第三章 电力机车 机车车辆与列车牵引计算.doc

第三章 电力机车 第一节 电力机车的特点和分类 ?电力机车是从接触网获取电能，用牵引电动机驱动的机车。这里叙述的电力机车仅指用于铁路干线的一般客货运电力机车，且以交直传动电力机车为主。?电力机车具有一系列特点: 可广泛利用多种一次能源?如可以由热力、水力、天然气甚至于地热、原子能、太阳能等转换而来，只要有相应的发电站，便可以利用相应的能量。功率大由于在电力机车上没有产生能量的装置，也没有燃料储备，因而在同样的机车重量下，其功率要比自给式机车大。机车按单位重量所具有的功率称为机车的比功率，这是衡量机车技术水平的一个标志。目前电力机车的比功率一般达到40-60kW/t。速度高由于电力机车功率大，因而可以获得较高的速度。目前，一般客运电力机车运行速度已达160200km/h，货运电力机车也达到120140km/h。随着新型机车的不断出现，电力牵引的高速动车运行速度已达到300400km/h。?效率高??电力机车本身的效率为80%85%。但考虑到整个电力牵引系统，其平均效率则不是固定的，它与供电系统的电能来源有关，在由水力发电站供电的情况下，电力牵引的效率可达到60%70%。过载能力强机车在起动、牵引重载列车和通过困难区段时，具有一定的过载能力是十分重要的。对于非自给的电力机车，其能量是来自较强大的供电系统，因此机车的过载能力仅受牵引电机的限制，而牵引电机的过载能力是较高的。运输成本低电力机车检修工作量小，维修周期长，每两次大修之间运行公里数为蒸汽机车和内燃机车的2倍。由于电力机车运输能力的增加，足以补偿电气化初期投资，所以铁道电气化长远经济效益好。司机劳动条件好，无烟气排放污染?电力机车不冒烟，不排废气，通过长大隧道时，乘务人员和旅客可免受烟气之，从而也为广大旅客创造清洁的旅行条件。此外，电力机车可以将接触网电能转供列车使用而不影响牵引功率，不用装设车下柴油发电机组，也不用发电车，提高列车的舒适度和经济性。不受外界条件限制在山区和高寒地区电力机车功率发挥更好。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。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。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。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。????·直流制电力机车????即直流电力机车，它是由直流电网供电，采用直流牵引电机驱动的电力机车。它是发展最早的电力机车，·其接触网电压通常为1·5kV和3kV直流电压。直流电力机车采用的直流牵引电动机结构简单、控制方便、易于维修、运用比较可靠。但由于接触网压不高而使送电距离受到限制，变屯所数目增加，尤其不适于机车向大功率方向发展。其调速方法多采用调节起动电阻和改变电机连接方式，但能耗大并有一定冲击。目前，已大量使用晶闸管进行斩波调速，以实现无级调速而成为直流电力机车的发展方向。在意大利、西班牙、波兰、俄罗斯、日本、法国仍有相当数量的直流电力机车在运营。????·交流制电力机车?又可分为单相低频?(25Hz或16?2/3Hz)电力机车和单相工频?(50Hz)电力机车。?(1)单相低频电力机车它是在单相交流低频供电网下采用单相交流整流子电动机驱动的电力机车。低频是为了有利于单相交流整流子电动机的整流，其接触网电压可提高到-15kV，便接触网简化，变电所数目减少，适应大功率牵引的要求。但因为供电频率与工业用电不同，需专门发电厂或在工业系统和铁道系统之间设置复杂的变频设备。等到单相工频制出现之后，单相工频电力机车的原理和电路应用到了单相低频电力机车中，两种机车除供电频率不同外，其间无大的区别。单相低频电力机车在早期发展电气化的国家中延用至今，在西德、瑞士、瑞典、挪威等仍在盛行，并占有一定比重。??(2)单相工频电力机车?它是单相交流工频供电网下采用的直?(脉)流或交流牵引电动机驱动的电力机车。?单相工频交流制自20世纪50年代开始发展