交流传动机车系统分析
HXD2型大功率交流传动电力机车制动能力分析
铁 道 机 车 车 辆
Ｒ Ｉ ＡＹ ０ Ｃ０Ｍ ０ⅡⅦ ＡＩ Ｗ ｌ ＆ ＣＡＲ
Ｖｏ ．８ Ｓ ｐ ｌ １２ ｕ ｐ
Ｄｅ ｃ．
２ ｏ ０８
文章编号 ：１０ —７４ （０ ８ 一０５ — ２ ０８ ８２ ２０ ）Ｓ ２ １ ０
Ｈ Ｄ Ｘ ２型 大 功 率 交流 传 动 电 力机 车 制动 能 力分 析
周 浩 ，张 齐 ，于海 霞
（ 中国北 车集 团公 司 大 同电力机 车有 限责任公 司 技术 中心 ，山西大 同 ０７３ ： １ ３０８ ２ 中国北车集 团北 京 二七轨 道交 通装 备有 限 责任公 司 技术 中心 ，北 京 １０７ ） ００２
铁 道 机 车 车 辆 第 ２ 卷 ８源自停放 制动 的最大复 原弹簧
间隙调整器 的最大 调整量
１０ ５ Ｎ
１５ ｉ ２ ｎ ａ ｒ
（）机车轴 重为 ２ 时 紧急 制动距离 计算 ３ ３ ｔ ①空气制动率
＝ ＝
气 密性 （ 降 ） 压
闸瓦长度
≤１ Ｐ／Ｏｒｎ ０ｋａｌ ａ ｉ
制动单元 具 有停 放制 动 功 能 。踏 面 制 动单 元 具 有 质 量
车制动位 自动控 制器》 的要求 ，为了保证制动距离 ， 闸瓦 的额定 摩擦 系数 无 论 在 干燥 或 是潮 湿条 件 下都 应 尽可能地保持恒定 ，在潮湿条件下的制动距离不大于
在 干燥 情况 下 的 １％。摩擦 材 料 不含 石 棉 以及 其他 对 ５
Ｈ 大 功 率 交 流 传 动 电 力 机 车制 动 系 统 采 用 Ｘ ２型
Ｅ ｍ ｒ 型 制 动机 ，它是 在 原 Ｓ Ｂ ＷＡ Ｃ ｕ ｔｌ ｏ Ａ Ｂ Ｏ微 机控 制 电
探究HxD3C型电力机车装用JZ-8型制动控制系统
探究HxD3C型电力机车装用JZ-8型制动控制系统摘要：随着HXD3C型交流传动电力机车的广泛应用，具有非常好的实用价值，尤其是装用的JZ-8型制动控制系统，不仅全面提升了机车性能，也我国电力机车发展起到了积极的推动作用，因此需要充分了解该系统的构成和部件功能，才能明确系统的工作原理，从而更好地实际应用。
关键词：HxD3C型电力机车；JZ-8型制动控制系统；分析HXD3C型机车是客货两用的大功率交流传动电力机车，使用的是C0—C0转向架，轴重可以分为23t客运和25t货运两种，最大功率能够达到7200kW。
制动系统大多使用的是CCBII系统，少量使用的是JZ-8型制动控制系统。
目前JZ-8型机车制动控制系统，已经通过了国家的试用评审，并且在HXD3C型和HXD2型机车上应用了。
1基本组成分析HXD3C型交流传动电力机车上应用的JZ-8型制动控制系统，主要由以下几个部分构成，而且还能够与CCBII制动系统进行互换。
1.1制动控制器和指令转换器构成制动控制器上设置了两个手柄，一个是自动制动手柄，另外一个是单独制动手柄。
这两个手柄在具体操作时位置感比较好，能够向远离的司机方向移动，同时还能在一定程度降低制动作用。
自动制动手柄的级位分了运转位和初制位，以及制动区和全制位，还有抑制位和重联位，而且还设置了紧急位。
而单独制动手柄的级位，主要是全制动位和制动位，以及运转位和侧压缓解位。
制动控制器的主要功能就是两个手柄能够向制动控制器会发送相关指令，而这些指令通过转换器转换成为CAN信号以后，再发送到制动控制单元，这样不为制动控制柜提供了指令，也提升了信号传输的稳定性。
由于JZ-8型和CCBII制动控制系统基本一致，所以不需要经过特别培训就可以使用。
1.2制动显示屏的基本构成制动显示屏的功能，主要体现在以下几个方面。
第一，能够实时地显示出制动控制系统状态和信息，第二，运用风表和数值显示了总风压力，还有列车管压力和均衡风缸压力，以及制动缸压力状况。
HXD3型交流传动电力机车
HXD3型电力机车主要特点
9 、采用了集成化气路的空气制动系统，具 有空电制动功能。机械制动采用轮盘制动。
HXD3型电力机车主要特点
10 、采用了新型的模式空气干燥器，有利于 压缩空气的干燥，减少制动系统阀件的故 障率。
机车主要技术性能指标
1、工作电源
• 电流制 单相交流50Hz
• 额定电压
25kV
机车主要技术性能指标
9、机车动力学性能 • 机车能以5km/h速度安全通过半径为125m的曲线，并应
能在半径250m的曲线上进行正常摘挂作业。 • 机车动力学其它性能、参数符合TB/T2360-1993的有关
要求。
机车主要技术性能指标
10、机车单机以120km/h速度于平直道上施行紧急空气制 动时，最大制动距离
31.0 kV 31.3 kV
网压
机车主要技术性能指标
2、牵引性能参数
• 电传动方式
交－直－交传动
• 持续功率
7200kW
• 机车速度：
• 持续制速度
70km/h（23t轴重）
•
65km/h（25t轴重）
• 最高速度
120km/h
• 起动牵引力
520kN（23t轴重）
•
570 kN（25t轴重）
• 持续牵引力（半磨耗轮） 370kN（23t轴重）
2 、 辅助电气系统采用2组辅助变流器，能分 别提供VVVF和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， 一组辅助变流器故障后可以由另一组辅助 变流器对全部辅助机组供电。
HXD3型电力机车主要特点
3 、采用微机网络控制系统，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.HXN5B交流传动调车机车辅助系统
南车戚墅堰机车有限公司目录第一部分通风系统第二部分支持系统第三部分柴油机进气系统第四部分冷却系统HX N5B调车机车通风系统的主要作用是为机车上一些关键发热部件提供冷却，使之保持在规定的范围内。
被冷却的部件主要包括牵引电动机、交流发电机和逆变器等。
由于机车总体布置牵引电动机采用集中通风模式，交流发电机和逆变器采用串联通风冷却模式，因而机车通风系统可分为牵引电机通风系统和主发电机通风系统。
一、牵引电机通风系统该系统通风机安装在机车冷却室通风机惯性滤清器该系统通风机安装在机车冷却室，其进风口V型架两侧共安装12个惯性滤清器排尘通风机安装在牵引电机通排尘风机清器；排尘通风机安装在牵引电机通风机边上，对柴油机进气系统及牵引电机通风机惯性滤清器进行抽尘，然后向机车一侧排出。
一、牵引电机通风系统、牵引电机通风系统通风机（标准工况）结构型式:离心式排尘风机（标准工况）结构型式：离心式额定转速：3125r/min 最小流量：8.78m3/s 最小全压： 5.803kPa60kW 额定转速：2976r/min 最小流量： 1.4m3/s 最小全压： 1.133kPa 最大轴功率：5kW最大轴功率：空气密度： 1.2kg/m3二、主发电机通风系统该系统通风机及排尘风机共用一个电机，安装于密封的通风机室，该风机室两侧共布置有6个惯性滤清器，保证进风空气的清洁度。
排尘风机出风口朝上通过机车顶盖向外排尘。
主发通风及排尘风机组（标准工况）结构型式：离心式额定转速29761－主变柜；2－风机室；3－主发通风机；4－通风机电机；5－排尘风机；6－主发风道；7－主发电机额定转速：2976rmp最大轴功率：42kW通风机最小流量 4.5m3/s53kPa 最小全压 5.3kPa排尘风机最小流量0.5m3/s最小全压 1.174kPa12kg/m3空气密度： 1.2kg/m3三、通风系统检修维护要求1）日常维护保养各风机轴承使用过程中每2500小时或运行3个月需按要求注一次油脂。
HXD3型电力机车TCMS系统功能介绍
HXD3型电力机车TCMS系统功能介绍摘要：HXD3型电力机车是大功率交流传动电力机车，在铁路货运中担当着重要的牵引任务。
HXD3型作为交流传动的电力机车，在电气控制方面，需要通过变压和变频的方式来调节三相异步牵引电动机的转速，从而调节机车速度。
TCMS系统（微机控制监视系统）是整个机车的控制核心，其主要任务是根据司机指令完成对主变流器及异步电动机的实时控制、辅助变流器的实时控制、牵引/制动特性控制、传动系统的时序逻辑控制，显示机车运行状态，具备完整的故障保护、故障记忆及显示功能，并具有一定程度上的故障自排除、自动切换和故障处理指导功能。
本文将简单介绍TCMS系统在机车上的主要功能。
关键词：HXD3 TCMS系统功能机车控制监视系统（简称TCMS）简单讲就是一台“电脑”，由一个主机和两个显示器构成。
主机连接着司机控制器等“下达命令”的设备和主变流器等“接收命令”的设备，TCMS会根据接收到的信号进行判断、分析和计算，然后发出相应的指令对机车主要设备进行控制。
两个显示器分别安装在机车两端的司机室里，用来显示机车的运行状态和故障信息等，当机车发生某些故障时，司机也可在触摸屏上进行相关的隔离操作。
另外TCMS系统还具有完整的故障保护和一定程度的故障自处理的功能。
概括来说，TCMS系统的功能主要有三个方面：控制功能、显示功能和故障保护及处理功能。
一、控制功能1、对主变流器及异步电动机的实时控制接触网提供的是25KV的单相50HZ交流电，经过降压之后仍然为单相交流电，而机车牵引电动机采用的是三相异步电动机，需要三相交流电源，所以主变流器一方面把单相交流电变换为三相交流电，另一方面通过调节输出电源的电压和频率来控制牵引电动机的转速，从而控制机车速度。
此时的控制流程为：司机操作指令—TCMS—主变流器—牵引电动机，比如司机要控制机车牵引运行：将司机控制器主手柄推至牵引区某一级位，TCMS系统接收到主手柄位置信号，会根据牵引和制动特性进行分析、计算，得出牵引电动机所需牵引力，TCMS系统与主变流器不断地进行数据传递，使其输出相应的电压和频率，从而控制牵引电动机的转速。
交流传动电力机车的性能分析
摘要交流传动电力机车是指各种变流器供电的交流异步或同步电动机作为传动电机的电力机车或电动车组。
电力牵引交流传动系统主要由受电弓﹑主断路器﹑牵引变压器﹑牵引变流器、三相交流牵引电动机﹑齿轮箱等组成。
根据变流器是否带中间回路，分为交直交变流器或交交变流器两类。
根据中间回路的选择原件的不同，又分为电压型系统﹑电流型系统两种基本结构。
交流传动系统主要由牵引变压器﹑牵引电机﹑牵引变流器组成。
交流传动电力机车具有如下优点：1）良好的牵引性能；2）电网功率因数高，谐波干扰小；3）牵引系统功率大、体积小、重量轻；4）动态性能和黏着利用好；5）显著的节能效果，良好的可靠性、维修性；6）减少磨耗，降低运营成本，解决了对信号和通信设备的干扰。
交流传动技术经过近30年的发展与直流电力机车相比有如上些优良特点，在国内外轨道交通运载装备中得到了广泛的应用。
交流调速系统目前的发展水平可以概括为:1)已从中小容量等级发展到大容量,特大容量等级,并解决了交流调速系统的性能指标问题,填补了直流调速系统在特大容量调速的空白。
2)可以使交流调速系统具有高的可靠性和长期连续运行能力，从而满足有些场合长期不停机检的要求和对可靠性的要求。
3)可以使交流调速系统实现高性能，高精度的转速控制。
除了控制部分可以得到和直流调速控制同样良好的性能外，异步电动机本身固有的优点又使整个控制系统得到更好的动态性能。
采用数字锁相控制的异步电动机变频调速系统，调速精度可高达0.002％。
4)交流调速系统以从直流调速的补充手段发展到与直流调速系统相竞争、相媲美、相抗衡，并逐渐取代的地位。
关键词：交流传动基础；调速；启动；制动；平稳性论文类型：应用与研究abstractAc drive locomotive refers to all converter power supply of asynchronous and synchronous motor communication as the drive motor electric locomotive or emus. Electric traction ac drive system mainly by the bow by electricity, Lord circuit breaker, traction transformer, traction converters, three-phase ac traction motor, gear box etc. According to whether converter with middle circuit, divided into/ZhiJiao converter or hand over two kinds of converter. According to the choice of the original middle loop is different, and divided into the voltage type system, current model system two basic structure. Ac drive system mainly by the traction transformer, traction motor, power converters composition. Ac drive locomotive has the following advantages:1) good traction performance;2) grid power factor is high, the harmonic interference is small;3) traction system power is great, small volume, light weight,4) dynamic performance and gelling use good;5) significant energy saving effect, good reliability, maintainability;6) reduce wear, lower operating costs, solve the signal and communications equipment of interference.Ac drive technology after nearly 30 years of development and dc electric locomotive is compared on some good features, in domestic and international rail transit transport equipment in a wide range of applications.Exchange speed regulation system of the current development level can be summarized as:1) already from small and medium-sized capacity development level to the large capacity, big volume level, and solve the performance index of ac speed adjustment system, to fill the gaps in dc speed control system super capacity in the blank of speed.2) can make the communication speed regulation system has high reliability and long-term continuous operation ability, so as to meet some situations long-term computer retrieval requirements and to keep the reliability of the requirements.3) can make the communication speed regulation system to realize high performance, high accuracy of speed control. In addition to the control part can get and dcspeed control also good performance outside, asynchronous motor itself inherent advantages and make the whole control system has better dynamic performance. The digital phase lock control variable frequency speed regulation system of induction motor speed precision can be as high as 0.002%.4) exchange speed regulation system from the dc speed control to supplement to and development means dc speed control system in competition, comparable to, to compete, and gradually replace status摘要······················································错误!未定义书签。
大功率交流传动电力机车牵引特性分析
了上述直流传动的缺点， 使得交流机车具有 良好 的 牵引性能 、 较高的功率因素 、 较小的干扰谐波 、 良好
的动态控制性能和粘着利用高等特点． 同时， 交流电 力机车改变机车传统设计 ， 除受 电弓及支持绝缘子 之外 ， 全部高压设备由车顶移至车内， 提高 了机车高 压 设备 在雨 雾 等天气 的抗 污染 能力．
行 速度 将会 达到 １０ｋ ｈ截 止 ２０ ２ ｍ／ ． ０ ７年 ， 国 国家 我
铁路机车拥有量约为 １７ 万 台， ．３ 其中电力机车共约 ６０ ０台， ０ 占总机车数 的 ３ ， ５ 货运 机车走行公里 ４ 由电力机车完成． ６／ ９ ６ 电力机车主要分直流传动电 力机车（ 以下简称直 流机车） 和交流传动 电力机 车
触 网．
３ 起动条件 限制 的牵 引质 量 Ｇ ： ｑ ） ｑＧ 应满足起 动时列车的全阻力等于起动时 的机车计算起动牵引
轮轨控制， 适合机车的高速、 重载牵引的要求
收稿 日期 ：０ ９Ｉ一８ ２ ０ 一Ｉ１
作者 简介 ： 董雪婷（ ９ ９）女 ， １ ８ 一， 甘肃张掖人．
第 １期
董雪婷等 ： 大功率交流传 动电力机车牵引特性分析
９ １
４ ）功率大、 重量轻 、 运行可靠． 较直流机省去许 多相关设备 ， 在相同的轴重和机车空间内， 电动机功 率可达 １４０ ０ ｗ． ０ ￣２００ｋ 同时 ， 由于采用 了微机控 制实现故障 自诊功能 ， 运行的可靠性得 以提高．
取代 直 流机车 ．
当电力机车结构确定后 ， 机车的额定功率、 牵引 力、 速度取决于牵 引电动机的额定功率 、 启动扭矩 、 转速等特性． 与直流电动机相 比， 交流电动机具有以 下 优点 ： １ 良好 的 牵 引 性 能． 实 现 宽 范 围 的平 滑 调 ） 可 速， 使机车在高速时功率因素接近 １ 恒功调速 比可 ，
交流传动机车异步牵引电机结构
交流传动机车异步牵引电机结构
交流传动机车是现代铁路运输系统中常见的一种机车类型，其采用异步牵引电机作为动力装置。
异步牵引电机是一种高效、可靠的电动机，其结构和工作原理对机车的性能和运行效率有着重要影响。
异步牵引电机的结构包括定子和转子两部分。
定子由铁芯和绕组组成，绕组中通有三相交流电源，通过控制电源的频率和相位可以实现对电机的调速和控制。
转子由铁芯和导体环组成，当定子通电时，通过电磁感应产生转矩，驱动机车运行。
在交流传动机车中，异步牵引电机的结构设计和工作原理需要考虑以下几个方面：
首先是电机的绝缘和散热设计。
由于机车在运行过程中会受到各种环境因素的影响，电机需要具有良好的绝缘性能和散热性能，以确保其安全可靠地运行。
其次是电机的控制系统设计。
异步牵引电机需要通过控制系统实现对其转速和输出扭矩的精确控制，以适应不同的牵引需求和运
行条件。
此外，还需要考虑电机的机械结构设计。
电机的机械结构需要具有足够的强度和刚度，以承受机车在运行过程中产生的各种载荷和振动。
最后是电机的维护和保养。
为了确保电机长期稳定运行，需要对其进行定期的维护和保养，包括清洁、润滑、绝缘测试等工作。
综上所述，交流传动机车异步牵引电机结构的设计和工作原理对机车的性能和运行效率有着重要影响。
通过合理的结构设计和精确的控制系统，可以实现机车的高效、可靠运行，为铁路运输系统的发展和提升提供有力支持。
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毕业设计任务书
一、课题名称：
电力机车交流传动系统分析
二、指导老师：
三、设计内容与要求：
1、课题概述:
早期电力机车常采用直流电机来实现牵引系统，随着电力电子技术的进步，VVVF逆变器控制的异步电机牵引系统得到了广泛的应用，替代了直流电机牵引系统。
采用交流传动技术的电力机车具有性能好、可靠性高、驱动功率大、维护工作量小等直流传动无法比拟的优越性。
因此，电力牵引交流传动已经取代了直流电机牵引系统，成为轨道交通实现高速和重载的唯一选择和发展方向。
本课题主要分析电力机车交流传动系统的组成结构和常见的主电路拓扑结构，交流传动系统各主要部件的功能和原理，以及各种交流传动控制技术的对比分析。
2、设计内容与要求：
1)设计内容
a)电力机车交流传动系统的发展现状分析
b)电力机车交流传动系统组成和各种主电路拓扑结构分析
c)电力机车交流传动系统各主要部件功能和原理分析
d)各种交流传动控制技术的对比和分析
e)结论
2)要求
a)通过检索文献或其他方式，深入了解设计内容所需要的各种信息；
b)能够灵活运用《电力电子技术》、《交流调速技术》、《电力机车总体》
等基础和专业课程的知识来分析电力机车交流传动系统。
c)要求学生有一定的电力电子，轨道交通专业基础。
四、设计参考书
1、《现代变流技术与电气传动》
2、《HXD1型电力机车》
3、《HXD2型电力机车》
4、《HXD3型电力机车》
5、《电力牵引交流传动与控制》
五、设计说明书内容
1、封面
2、目录
3、内容摘要(200-400字左右，中英文)
4、引言
5、正文（设计方案比较与选择，设计方案原理、分析、论证，设计结果的说
明及特点）
6、结束语
7、附录(参考文献、图纸、材料清单等)
六、设计进程安排
第1周：资料准备与借阅，了解课题思路。
第2-3周: 设计要求说明及课题内容辅导。
第4－7周：进行毕业设计，完成初稿。
第7-10周：第一次检查，了解设计完成情况。
第11周：第二次检查设计完成情况，并作好毕业答辩准备。
第12周：毕业答辩与综合成绩评定。
七、毕业设计答辩及论文要求
1、毕业设计答辩要求
1)答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报
告等必要资料交指导教师审阅，由指导教师写出审阅意见。
2)学生答辩时，自述部分内容包括课题的任务、目的和意义，所采用的
原始资料或参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果结论和评价。
3)答辩小组质询课题的关键问题，质询与课题密切相关的基本理论、知
识、设计方法、实验方法、测试方法，鉴别学生独立工作能力、创新
能力。
2、毕业设计论文要求
文字要求:说明书要求打印(除图纸外)，不能手写。
文字通顺，语言流畅，排版合理，无错别字，不允许抄袭。
3、图纸要求:
按工程制图标准制图，图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接
光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写。
4、曲线图表要求：
所有曲线、图表、线路图、程序框图、示意图等不准用徒手画，必须按国家规定的标准或工程要求绘制。
课题名称：交流传动系统分析
专业系轨道交通系
班级铁道运用091班
学生姓名
指导老师
完成日期
目录摘要
1．绪论
1.1交流传动机车的发展历史
1.1.1西方国家交流传动机车的发展
1.1.2中国交流传动机车的发展
1.2流传动机车的发展现状
1.3流传动机车的发展的展望
1.4 交流传动机车的优势
2. HXD3型交流传动电力机车概述
2.1 HXD3型电力机车技术特征
2.2 HXD3型电力机车技术参数
2.3 HXD3型电力机车电路系统
2.3.1 HXD3型机车主电路
2.3.2 HXD3型机车辅助系统
3. HXD3型机车各主要部件功能和原理分析3.1 主变压器
3.1.1 用途
3.1.2 特点
3.1.3 主要技术参数
3.1.4 结构
4. 结论
5. 心得体会
6. 参考文献。