电力牵引传动系统

目录

1. 概述......................................................................................................................... 1

1.1 电力牵引的特点 .......................................................................................... 1 2. 电力机车的传动方式............................................................................................. 2

2.1 直-直流传动 ................................................................................................. 2 2.2 交-直流传动 ................................................................................................. 3 2.3 直-交流传动 ................................................................................................. 3 2.4 交-直-交流传动 ........................................................................................... 4 3. 我国机车电传动技术的发展与现状..................................................................... 4

3.1 交-直传动技术的发展 ................................................................................. 4 3.2 交流传动技术的发展 .................................................................................. 5 4. 动车组的牵引传动系统的现状............................................................................. 6 5. 电力牵引传动系统网侧原理图............................................................................. 8

1. 概述

1.1 电力牵引的特点

电力机车属非自带能源式机车，电力牵引具有一系列内燃牵引所不及的优越性，表现在以下几方面：

1、电力机车的功率大

内燃机车功率受到柴油机本身容量、尺寸和重量的限制，故机车功率不能过大。而电力机车不受上述条件的限制，机车功率（或单位重量功率）要大得多，目前轴功率已达1000kW（若交流牵引电动机可达1600kW）。一台电力机车的牵引能力相当于1.5台（或更多一些）内燃机车的牵引能力。由于电力机车功率大、起动快、允许速度高，所以能够多拉快跑，极大地提高了线路的通过能力和输送能力。

2、电力机车的效率高

由于电力牵引所需的电能是由发电厂（或电站）集中产生，因此燃料的利用率要比内燃牵引高得多。由火电厂供电的电力牵引的效率高达35%，由水电站供电的电力牵引则更高，可达60%以上。而内燃牵引的效率约为25%左右，而且柴油价格较贵，有燃烧排放污染。

3、电力机车的过载能力强

机车在起动列车或牵引列车通过限制坡道时，其过载能力具有很大的意义。由于电力机车的过载能力不会受到能源供给的限制，而牵引电动机的短时过载能力总是比较大。因此，电力机车所需的起动加速时间一般约为内燃机车的1/2，从而能够提高列车速度。

4、电力机车的运营费用较低

（1）功率大、起动快、运行速度高、过载能力强、可以多拉快跑； （2）整备距离长、适合于长交路，提高了机车的利用率； （3）检修周期长、日常维护保养工作量也小。

一般情况下，电力牵引的运营费用比内燃牵引要低15%左右。

此外，由于电力机车运行过程中不污染环境，对于大型铁路枢纽站及隧道长

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而多的线路而言，其意义重大。

缺点：

（1）对通讯方面所带来的谐波干扰问题； （2）相控调压所引起的功率因数较低的问题；

（3）离不开牵引变电所和接触网等沿线的供电设备，使其机动性较差，且线路电气化投资较大。

一般在客货运输特别繁忙的主要铁干线，线路坡道陡、隧道多又长的山区铁路干线，大运量的集中运煤专线，适宜采用电力牵引。

2. 电力机车的传动方式

电力牵引传动系统基本原理如图2-1所示，电力机车通过受电弓与接触网相接触来获取电能，直接从接触网获取的电能是电压为25KV，频率50Hz的工频单相交流电，此电压等级和频率等还不能满足电力机车牵引传动的需要。电力机车上还安装有主变压器将高压电变换为中压电再传送给牵引传动调速系统（动车组牵引传动调速设备主要为牵引变流器），牵引传动调速系统通过改变电压大小（直流传动时）或者交流电频率（交流传动时）来改变牵引电机的转速。

图2-1

轨道交通车辆电力传动方式按接触网和牵引电动机所采用的电流制进行分类，分为：（1）直-直流传动；（2）交-直流传动；（3）直-交流传动；（4）交-直-交流传动。

2.1 直-直流传动

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由直流接触网供电，机车采用直流牵引电机。直流电经直流变换器（DC-DC）向直（脉）流牵引电机供电。

2.2 交-直流传动

由交流接触网供电，机车采用直流牵引电机。交流电经整流器整流为直流电，向直（脉）流牵引电机供电。

2.3 直-交流传动

由直流接触网供电，机车采用交流牵引电机。直流电经晶闸管或其他新型电力电子器件构成的逆变器将直流电转换为可调压、变频的三相交流电，再向交流牵引电机供电。

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