高铁列车牵引动力需求
高速铁路及动车组牵引动力新技术简介
进行隔离，全列共计3个。主断路器为真空型，额定开断容量为 440MVA，额定电流为1000A，额定断路电流为 16000A，额定开断 时间小于0．025～0．06s，电磁控制空气动作。 • 避雷器；一个基本动力单元l个，全列共计2个。额定电压为31kV，限 制电压为107 kV。 • 高压电流互感器；一个基本动力单元1个，全列共计2个。额定电流 800A，用于检测牵引变压器原边电流值。 • 高压电压互感器：一个基本动力单元1个，全列共计2个。安装在车顶 上，用于对接触网电压和频率进行监控及各种控制
悬挂弹簧采用空气弹簧； 双层设计，增加了45%的座位； 能在两种电压制式下工作。
Байду номын сангаас
㈡日本新干线电动车组WIN350
• 25kv、60hz，最高速 度350 km/h；
• 交——直——交传动， 主电路采用GTO全控 桥，再生制动;
• 电机为三相异步电机， 车体轻量化。
㈢德国ICE
ICE3 动力分散，4M+4T
3、能源消耗低，环境影响轻 如果以“人/公里”单位能耗来进行比较
的话。高速铁路为1，则小轿车为5，大客 车为2，飞机为7。高速列车利用电力牵引， 不消耗宝贵的石油等液体燃料，可利用多 种形式的能源。
4、受气候条件影响较小。
五、高速铁路机车车辆发展情况
高速铁路的发展并不
是机车车辆的发展， 它是一项系统工程， 我我们在这里探讨高 速机车车辆只是其中 的一个方面而已！
8000 kw 最高速度330 km/h
六、我国的高速动车组概况
90年代开始意识到建设干线客运专线的重要 性，提出建设京沪高速铁路，并建成我国的第一 条200km/h等级的秦沈客运专线，并在第六次大 提速之后，规划客运分离，充分扭转我国铁路运 输运力不足的局面。但是在高速动车组交流传动 关键技术上我国技术不成熟，为此按照国务院提 出的“引进先进技术，联合设计生产、打造中国 品牌”的要求，积极采用“先进、成熟、经济、 适用、可靠”的技术和标准，引进了世界一流动 车组技术。国产娿进展顺利。
高速铁路动车组简介
高速铁路动车组简介(一)牵引动力及牵引方式比选1、高速列车应采用电力牵引内燃牵引和电力牵引两种牵引种类列车速度从100km/h增加到300km/h时，运行阻力约增加5倍，此时牵引列车的总功率则为100km/h时的15倍电力牵引更适宜高速列车的牵引内燃牵引是很难实现的主要原因如下：（1）目前我国功率最大的DF8内燃机车标称功率为2720kw，柴油-发电机组总重为30.87t，柴油机组平均每千瓦功率金属消耗量为11.35kg/kw。
而电力机车以 SS3为例，机车功率为4320kw，主变压器重12.4t，平均每千瓦功率金属消耗量为 2.87kg/kw。
因此牵引动力装置在轴重和轴数维持一样的条件下，电力牵引可实现更大的牵引功率。
（2）内燃牵引若实现高速牵引则必须提高柴油机功率，必然会增加柴油发电机组及辅助系统重量，最终会导致机车轴重或轴数增加。
轴重的增加对高速列车的运行是极其有害的，它增大了轮对对钢轨的冲击力，易导致钢轨的折断，并增加了轨道线路的养护维修工作量和维修费用。
若为了维持轴重不增加而增加轴数，如采用C0-C0式转向架或B0-B0-B0式转向架，或组合式机车，使转向架复杂，不利于机车的高速运行。
（3）大功率柴油机的噪音及排放的废气对环境造成严重的污染，影响旅行的舒适度，同时由于机车燃料油的储备有限，列车不能长距离行驶，需换挂机车或在站上补充燃料及水，增加了列车辅助作业时间。
电力牵引由于牵引功率的增加，对列车的质量影响很小，易实现大功率牵引，所以高速列车最佳的牵引方式为电力牵引。
2、高速铁路宜采用动车组目前我国铁路基本上采用机车牵引旅客列车的输送方式，机车和旅客列车分别整备，机车在车站联挂列车后出行,机车只在规定的交路范围内运行。
这种运行方式有以下缺点：（1）机车按规定交路行驶，中途须换挂机车，辅助作业时间延长，从而使旅行时间延长。
而动车组本身在运行中不需更换牵引动力，有效地压缩了运行时间。
（2）列车出入始发（终到）站时通过车站咽喉区每开行一对旅客列车，则占用咽喉次数达6次，造成咽喉区能力紧张。
高速铁路概论第三章 高速列车牵引动力
3、牵引动力集中配置与分散配置的比较
为了对不同机车车辆簧下质量的影响进行比较，通常采用 等效簧下质量的概念。牵引动力集中配置的高速列车动力车 的每轮等效簧下质量略低于动力分散配置的数值。
3、牵引动力集中配置与分散配置的比较
（3）粘着利用和加速性能
充分利用粘着是高速列车牵引动力设计时的一个重要的指 导思想。日本在研制牵引动力装置时，认为粘着系数将随速 度的提高而下降，担心单轴的粘着力过小，只好增加动轴的 数量，以保证足够的牵引力，这就是日本的高速列车的牵引 动力采用分散配置形式的原因之一。
空气阻力的计算公式为：
方空 成气 正阻
D 空1 2气C 密dV 度2A(Cdd L)
比力 与
C d 空气阻力系数
列 车 速
V 列车速度
A 列车断面积
度 的 平
C d
列车压力阻力系数 列车侧面气动摩擦系数
L 列车长度
d 列车气动直径
三、牵引动力及其配置
1、牵引动力的形式
电力牵引 内燃电传动牵引
电力牵引的优点：功率大、轴重小、经济性能好、环境污染小 电力牵引的缺点：初期投资大 内燃电传动牵引的优点：投资少、见效快、经济性能好
概 第
一
节 述
从速度上看，目前已开行的高速列车的最高速度可以划分为 三个等级。
第一速度级： 最高运行速度200～250Km/h 第二速度级： 最高运行速度250～300Km/h 第三速度级： 最高运行速度300Km/h以上
高铁列车牵引动力需求
高铁列车牵引动力需求
CRH3型动车组为4动4拖8编组，采用电力牵引交流传动方式，有2个牵引单元构成，每个牵引单元由2动2拖构成：2×（Mc+Tp+M+T）。
动车组具有良好的气动外形，两端为司机室,CRH型动车组配置为EC01-TC02-IC03-BC04-FC05-IC06-TC07-EC08，其总牵引功率为8800kW，牵引传动部件分散布置在4辆动车上，牵引主电路原理如下图所示：
每列动车组由2组对称的牵引单
元构成，它们之间又车顶电缆连接。
牵引系统的关键部件被布置在车底。
CRH3型动车组正常运行时采用
单弓受流方式，另一台受电弓备用，
处于折叠状态。
EC01、IC3、IC6、
EC8为动车，车下安装有牵引变流器
和牵引电动机，TC02、TC07车下安
装有牵引变压器。
牵引传动系统构成：
牵引变压器————
牵引变流器：技术参数如表2所示。
牵引电动机：每个牵引变流器驱动4台牵引电动机。
电动机并联，整列动车组16台牵引电动机。
牵引电动机型号1TB2019，额度功率562kW，额度电流145A，额度转速4100rpm，最高转速5900rpm。
牵引系统的控制：。
高铁列车的车辆动力学分析与优化
高铁列车的车辆动力学分析与优化随着科技的不断进步和人们对出行速度的需求日益增加，高铁列车作为一种高速、高效、安全的交通工具，得到了广泛的应用和发展。
对于高铁列车的车辆动力学分析与优化，不仅关乎列车运行的安全性、稳定性和舒适性，还直接影响列车的牵引力、能耗以及作业效率。
本文将对高铁列车的车辆动力学进行分析与优化探讨。
首先，对高铁列车的车辆动力学进行全面的分析是优化的前提和基础。
车辆动力学是指列车在运行过程中受到的力学和动力因素的综合作用。
首先需要考虑列车的牵引力，它是列车运行所受的牵引力与阻力之差。
牵引力的大小与列车的重量、车辆轴数、轮轴动力、轮轴摩擦系数等因素有关。
优化牵引力可以提高列车的运行速度和加速度，降低能耗和运行成本。
其次，阻力是列车运行时需要克服的外力，主要包括空气阻力、摩擦阻力和坡度阻力等。
优化阻力将有助于减少列车的能耗和减轻机车及零部件的磨损，提高列车的运行效率和寿命。
其次，高铁列车的车辆动力学优化需要考虑列车的运行稳定性。
列车在高速运行时，可能面临涡流、气动力和轨道不平衡等因素的影响，从而导致列车产生横向或纵向的振动和不稳定性。
为了提高列车的运行稳定性，采取合理的动力学控制策略是必要的。
列车的悬挂系统、操纵系统以及转向架等关键部件需要进行科学的设计和优化，以保证列车在高速运行时的稳定性和安全性。
此外，高铁列车的舒适性也是车辆动力学优化的重要方面。
由于列车的高速和高加速度特点，乘客在列车行驶过程中可能会感受到颠簸、震动、噪音等不舒适的因素。
为了提高乘客的舒适性体验，需要优化列车的悬挂系统、减振装置和车体结构等。
同时，也可以采取降低车辆噪音的措施，如隔音材料的使用和噪音源的控制，以提供更好的乘坐环境和乘客体验。
最后，高铁列车的车辆动力学优化还需要考虑节能减排和可持续发展的要求。
随着环保意识的提高和能源资源的日益紧缺，高铁列车的能源消耗和环境影响也引起了人们的关注。
为了减少能源消耗，可以通过优化列车的轴重分配、降低空气阻力、改善能耗效率等方式来实现。
高铁列车牵引系统的设计与性能分析
高铁列车牵引系统的设计与性能分析第一章：引言高铁列车是现代化交通工具中的一种，其快速、便捷、舒适、安全的特征得到了广泛的认可和追捧。
高铁列车的运行离不开高效稳定的牵引系统。
本文将对高铁列车牵引系统的设计与性能进行分析和探讨。
第二章：高铁列车牵引系统的设计高铁列车牵引系统主要由电机、制动器、转向架等组成。
其设计的重点是满足高速高质量运行的需求，具体表现为以下几方面：2.1 选用合适的电机电机是牵引系统的核心部件之一，必须选用适合高速高质量运行的电机类型。
目前，高铁列车牵引系统中常用的电机类型为同步电机和异步电机。
同步电机具有高效、高功率密度的优点，但对转矩的控制需要精细调节，相对复杂。
而异步电机则具有结构简单、控制方便等优点，但功率密度不如同步电机高。
因此，在设计中需要根据实际情况选择合适的电机类型。
2.2 设计合理的转向架转向架是高铁列车牵引系统的一个重要组成部分，其设计应考虑车速、车重等因素，以保证列车的稳定性和安全性。
转向架的结构应具有强大的承载能力和耐久性，以满足高铁列车高速行驶的需求。
2.3 选择可靠的制动器制动器是保证高铁列车行驶安全的必要组成部分。
在设计中应选择可靠的制动器。
目前常用的制动器类型有电阻制动器、回馈制动器、电液制动器和气压制动器。
其中，电液制动器和气压制动器具有制动力矩大、反应时间短等优点，因此在高铁列车牵引系统中被广泛应用。
第三章：高铁列车牵引系统的性能分析高铁列车牵引系统往往需要在高速高负载的情况下运行，因此对其性能的分析和评估显得尤为重要。
以下为高铁列车牵引系统常见的性能参数：3.1 加速度高铁列车牵引系统的加速度应满足列车起步、定速以及加速减速的需要。
其大小与电机的输出功率、转矩和制动器的制动力矩有关。
3.2 最高运行速度高铁列车牵引系统的最高运行速度直接影响列车的运行效率。
其大小与电机的额定转速、车轮的直径、轨道的曲率半径以及空气阻力等有关。
3.3 低速性能高铁列车牵引系统的低速性能影响列车起步和减速的效率。
高速铁路的牵引技术知识
解决方法：
①增加牵引轴吨位 轴重由23吨变成25吨
②增加动轴数量 2轴变3轴 多台机车重联运行 动力分散成动车组运行
三、牵引动力及其配置
1)牵引动力的型式
电力牵引和内燃电传动牵引同样都能满足 牵引高速列车的要求。
从世界各国发展高速铁路的情况看，尽管电 力牵引初始投资较大．但绝大多数国家的高速列 车都采用电力牵引。
第四章 高速铁路的牵引技术
一、高速列车对牵引功率的需求
高速列车对牵引功率的需求是根据高速列车 的总质量、最高运行速度和该速度下的列车单 位阻力来计算的，计算公式为：
牵引功率计算公式
N Q wVmax K 3600
式中：
N —高速列车所需的牵引功率(千瓦)； Q —高速列车的总质量(吨)； w —高速列车的单位阻力(牛／吨)； Vmax一高速列车的最高运行速度(公里／小时)； K—裕量系数。
高速牵引动力涉及的新技术
1）要实现比现有机车更大的牵引功率及牵引力 的新型动力装置和传动装置；
2）牵引动力的配置己不能局限于传统的机车牵 引方式，而要采用分散的或相对集中的动车组 方式；
3）高速条件下新的制动技术； 4）高速电力牵引时的受电技术； 5）适应高速行车要求的车体及走行部的
结构以及减少空气阻力的新的外形设计 等等。
美国采用AEM—7型电力机车(最高速度为202公 里/小时)；
俄罗斯采用SP200型电力机(最高速度为200公里 ／小时)作为牵引动力。
这种牵引方式由于机车总功率较小，难以 满足进一步提高速度的要求，因而仅局限于满足 最高运行速度为200公里／小时的高速客运的需要 以及低于该速度的货运需要。
附加阻力
• 是指坡道附加阻力； • 曲线附加阻力； • 隧道空气附加阻力等。
高速铁路运输设备第二节 高速铁路动车组牵引供电
高速铁路动车组牵引供电
Hale Waihona Puke 一、高速铁路动车组对牵引动力的要求 牵引动力是实现高速行车的重要关键技术之一，同时也对其提出了更高的要求： 1．要实现比普通机车有更大的牵引功率和牵引力的新型动力装置和传动系统； 2．牵引动力的配置不能局限于传统的机车牵引方式，而要采用分散的或相对集中的动车组方式； 3．高速条件下的新的制动技术； 4．高速电力牵引时的高可靠度的受电技术和装备； 5．车载微机控制的列车牵引系统和智能诊断技术； 6．适应高速行车要求的车体及走行部的结构，以及减少空气阻力的车体外形等。 二、牵引动力的形式及其配置 （一）牵引动力的形式 目前，牵引动力的形式主要有电力牵引和内燃电传动牵引两种形式。 内燃电传动牵引具有投资少、见效快、经济性能好等特点。在高速铁路运营中，如英国的HST高速列车，德国的 VT610内燃动车组，都采用内燃电传动牵引。此外，内燃电传动牵引还可用于尚未电气化的高速铁路区段，也可 作为加速发展高速铁路建设的一种过渡牵引形式。 从世界各国发展高速铁路的情况看，尽管电力牵引初始投资较大，但是电力牵引具有牵引功率大、轴重小、经 济性能好、有利于环境保护等一系列优点，世界上绝大多数国家的高速列车都采用电力牵引。 高速列车的牵引可以采用传统的机车牵引形式，也可采用动车组牵引形式。由于动车组的轴重低，可以减小对 线路的破坏作用，因此，目前世界上大部分高速列车采用动车组牵引形式。 （二）牵引动力的配置 高速列车牵引动力的配置有集中配置和分散配置两种。
图5-2-1 动车组的动力分布方式
（三）牵引动力集中配置与分散配置的比较 牵引动力的配置尽管有多种模式，但归纳起来基本上是两种，即集中配置和分散配置。这两种形式各有利弊， 下面从主要技术性能指标上作一些比较分析。 1．轴重 列车的轴重对线路的状态有直接影响，列车高速运行时对线路的动力作用增大，因而轴重问题更显重要。在 进行分析比较时，需要对整个列车的最大轴重、平均轴重分别进行探讨。 高速列车中以牵引动力集中配置形式的动力车轴重为最大。如法国TGV高速列车动力车的轴重为17 t，德国 ICE高速列车动力车的轴重为19.5 t。尽管这些高速列车的最大轴重比较高，但由于整列车中大量拖车的轴重 较轻，因而列车的平均轴重也较低。如德国ICE高速列车的平均轴重只有12 t。 牵引动力分散配置形式的高速列车，由于其构成大部分或全部为动力车，因而其最大轴重要低于牵引动力集 中配置形式的高速列车，但其平均轴重则显然要高。如日本O系列高速列车的最大轴重为16 t、平均轴重为 15.1 t，100系列高速列车的最大轴重为15 t、平均轴重为14.1 t，300系列高速列车，由于采用三相异步交 流电机、铝合金车体、直径为860 mm的小车轮以及降低车顶高度等一系列新技术和新措施，其最大轴重可降 至14 t，平均轴重降至11.1 t。应当指出，日本300系列高速列车平均轴重降至11.1 t是因为在整列车中拖车 的比重加大的结果，基本上形成了动力集中的方式了。 总体而言，要开行高速列车，毫无疑问应降低列车的轴重（包括最大轴重和平均轴重）。困为在其他条件相 同的情况下，轴重大的列车对线路的影响和破坏作用也大。 最大轴重要根据本国的线路、运营情况，在保证安全、可靠、稳妥、舒适的前提下给以确定。如日本将最大 轴重限度定为16 t，法国虽大轴重限度定为17 t。国际铁路联盟（UIC）根据当时高速列车开行的现状，将动 力分散形式的动力车的最大轴重限度定为17 t（最高运行速度为160~ 300 km/h），将拖车的最大轴重限度定 为16 t，（最高运行速度为160~250 km/h）。动力集中形式的机车最大轴重限度定为22.5 t。而德国ICE高速 列车动力车的最大轴重限度定为19.5 t。
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高铁列车牵引动力需求
高铁列车是一种高速动车组，因其运行速度快、舒适度高、容纳人数多等优点，受到广大乘客的欢迎。
而高铁列车的动力来源，对其运行起到至关重要的作用。
本文将围绕高铁列车牵引动力需求这一话题展开探讨，旨在深入了解高铁列车的动力需求以及相关技术与措施。
一、高铁列车的走向和动力需求
高铁列车的设计目标是在保持安全的前提下，实现尽可能高的运行速度，为乘客提供更好的出行体验。
为实现这一目标，高铁列车需要在列车的结构设计、电气设计、车辆控制等方面进行多方面的优化。
对于一辆高铁列车而言，其动力需求主要包括两个方面。
一方面是启动阶段需要的加速度，另一方面是行驶阶段需要的维持速度所需的功率。
在第一种情况下，高铁列车需要快速加速达到一定的速度；在第二种情况下，高铁列车需要保持一定的运行速度，并在不断地进行受力和阻力抵消的过程中维持这一速度。
这些需要的动力将直接影响到高铁列车的牵引系统设计和动力系统的配置。
二、高铁列车牵引动力系统的设计
高铁列车的牵引动力系统主要由传动系统、控制系统和能源系统组成。
其中传动系统主要完成动力传递和动力配合等任
务，控制系统主要完成动力输出的控制和调节，能源系统主要为传动系统和控制系统提供能量。
1.传动系统
在高铁列车的传动系统中，主要有电传动和柴油传动两种方式。
电传动方式使用电机驱动，可以实现高精度的控制和调节，更容易适应不同的行车状态和路线。
柴油传动则更能适应远距离、区间较长的行车，可以提供更长的行车里程。
对于高铁列车的设计者而言，需要充分考虑动力传递的效率，保持动力的稳定性和高效性。
同时，还需要设计适宜的传动比以实现高速牵引。
2.控制系统
控制系统是高铁列车的重要组成部分，可以对动力的输出进行精细调整和控制。
它主要由牵引主控制器、中央控制器、车辆检测系统、制动器控制器等组成。
通过这些控制器的协作，可以确保高铁列车在不同的运行状态下都能够高效运行。
3.能源系统
高铁列车的能源系统主要由电池组、发电机、柴油发动机等组成。
其中，电池组主要为动力系统提供持续电流，发电机和柴油发动机等则可以为动力系统提供更强的动力来实现高速牵引和运行。
三、高铁列车的牵引动力需求特点
在进行高铁列车的牵引动力设计时，需要充分考虑列车的路线、运行情况和安全性等因素。
具体来说，高铁列车的牵引动力需求具有以下特点：
1.高速和高精度要求
高铁列车需要快速启动、快速加速，在高速运行过程中需要保持列车的稳定性和高精度。
因此，在进行牵引动力设计时，需要充分考虑传动系统的效率和稳定性，确保动力传递和传输的高效性和准确性。
2.巨大的动力需求
由于高铁列车需要快速加速，因此其牵引系统需要具有足够的能量。
同时，高铁列车的行驶阻力非常大，需要持续不断的能源来推动车辆前行。
因此，需要在能源系统和传动系统的设计上平衡充分，以实现列车的高速牵引。
3.需求变化频繁
高铁列车的牵引动力需求随着列车的运行状态不断变化。
如何在不同的路段、不同的速度和不同的负荷下，确保列车动力的稳定和高效，成为牵引动力设计的重要目标之一。
四、如何优化高铁列车的牵引动力需求
为了优化高铁列车的牵引动力需求，可以采取以下措施：
1.优化动力传递系统
如优化传动比和动力传递效率等措施，并在传动系统中采用高性能电机和传输链条，以确保动力传输的稳定性和高效性。
2.提高动力输出控制精度
采用高品质的牵引主控制器和中央控制器，并结合精准传感器等技术手段，提高动力输出的控制准确性和精度。
3.合理配置动力系统
根据不同路段和不同负荷情况，合理配置动力系统，确保充分利用能源并提高能源转化效率，以减少能源供应的涟漪。
4.采用新能源技术
如采用分布式动力技术、逐步淘汰柴油机等方式，以更好地满足环保要求，并提高高铁列车的能源效率和牵引性能。
总之，在面对高铁列车的牵引动力需求时，我们需要充分考虑列车当下的运行情况和状况，并采用科学、合理的技术措施，优化牵引动力设计，提高列车的运行效率和安全性。
这是一个复杂而重要的问题，并将对高铁列车的未来发展和运行质量产生深刻的影响。