电机车结构与运行原理
电机车的结构及操作原理
第二讲电机车的结构及操作原理一、电机车的机械结构电机车的机械部分包括车架、轮对、轴承和轴承箱、弹簧托架、制动装置、齿轮传动装置、连接缓冲装置、撒砂装置及空气压缩系统。
（一）车架车架是电机车的体构件，结构形式一般为板式和钢架式，由侧板、隔板、端板和底板等组成。
由于电机车上所有的机械和电气设备都安装在车架上，在运行过程中，车架还要承受包括车架在内的所要安装的设备的重量以及牵引力、制动力、冲击力和一些附加力的作用，所以车架的强度要足够大。
通常电机车的车架按不同机型，不同位置用20mm~50mm厚的钢板焊成。
（二）轮对轮对由两个车轮压装在一根轴上所组成。
由于轮对不光要承受电机车的全部重量，电机车要通过轮对作用于轨道产生牵引力和制动力，且在运行中，轮对还直接承受轨道接头、道岔及线路不平所引起的冲击力，过弯道还要受离心力的作用。
因此，轮对的工作条件极为恶劣。
车轴用优质车轴钢锻制后加工而成，车轮由轮心和轮箍热压装配在一起，轮心用铸铁或铸钢材料，轮箍用优质钢轧制而成。
当轮箍磨损后可以更换而不使整个轮对报废。
在一些小型电机车上也有整体车轮的。
（三）轴承和轴承箱电机车车轴的两端都装在轴承箱内，它是车架与轮对的连接点。
图中画出了最常见的止推式滚柱轴承的轴承箱，轮对的轴颈就套在轴承的内座圈内，用毡垫防止煤尘侵人和润滑油的甩出。
轴承箱上面设有安装弹簧托架的孔座，箱壳两侧的滑槽与车架相配合，当电机车在不平整的轨道上行驶时，轮轴在车架上能上下滑动，通过弹簧托架起缓冲作用。
四）弹簧托架弹簧托架是由板弹簧、均衡梁和弹簧支架等组成。
整个弹簧支架支撑在轴承箱上，支架与车架连接。
均衡梁的作用是使机车的重量均匀地分布在四个车轮上。
从而改善电机车的缓冲和勃着性能，使电机车在运行时保持平稳。
（五）齿轮传动装置齿轮传动系统的作用，一是将牵引电动机的转矩传递给轮对，二是进行变速。
电机车的齿轮传动装置有一级、二级、三级三种形式。
六）制动装置制动装置是为电机车运行过程中减速或停车而设的。
电力机车3种工作原理
第1节直直型电力机车工作原理 一、基本工作原理 直直型电力机车通常称为直流电力机车，是现代电力机车最为简单的一种。
它使用的是直流电源和直流串励牵引电动机。
目前有些工矿电力机车、地铁电动车组和城市无轨电车仍采用这种型式。
图1-1所示为一般工矿用四轴直流电力机车的工作原理示意图。
工作过程为：机车由受电弓AP从接触网取得直流电，经断路器QF、起动电阻R向四台直流牵引电动机M1～M4供电，牵引电流经钢轨流回变电所。
当四台牵引电动机接通电源后即行旋转，把电能转变为机械能，再分别通过各自的齿轮传动装置，驱动机车动轮牵引列车运行。
图1-1 直流电力机车工作原理图 二、直流电力机车的特点 通过分析直流电力机车的工作原理，可以得出直流电力机车具有以下特点： (1)机车结构简单，造价低，经济性好。
(2)采用适合于牵引的直流串励电动机，牵引性能好，调速方便。
(3)控制简单，运行可靠。
(4)供电效率低。
由于受牵引电动机端电压的限制，接触网电压一般为1500～3000V。
传输一定功率时电流较大，接触网导线耗电量较大，因此供电效率低。
(5)基建投资大。
为了减少接触网上的压降，电气化区段的牵引变电所数量较多，造成基建投资大。
(6)有级调速。
由于早期机车使用调压电阻起动、调速，因此调节过程中有能量损耗使效率很低，同时也难以实现连续、平滑地调节。
随着电力电子技术的发展，应用直流斩波技术进行调速，可以对牵引电动机端电压进行连续、平滑地调节，从而实现无级调速。
综上所述，直流电力机车由于受牵引电动机端电压的限制，网压不可能太高，从而限制了机车功率的进一步提高。
随着现代铁路运输事业的发展，直流电力机车显然已不适应干线大功率的要求。
一般应用于工矿及城市交通运输。
三、直流电力机车的基本特性 直流电力机车的基本特性包括机车的速度特性、牵引力特性、牵引特性。
在以前的课程中，我们已经了解了直流串励电动机的转速特性、转矩特性和效率特性。
电力机车工作原理
电力机车工作原理引言概述：电力机车是铁路运输中常见的一种机车类型，它通过电力驱动实现牵引列车运行。
了解电力机车的工作原理对于理解铁路运输系统的运行机制非常重要。
本文将详细介绍电力机车的工作原理，匡助读者更好地了解这一关键的铁路运输设备。
一、电力机车的基本组成1.1 牵引系统：主要由牵引机电、传动系统和牵引电源组成。
1.2 控制系统：包括牵引控制系统、制动控制系统和辅助控制系统。
1.3 供电系统：主要由接触网、变电站和接触网供电设备组成。
二、电力机车的工作原理2.1 牵引系统工作原理：牵引机电受电源供电后，通过传动系统将动力传递到车轮，实现机车的运行。
2.2 控制系统工作原理：牵引控制系统通过控制机电的工作状态和功率输出，实现机车的加速、减速和定速运行。
2.3 供电系统工作原理：接触网向机车提供直流电源，变电站将交流电转换为直流电，接触网供电设备保证电力传输的稳定性和可靠性。
三、电力机车的牵引特点3.1 高效节能：电力机车利用电能驱动，具有高效节能的特点，相比内燃机车更环保。
3.2 高速牵引：电力机车在高速运行时具有较好的牵引性能，适合于长距离高速列车运行。
3.3 可调速运行：电力机车能够根据需要实现可调速运行，实现列车的平稳运行和减少磨损。
四、电力机车的维护与管理4.1 定期检修：电力机车需要进行定期的检修和保养，确保各部件的正常工作状态。
4.2 故障排除：及时解决电力机车的故障问题，保证机车的正常运行。
4.3 数据监测：通过数据监测和分析，提高电力机车的运行效率和可靠性。
五、电力机车的发展趋势5.1 智能化技术：电力机车将逐渐引入智能化技术，提高运行效率和安全性。
5.2 绿色环保：电力机车将更加注重环保和节能，减少对环境的影响。
5.3 高速化发展：电力机车将继续发展高速化技术，适应高速铁路的需求。
总结：通过本文的介绍，读者可以更全面地了解电力机车的工作原理和特点，以及未来的发展趋势。
电力机车作为铁路运输中的重要组成部份，将继续发挥重要作用，为铁路运输系统的发展做出贡献。
第二章 电机车的结构及操作原理
一：车 架
1、结构： 1）侧板 2）隔板 3）端板 4）底板 通常用20mm－50mm的钢板 焊成。
二：轮 对
如图2－2。
三：轴承和轴承箱
如图2－3。
四：弹簧托架
1、如图2－4。 2、由：板弹簧、均衡梁、弹簧支架等组
成。
五：齿轮传动装置
如图2－5。
作用：传递转矩及变速。
六：制动装置
1、分为： 1）机械制动： 分为： （1）手闸：如图2－6。 顺时针转紧闸，逆时针转松闸。 （2）气闸：踏下紧闸，松开松闸。 2）电气制动；
包、气压继电器、汽缸、汽笛、压力表、 各种阀门、各种管路等组成。
第二节 电机车的 电气设备
内容简介：
1、受电器 2、自动开关 3、控制器
4、电阻器 5、牵引电动机 6、照明装置 7、蓄电池及蓄电池电源装置 8、插销连接器
电机车的电气部分有：
受电器、自动开关、控制器、 电阻器、牵引电动机、照明系统等。
八：插销连接器
1、结构：图2－12。 2、作用：
1）无载时接通断开电源； 2）其中的熔断器起到过载和短路保护 作用。 3、徐动机构：
保证插销的断电隔爆功能。
4、使用中的注意事项： 1） 2） 3） 4） 5） 6） 7）
第三节 架线电机车的 电气控制
内容简介：
以ＺＫ１０型电机车为例。 1、照明线路 2、动力线路
@1、ZK10型电机车电气原理： 图2－13。
@2、ZK10型电机车电气控制展开图： 图2－14。
一：照明线路 二：动力线路
表2－4： 控制器的17个位置： 0：停止 正转1－5：电动机串联启动 正转X1－X3：电动机串联到并联的过渡 正转6－8：电动机并联运转 反转1－6：动力制动（能耗制动）
电力机车工作原理
电力机车工作原理一、引言电力机车是一种利用电能作为动力源的铁路机车，其工作原理是将电能转化为机械能，驱动机车行驶。
本文将详细介绍电力机车的工作原理。
二、电力机车的组成电力机车主要由电源系统、牵引系统、辅助系统和控制系统四部份组成。
1. 电源系统电源系统是电力机车的能量来源，主要包括接触网、变电所和集电装置等。
- 接触网：电力机车通过接触网获取电能，接触网通常由铜制导线构成，通过电力变压器将高压交流电转换为适合机车使用的低压电能。
- 变电所：变电所是将电网供电转变为适合机车使用的电能的场所，通过变压器将高压电转换为适合机车牵引的电能。
- 集电装置：集电装置是电力机车与接触网之间的连接装置，它通过碳刷与接触网接触，将接触网的电能传送到机车的牵引系统中。
2. 牵引系统牵引系统是电力机车的动力系统，主要由电动机、传动装置和车轮组成。
- 电动机：电力机车采用直流电动机作为牵引系统的动力源，电动机通过电能转换为机械能，驱动车轮转动，从而推动机车行驶。
- 传动装置：传动装置将电动机的转速和转矩传递给车轮，通常采用齿轮传动或者传动链来实现。
- 车轮：车轮是电力机车的承载部件，通过电动机和传动装置的驱动，使车轮转动，从而推动机车行驶。
3. 辅助系统辅助系统是为了保证电力机车正常运行而设置的系统，主要包括空气制动系统、牵引电源系统和辅助电源系统等。
- 空气制动系统：空气制动系统用于控制机车的制动，通过增压机将空气压力转换为制动力，实现机车的制动。
- 牵引电源系统：牵引电源系统为电力机车提供驱动电能，它通过逆变器将直流电转换为交流电，供给电动机使用。
- 辅助电源系统：辅助电源系统为电力机车提供辅助电能，用于驱动车辆的辅助设备，如照明、空调等。
4. 控制系统控制系统是电力机车的大脑，用于控制机车的运行和各个系统的协调工作，主要包括牵引控制系统、制动控制系统和辅助系统控制等。
- 牵引控制系统：牵引控制系统用于控制电动机的转速和转矩，实现机车的加速、减速和牵引力的调节。
电力机车工作原理
电力机车工作原理标题：电力机车工作原理引言概述：电力机车是一种使用电力作为动力源的铁路机车，其工作原理是通过电力系统将电能转化为机械能，驱动机车运行。
本文将详细介绍电力机车的工作原理，包括电力系统、牵引系统、制动系统、辅助系统和保护系统。
一、电力系统1.1 电源系统：电力机车的电源系统主要由接触网、架空线、牵引变压器、整流器和电池组成。
1.2 接触网和架空线：接触网和架空线负责向电力机车提供电能，通过接触网与架空线之间的接触来实现电能传输。
1.3 牵引变压器和整流器：牵引变压器将高压交流电转化为适合电动机使用的低压交流电，整流器将交流电转化为直流电用于电动机驱动。
二、牵引系统2.1 电动机：电力机车的牵引系统主要由电动机组成，电动机负责将电能转化为机械能，驱动机车运行。
2.2 牵引控制系统：牵引控制系统根据列车的牵引需求，控制电动机的运行状态，实现机车的牵引力和速度调节。
2.3 传动系统：传动系统将电动机的动力传递给车轮，实现机车的牵引和运行。
三、制动系统3.1 电制动：电力机车的制动系统主要采用电制动方式，通过调节电动机的工作状态来实现列车的制动。
3.2 空气制动：除了电制动外，电力机车还配备有空气制动系统，用于在紧急情况下实现列车的紧急制动。
3.3 制动控制系统：制动控制系统根据列车的制动需求，控制电制动和空气制动系统的运行，确保列车的安全运行。
四、辅助系统4.1 空气压缩机：电力机车配备有空气压缩机，用于提供列车的空气制动和辅助系统所需的压缩空气。
4.2 冷却系统：电力机车的电动机和其他关键部件需要保持正常的工作温度，冷却系统负责对这些部件进行冷却。
4.3 照明系统：电力机车的照明系统提供列车内部和外部的照明，确保列车在夜间和恶劣天气下的安全运行。
五、保护系统5.1 过载保护：电力机车配备有过载保护系统，用于监测电动机和其他关键部件的工作状态，防止因过载而损坏设备。
5.2 温度保护：温度保护系统监测电动机和其他部件的工作温度，确保在正常范围内工作，避免因过热而损坏设备。
电力机车工作原理
电力机车工作原理引言概述：电力机车是一种以电力作为动力源的铁路机车，它具有高效、环保的特点。
本文将详细介绍电力机车的工作原理。
一、电力机车的基本构成1.1 牵引系统- 牵引变流器：将来自电网的交流电转换为适合电力机车牵引电动机的直流电。
- 牵引电动机：将电能转化为机械能，驱动机车运行。
1.2 供电系统- 变电所：将电网的交流电转换为适合电力机车使用的直流电。
- 高压集电装置：通过接触网或者第三轨将电能传输到机车上。
1.3 控制系统- 主控制器：根据驾驶员的操作信号，控制牵引变流器的输出电流，实现机车的加速、制动等功能。
- 保护装置：监测机车的各种参数，如电流、电压、温度等，保证机车运行的安全性。
二、电力机车的工作过程2.1 启动过程- 驾驶员通过控制器发送启动信号，启动牵引变流器。
- 牵引变流器将电网的交流电转换为直流电，供给牵引电动机。
- 牵引电动机受到电流的驱动，开始转动，带动机车运动。
2.2 加速过程- 驾驶员通过控制器调整输出电流，控制牵引电动机的转速。
- 牵引电动机输出的转矩驱动机车加速，使其达到目标速度。
2.3 制动过程- 驾驶员通过控制器发送制动信号，控制牵引变流器的输出电流减小。
- 牵引电动机输出的转矩减小，机车减速，实现制动功能。
三、电力机车的优势3.1 高效节能- 电力机车采用电能直接驱动，能够充分利用电能，提高能源利用率。
- 与传统内燃机车相比，电力机车的能效更高，能够节省能源。
3.2 环保低碳- 电力机车没有尾气排放，不会产生有害气体，对环境污染较小。
- 采用电力作为动力源，可以减少对化石燃料的依赖，降低碳排放。
3.3 高可靠性- 电力机车的控制系统和保护装置能够实时监测机车的运行状态，确保安全可靠。
- 电力机车的电动驱动系统相对简单，故障率较低，可靠性较高。
四、电力机车的应用领域4.1 高速铁路- 电力机车在高速铁路上具有较高的牵引能力和运行速度，能够满足高速列车的需求。
大一机车车辆知识点
大一机车车辆知识点引言：大一学习机车车辆知识点是为了让我们能够更好地了解机车的构造、原理，以及正确使用和维护机车。
本文将为大家介绍一些大一学习机车车辆知识点的重要内容。
一、机车的分类和结构1. 内燃机车：内燃机车是一种使用内燃机作为动力源的机车，它主要分为柴油机车和汽油机车。
柴油机车是通过柴油机产生动力，而汽油机车则是通过汽油机产生动力。
2. 电力机车：电力机车是一种使用电力作为动力源的机车，它通过电力机车牵引供电的电力机车车辆行驶。
3. 蒸汽机车：蒸汽机车是一种使用蒸汽机作为动力源的机车，它通过蒸汽机产生的动力来推动机车前进。
机车的结构主要包括机车车体、动力装置和传动装置。
其中，机车车体包括车头、车身和车尾，动力装置包括发动机、电机等，传动装置包括传动轴、齿轮等。
二、机车的工作原理1. 内燃机车的工作原理：内燃机车通过柴油机或汽油机将燃料燃烧产生的高温高压气体转化为机械能，然后经由传动装置传递给机车的轮轴，从而推动机车行驶。
2. 电力机车的工作原理：电力机车通过接收来自外部的电能，利用电机将电能转化为机械能，然后通过传动装置传递给机车的轮轴，推动机车运行。
3. 蒸汽机车的工作原理：蒸汽机车会燃烧燃料，将产生的热能转化为蒸汽，并通过蒸汽机将热能转化为机械能。
机械能经由传动装置传递给机车的轮轴，从而推动机车前进。
三、机车的使用和维护1. 使用注意事项：（1）在使用机车时，要按照指定的速度、负荷和路线来行驶，确保安全性和稳定性。
（2）在长时间使用机车前，要进行预热和检查，确保机车正常运行。
（3）遵守交通规则和道路交通信号，减少机车发生事故的风险。
2. 维护常识：（1）定期进行机车的保养和维护，包括更换机油、清洗滤清器等。
（2）检查机车的轮胎和制动系统，确保其正常工作。
（3）密切关注机车的温度和润滑情况，确保机车在正常工作范围内运行。
结语：通过学习大一机车车辆知识点，我们能够更好地了解机车的分类、工作原理，以及正确使用和维护机车的方法。
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图3-l 架线式电机车的供电系统
1-牵引变流所；2-馈电精线选；3-受电弓；4-架空线；
3
5-矿车；6-轨道；7-回电线
架线式电机车运行时，受电弓与架空线间难免 产生火花 ,《煤矿安全规程》规定，只能在低瓦斯 矿井进风（全风压通风）的主要运输巷道内使用， 巷道支护必须使用不可燃性材料。
蓄电池式电机车由车上携带的蓄电池供电，运 输线路不受限制，但需要充电设施，蓄电池放电 到规定值时需更换。
电机车
精选
1
电机车
P 目前我国煤矿的运输机车都是电机车，使用的 都是直流串激电动机。按供给直流电源的方式分， 有架线式和蓄电池式两种。
精选
2
➢架线式电机车的供电方式如图3-1所示。交流电在变流所整 流后，正极接在架空线上，负极接在轨道上。架空线是沿 运行轨道上空架设的裸导线，机车上的受电弓与架空线接 触，将电流引入车内，经车上的控制器和牵引电动机，再 经轨道流回。因此架线式电机车的轨道必须按电流回路的 要求接通。
车身
轮对
轴箱
图4-19 矿用电机车的轴箱
1-油箱体；2-毡垫；3-止推环；4-滚柱轴承；5-止推盖；
精选 6-轴箱端盖；7-轴端盖；8-注孔；9-滑槽
9
(四)弹簧托架
弹簧托架的作用：缓和运行中对机车的冲击和震动。图4-20所示 为矿用电机车的均衡托架，前轴(右轴)上的弹簧托架单独作用，后轴 (左轴)上的弹簧托架的一端固定在车架上，另一端用均衡梁2连接， 均衡梁2的中点用铰轴安在车架上。均衡梁的作用是：当有一个车轮 的负荷增加时(例如轨道局部突起)，能通过均衡梁的作用把一部分负 荷分配到另一个车轮上去，以避免一个车轮过载，一个车轮欠载。
1一均衡梁；2一板弹簧；3一轴箱；4一弹簧支架
精选
10
(五)制动装置
Ä 作用：在运行中迅速减速和停车。
制动装置有机械的和电气的两种，电气制动装置 不能使电机车完全停住，因此每台电机车都装有机 械制动装置。机械制动装置按操作方式分有手动和 气动两种。下图所示为电机车机械制动装置图，四 个车轮的内侧各装一个闸瓦9(或10)，闸瓦铰接在制 动杆7或8上。
精选
13
加砂装置包括有四个砂箱， 这四个砂箱由司机室中上、 下两个手柄操纵，一个手柄 操纵两个砂箱。两个手柄均 靠弹簧复位，当拉动一个手 柄时，手柄臂将拉杆1向左拉， 于是摇臂2将拉杆3向上提， 锥体4向上与砂箱底之间拉开 一条缝，砂子由此缝流出， 经出砂导管5落在轨面上。砂 箱中装有颗粒不大于1mm的 干砂。
撒砂装置 1,3一拉杆；2一摇臂；4一锥体；5一出砂管
(七)齿轮传动装置
r 在小型矿用电机车上，用一台牵引电动机通过传动齿轮同时带动两 个轴的传动方式。 r 在中型矿用电机车上，用两台牵引电动机分别带动两个轴。传动装 置为一级齿轮减速。
如图3-23所示，牵引电动机的一侧用抱轴承安在车轴上，另一侧 用机壳上的挂耳通过弹簧吊挂在车架上。这种安装方式既能缓和运行 中对电动机的冲击和震动，又能保证传动齿轮处于正常啮合状态。
精选
11
电机车机械制动装置 1-手轮；2-螺杆；3-衬套；4-螺母；5-均衡杆；6-拉杆；
7、8-制动杆；9、10-闸瓦；11-正反扣调整螺丝
精选
12
（六）撒砂装置
作用：向车轮前沿轨面上撒砂，以增大车轮与轨道间的摩擦系数，从而获得 较大的牵引力或制动力。
撒砂装置 1,3一拉杆；2一摇臂；4一锥体；5一出砂管
11-车灯；12-缓冲器及联接器
(一)车架 车架是电机车的主体结构，是由钢板焊
接而成的。电机车上所有设备都安装在车架 上，车架用弹簧托架和铁棒支承在轴箱上。
精选
7Hale Waihona Puke (二)轮对轮对是由两个压装在轴上的车轮和一根车轴组成的。如 图4-18所示，车轮是由轮心2和轮圈3热压装配而成的。这 种结构的优点是轮圈磨损后可以更换，而不致使整个车轮 报废。矿用电机车采用双主动轴。
精选
8
(三)轴承和轴箱
车轴通过轴承和轴箱承受车架及其上全部设备的重力，轴箱安装在 车轴两端的轴颈上。图4-19所示为矿用电机车的轴箱，箱内装有一对滚 柱轴承4，箱壳两侧的滑槽9与车架相配，在不平的轨道上运行时，轮轴 能在车架中上下移动。轴箱上部有弹簧托架，此弹簧托架可起缓冲作用。 在箱壳上部有安装弹簧托架铁棒的座孔8。
精选
4
矿用电机车结构
矿用电机车的机械设备 Ø 机械设备：车架、轮对、轴承和轴箱、弹 簧托架、制动装置、加砂装置、齿轮传动装 置及联接缓冲装置等。 Ø如图3-17所示为ZK型矿用架线电机车构造示 意图。
精选
5
10
图3-17 架线式电机车的基本构式
1-车架；2-轴承箱；3-轮对；4-制动手轮；5-砂箱； 6-牵引电动机；7-控制器；8-自动开关；9-启动电阻器；10-受电弓；
(a)单级开式齿轮传动；
(b)两级闭式齿轮减速箱
矿用电机精车选的齿轮转动装置
15
(八)联接缓冲装置
矿用电机车的前后两端都有联接和缓冲装置。为了能 牵引具有不同联接高度的矿车，联接装置一般是做成多层 接口的，如图4-16所示。缓冲装置有刚性和弹性两种，蓄 电池式电机车用弹性缓冲装置，以减轻对蓄电池的冲击， 架线式电机车用刚性缓冲装置。
精选
16
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