车。SS3是在吸收了SS1和SS2成熟经验,并在SS1基础上改 进设计的,1979年在株洲工厂设计试制成功第一台机车。SS3 机车小时功率4800kW,最高速度100km/h, 6轴。采用了8级 加级间晶闸管相控调压,800kw、4级高压脉流牵引电动机, 新结构的转向架和车体。SS3机车综合性能优于SS1型,1989 年开始大批量生产,是中国第二代干线主型机车。
1、开闭所的作用: (1)当发生故障或需要停电 检修时,可缩小事故和停电范围;(2)在大型站场设 置开闭所,便于分别停电检修; (3)在枢纽站、大型 编组站的到发场,设置开闭所可引进多方向电源,正 常时由一个方向供电。
2、分区所的作用:(1)上下行并联供电; (2)越 区供电; (3)双边供电。
1972年,中国从法国进口了部分6G型电力机车,功率 5400kw,最高速度112km/h,6轴。
3.4 国产第三代电力机车
1983年,株洲工厂和株洲所开始设计韶山4(SS4)货运电力机车,1985年9月在株洲工厂试 制成功第一台SS4型机车。SS4型功率6400kw,8轴,最高速度100km/h, 是中国功率最大的机车。 该机车采用经济四段半控桥晶闸管相控平滑调压;两级电阻制动和恒速、恒励磁控制,800kw中 压脉流牵引电动机,Bo转向架等先进技术。其牵引制动性能优良,粘着利用充分。由于从样机到 大批量生产过程太短,初期生产的机车存在很多质量问题。经过质量攻关,以后生产的机车质量 有很大提高。是货运主型电力机车。
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