电力机车
简述电力机车的优劣
简述电力机车的优劣
电力机车是使用电力驱动的铁路机车，相对于传统的内燃机车，具有以下优势：
1. 环保节能：电力机车使用电能作为动力源，不产生尾气排放，减少了对环境的污染。
由于电力机车的动力转换效率较高，相比内燃机车，能源利用率更高，节约能源。
2. 电动性能优越：电力机车在起动和加速方面表现更出色，能够更快地达到设定的速度，并具备更好的牵引力和制动性能。
这样可以提高列车的运行效率和安全性。
3. 维护成本低：相比内燃机车，电力机车的维护成本相对较低。
电力机车的动力系统相对简单，不需要定期更换机油和滤芯等部件，减少了维护费用。
4. 噪音和振动小：电力机车在运行过程中噪音和振动相对较小，可以提升列车的乘坐舒适度，并减少对附近居民的噪音干扰。
然而，电力机车也存在一些劣势：
1. 供电设备限制：电力机车需要有供电设备以提供电能，如果供电设备建设不完善或遭受灾害等影响，会导致机车无法正常运行。
2. 依赖电网：电力机车需要依赖电力网进行供电，如果电力网供电不稳定或存在故障，会影响机车的运行和可靠性。
3. 建设成本较高：与内燃机车相比，电力机车的建设成本较高。
为了实现电力机车的运行，需要进行供电设备的建设和改造，相关投资较大。
综上所述，电力机车在运行效率、环保性和维护成本方面具备优势，但也存在一些限制，需要在供电设备和电力网等方面进行改进和完善。
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利用电力驱动的火车，它是现代铁路运输系统中不可或缺的一部分。
电力机车的工作原理是通过电力系统将电能转化为机械能，从而驱动车辆行驶。
下面将详细介绍电力机车的工作原理。
一、电力机车的供电系统1.1 高压输电线路电力机车的供电系统主要依靠高压输电线路，通过这些线路将电能传输到机车上。
高压输电线路通常由铜或铝导线构成，能够承受高压电力传输。
1.2 变电站电力机车的供电系统还包括变电站，变电站用来将高压输电线路传输的电能转化为适合机车使用的低压电能。
变电站通常设有变压器和其他电力设备，确保电能传输的稳定性和安全性。
1.3 集电装置电力机车通过集电装置从高压输电线路或接触网中获取电能。
集电装置通常由碳刷或铜制接触条构成，能够有效地将电能传输到机车上。
二、电力机车的牵引系统2.1 牵引变流器电力机车的牵引系统主要依靠牵引变流器，牵引变流器将直流电能转化为交流电能，从而驱动电机运转。
牵引变流器能够根据机车的牵引需求来调节输出电流和电压。
2.2 电机电力机车的牵引系统还包括电机，电机是将电能转化为机械能的核心部件。
电机通常由定子和转子构成，通过电磁感应原理来实现转动，驱动机车行驶。
2.3 传动系统电力机车的传动系统用来将电机产生的机械能传递到车轮上，从而推动车辆行驶。
传动系统通常包括齿轮、传动轴和轮轴等部件，确保机车的牵引力和速度。
三、电力机车的辅助设备3.1 空气制动系统电力机车的空气制动系统用来控制车辆的制动力，确保车辆在行驶中的安全性。
空气制动系统通常包括制动缸、制动鞋和制动管路等部件，能够快速响应司机的制动指令。
3.2 空气压缩机电力机车的辅助设备还包括空气压缩机，空气压缩机用来为空气制动系统提供压缩空气。
空气压缩机通常由电动机驱动，能够稳定地提供所需的压缩空气。
3.3 空调系统电力机车的辅助设备还包括空调系统，空调系统用来调节车厢内的温度和湿度，提供舒适的乘车环境。
铁路机车车辆第五章电力机车
机车的最高速度220420/012k/21m／h。
铁路机车车辆第五章电力机车
•韶山9型干线客运电力机车，代号SS9。以成熟的韶山 型系列电力机车技术为基础，采用了许多国际客运机车 先进技术，是我国干线铁路牵引旅客列车功率最大的机 车。机车功率持续20204/182/201 0kW，最大速度铁1路7机车0车k辆m第五/章h电。力机车
2020/12/21
铁路机车车辆第五章电力机车
•(二)电力机车类型及功率 • 我国电力机车发展也有50年的历史了，取得了很大成就。 特别是经过20世纪80年代6K、6G、8K、8G型(其中6、8表 示机车轴数，K表示采用可控硅二极管整流装置，G表示采 用硅二极管整流装置)等国外电力机车进口、消化吸收和自 主开发，我国开发了一系列较高水平的电力机车，电力机车 发展进入换代期，形成产品的多机系列，如SS4～SS9及其 派生型SS4改、SS4B、SS6B、SS4C、SS7B、SS7C型等。 我国自主研制了准高速SS8型电力机车，自行开发了16位微 机控制系统和故障诊断系统，SS8型电力机车运行试验中创 下了时速240 km的“中国第一速”。 • 电力机车轴列式与内燃机车轴列式的表示方法基本相同。 电力机车的每根轮轴上均装有一台牵引电动机单独驱动。 • 我国铁路部分电力机车的类型及主要性能技术参数见表 9—1。
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铁路机车车辆第五章电力机车
•直流电力机车工作原理
• 直流电力机车是最简单的一种电力机车，采用直流电 源和直流串励牵引电动机。现在主要用于各种工矿电力 机车、地铁电动车组和城市无轨电车。
•图示为一般工矿用直流电力机车结构示意图。
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铁路机车种类及应用
铁路机车种类及应用铁路机车是指在铁路运输系统中，用来牵引列车或铁路车辆的机械设备。
铁路机车种类繁多，主要分为以下几类：1. 电力机车：电力机车是指使用电力作为动力的机车。
它的主要优点是能够充分利用电力机车行驶时所产生的制动能量，将其回收为电能，从而实现能量回收和节能减排。
电力机车还具有加速性能好、运行速度快、负载能力大等优点，因此在现代铁路运输中得到了广泛应用。
2. 内燃机车：内燃机车是指采用燃油等燃料作为动力的机车。
它具有经济性好、使用方便、机动性强等优点，因此在一些铁路运输系统中广泛应用。
3. 柴电机车：柴电机车是一种同时使用内燃机和电力机车技术的机车。
它采用柴油机作为动力源，同时还配备了发电机和电动机，可以实现电力机车和内燃机车的双重功能。
柴电机车的优点是能够兼顾电力机车和内燃机车的优点，使其更加适用于各种铁路运输环境。
4. 蓄电池机车：蓄电池机车是指使用蓄电池作为动力源的机车。
它的主要优点是免去了传统机车对导线和变电站的依赖，因此可以在无电化铁路线路上独立运行。
蓄电池机车还具有静音、无污染等优点，因此在一些城市轨道交通系统中得到了广泛应用。
除了以上几类机车，还有一些特殊用途的机车，如矿用机车、拖车机车、液压机车等。
铁路机车的应用非常广泛，主要用于牵引铁路列车、移动重型机器设备、矿山运输、工厂内部运输、港口装卸等。
在铁路运输中，机车的作用是非常重要的。
它不仅能够提高运输效率，还能够减少劳动力成本、节省能源、降低排放等。
总之，铁路机车多种多样，各具特色，在铁路运输中具有不可替代的作用。
随着铁路运输的不断进步和技术的不断发展，机车的性能和功能也在不断得到提升。
相信在未来的发展中，铁路机车将会发挥更加重要的作用。
电力机车的概念
电力机车的概念电力机车是指通过电力传动来驱动车辆运行的一种列车。
它与传统的内燃机车相比，具有更多的优势和发展潜力。
在过去的几十年里，电力机车在全球范围内得到了广泛的应用和推广，成为现代化铁路运输系统的重要组成部分。
首先，电力机车的环保性是其最大的优势之一。
相比于传统的内燃机车，电力机车使用电能作为动力源，无需燃料燃烧，从而减少了大量的废气和尾气排放。
这不仅有利于减少污染物的排放，保护环境，也有助于改善空气质量，减少对人体健康的影响。
随着全球对环境保护的呼吁日益高涨，电力机车的推广将成为未来铁路运输的重要发展方向。
其次，电力机车的经济性也是其吸引力之一。
与传统内燃机车相比，电力机车的能耗更低，运行成本更低廉。
电能的价格相对稳定且较低，能够有效降低铁路运输的能源消耗，提高运营效率。
此外，电力机车由于采用电力传动，摩擦和磨损较小，维护成本相对较低，减少了停车维修时间，提高了列车的可靠性和运行效率。
因此，从经济角度考虑，电力机车具有明显的优势。
此外，电力机车还具备灵活性和可持续性的特点。
电力机车的动力源来自电能，并可以通过供电系统实时供给和控制。
这意味着电力机车可以根据实际需要灵活调整运行速度和负载，适应不同条件下的运输需求。
同时，电力机车采用了先进的能量回收技术，能够将制动能量转化为电能进行回收利用，减少能量的浪费，实现能源的可持续利用。
这些特点使得电力机车在应对不同运输需求和面对未来能源挑战时更具有优势和发展潜力。
然而，电力机车的发展也面临着一些挑战。
首先，电力机车所依赖的供电系统需要建设和维护，这对铁路基础设施提出了更高的要求。
其次，电力机车的电池技术尚不成熟，其续航能力和充电速度等方面还需要进一步改进。
此外，电力机车在极端气候条件下的可靠性和适应性也需要加强。
针对这些挑战，铁路部门和相关企业需要加大研发投入，提高供电系统的可靠性和容量，推动电池技术的发展和创新，以提升电力机车的实用性和竞争力。
综上所述，电力机车作为一种环保、经济、灵活和可持续的列车型号，在现代铁路运输中发挥着重要作用。
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。
铁道机车分类
铁道机车分类一、电力机车电力机车是指通过电力传动装置驱动的铁道机车。
它以电能为动力源，通过电机将电能转化为机械能，从而驱动车辆行驶。
电力机车具有动力强、加速快、起动稳定等特点，适用于长途运输和重载运输。
1. 直流电力机车直流电力机车是最早出现的一种电力机车。
它的电力系统采用直流供电，主要由牵引变流器和电动机组成。
直流电力机车具有结构简单、制造成本低等优点，但由于直流电力传输距离有限，限制了其使用范围。
2. 交流电力机车交流电力机车是一种采用交流供电的电力机车。
它的电力系统采用交流变频技术，通过变频器将高压交流电转换为低压交流电供给电动机。
交流电力机车具有电能传输距离远、能耗低、牵引力大等优点，适用于高速运输和大功率牵引。
二、内燃机车内燃机车是指以内燃机为动力源的铁道机车。
它通过燃烧燃料产生高温高压气体，推动活塞做功，从而驱动车辆行驶。
内燃机车具有灵活性高、加速快、适应性强等特点，适用于短途运输和灵活调度。
1. 汽油机车汽油机车是一种使用汽油作为燃料的内燃机车。
它的内燃机采用汽油发动机，通过点火、燃烧产生高温高压气体推动活塞运动，驱动车辆行驶。
汽油机车具有启动快、加速性能好等优点，但燃料消耗较大。
2. 柴油机车柴油机车是一种使用柴油作为燃料的内燃机车。
它的内燃机采用柴油机，通过压缩燃烧产生高温高压气体推动活塞运动，驱动车辆行驶。
柴油机车具有燃料消耗低、牵引力大等优点，适用于长途运输和大功率牵引。
三、动车组动车组是一种由多个动力车和拖车车组成的铁道机车。
它的每个车厢都配备有独立的动力装置和控制系统，能够独立运行或组成列车运行。
动车组具有快速换乘、灵活调度等优点，适用于城际和高速铁路运输。
1. 电力动车组电力动车组是一种采用电力传动装置的动车组。
它的每个车厢都配备有电机和变流装置，通过电能传输驱动车辆行驶。
电力动车组具有加速快、运行稳定等优点，适用于高速铁路和重载运输。
2. 内燃动车组内燃动车组是一种采用内燃机传动装置的动车组。
电力机车工作原理
电力机车工作原理电力机车是一种使用电力驱动的铁路机车，其工作原理是通过电力系统将电能转化为机械能，从而驱动机车行驶。
下面将详细介绍电力机车的工作原理。
一、电力机车的电力系统电力机车的电力系统由供电系统、牵引系统和辅助系统组成。
1. 供电系统：电力机车的供电系统主要包括接触网、集电装置和变压器。
接触网是铁路上悬挂的导电线，通过集电装置将接触网上的电能传输到电力机车上。
变压器则将接触网上的高压电能转换为适合电力机车使用的低压电能。
2. 牵引系统：电力机车的牵引系统主要包括牵引变流器、电机和传动装置。
牵引变流器将电能转换为适合电机使用的直流电，电机通过传动装置将电能转化为机械能，从而驱动机车行驶。
3. 辅助系统：电力机车的辅助系统主要包括辅助电源装置和辅助设备。
辅助电源装置为电力机车提供辅助电源，用于驱动辅助设备的工作，如照明、通风等。
二、电力机车的工作过程电力机车的工作过程可以分为供电过程、牵引过程和辅助过程。
1. 供电过程：当电力机车行驶时，集电装置与接触网建立接触，接触网上的高压电能通过集电装置传输到电力机车上的变压器。
变压器将高压电能转换为适合电力机车使用的低压电能，并供给牵引变流器和辅助电源装置。
2. 牵引过程：牵引变流器将低压电能转换为适合电机使用的直流电，直流电通过电机驱动传动装置，将电能转化为机械能，从而驱动机车行驶。
牵引过程中，电力机车可以根据需要调整牵引力和速度。
3. 辅助过程：辅助电源装置为电力机车提供辅助电源，用于驱动辅助设备的工作，如照明、通风等。
辅助过程中，电力机车可以同时进行牵引和辅助设备的工作。
三、电力机车的优势和应用电力机车相比传统的燃油机车具有以下优势：1. 环保节能：电力机车使用电能作为动力源，不产生尾气排放，对环境污染较小。
同时，电力机车的能源利用效率较高，能够节约能源。
2. 动力强大：电力机车的电机驱动能力强大，可以提供较大的牵引力，适用于重载和长途运输。
3. 运行平稳：电力机车的传动装置采用电力传动，运行平稳，噪音较低，乘坐舒适。
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1、电力机车的基本特性有哪些？
答: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。
2、电力机车的基本特性与牵引电机的特性有什么关系？
答：牵引电机的特性就是电力机车的特性，基本特性类似于直流电机的特性即“牛马特性”，动力可以随载荷的大小而变化，例如载荷大~电流增大~动力增大；载荷小~电流减小~动力减小。
采用交流电时，可以通过改变电阻的大小来改变电流的大小从而改变动力的大小。
式中：
V——机车速度；
M——牵引电动机轴输出转矩；
ηd——牵引电动机效率；
ηc——传动装置效率；
m——机车配用电动机数目，对于个别传动机车为机车动轴数；
Fk——机车轮周牵引力(KN)。
5、何谓机车的牵引特性？为什麽机车的牵引特性一般由试验方法获得？
答:牵引特性是机车牵引力与机车速度的关系，称为机车的牵引特性。
车牵引特性曲线一般由机车型式试验测出。
或在已知机车速度特性曲线和牵引力特性曲线后，给定一电机电枢电流Ia值，求出机车牵引特性的一组FK–V值，根据不同负载下的数组FK–V值，绘出机车牵引特性曲线。
6、说明采用不控中抽式整流线路的电力机车工作原理。
答:牵引变压器二次侧绕组分成oa、ob两段，
两段电压大小相等、方向相反。
整流元件D1、D2的正极分别与二次侧绕组的a、b点相接，负极相互联接在一起。
牵引电动机的一端与变压器二次侧绕组的中点o相接，另一端经平波电抗器PK与整流电路的输出端即整流元件的负极相接。
在路正常工作，当变压器二次侧电压正半周a点为高电位时，整流元件D１导通，电流由a 点经整流元件D1、平波电抗器PK、牵引电动机M回到O点，构成一闭合回路。
此时，整流元件D2因承受反向电压而截止。
当变压器二次侧电压负半周b点为高电位时，整流元件D2导通，电流由b点经整流元件D2、平波电抗器PK、牵引电动机M回到O点，也构成一闭合回路。
此时，整流元件D1因承受反向电压而截止。
由此可知，在交流电压的正负两个半周内，变压器二次侧绕组oa、ob交替流过电流而牵引电动机Ｍ中则始终流过连续不断的方向不变的电流，保证了直流（脉流）牵引电动机的正常工作。
7、说明采用不控桥式整流线路的电力机车工作原理。
答:整流元件D1-D4接成一个电桥形式，变压器二次侧绕组ab接到电桥一对角线的m、n两
点，牵引电动机Ｍ经平波电抗器PK与电桥的另一对角线c、d相联。
电路正常工作，当变压器二次侧电压正半周a点为高电位时，整流元件D1、D3导通，整流电流由绕组a点经整流元件D1、平波电抗器PK、牵引电动机Ｍ、整流元件D3回到绕组b 点，此时整流元件D2、D4承受反向电压而截止。
在变压器二次侧电压负半周b点为高电位时，整流元件D2、D4导通，整流电流由b点经整流元件D2、平波电抗器PK、牵引电动机Ｍ、整流元件D4回到a点。
此时整流元件D1、D3因承受向电反压而截止。
由此可见，在交流电压的正、负半周内都有电流流过变压器二次侧绕组且方向不同，而牵引电动机Ｍ中则始终流过方向不变的电流。
8、简述交直型整流器机车的工作特点。
答:⑴整流器电力机车的变流过程是在机车内完成的（直直型电力机车的变流过程是在牵引变电所进行），因此整流器电力机车是一个集变压、变流、牵引为一体的综合装置，不仅简化了电气化牵引的供电设备，而且由于采用交流电网供电，提高了接触网的供电电压，使一定功率的电能得以采用小电流输送，既可减小接触网导线的截面，节省有色金属用量，也可减少电能损耗，提高电力机车的供电效率。
⑵由于机车内设有变压器，调压十分方便，牵引电动机的工作电压不再受接触网电压的限制，机车就可以选择最有利的工作电压，使牵引电动机的重量／造价比降低，同时工作更为可靠。
⑶牵引电动机采用适合牵引的串励或复励电动机，可以获得良好的牵引性能和启动性能，尤其启动时它采用了调节整流电压的方式，省略了启动电阻，不仅减轻了电气设备的重量、降低了启动能耗，而且改善了电力机车的启动性能，提高了机车的运行可靠性。
9、什么是整流电路的外特性？
答:整流外特性整流器电力机车的牵引电动机由接触网取得电能，需经牵引变压器降压和整流装置整流这样一个过程，因而牵引电动机的端电压将受到变压器和整流电路的影响。
10、为什么说整流器电力机车的速度特性曲线较直流电力机车陡？
答:对应于同样的电机电枢电流，整流器电力机车的速度因电机端电压的降低较直流电力机车速度有所下降，因此整流器电力机车的速度特性曲线比直流电力机车速度曲线下降更陡。
11、简述交直交型异步电力机车的工作原理，说明各环节的作用。
答:车在工作时，受电弓将网压引入机车变压器一次侧绕组，经变压器二次侧绕组降压后送入①环节，将交流电转换为直流电，经②环节平滑Ａ处脉动，送入③环节，将直流电逆变为电压和频率可调的三相交流电，经④环节平波电抗器，供给⑤环节三相异步牵引电动机，实现牵引运行。
在这个系统中，机车先将电网的交流能量转换为直流能量，然后进一步转换成电压和频率可调的交流能量。
各环节的作用分述如下：
①环节——整流电路基本作用是将交流电转换为直流电。
具体电路可以是不可控整流桥、相控整流桥、四象限脉冲变流器。
②环节——直流环节滤波器基本作用是平滑Ａ处的纹波（脉动），消除或减少谐波含量，改善机车的功率因数。
采用不同的整流电路，其滤波电路也不同，功能有所差别。
③环节——逆变器用于将直流电转换为三相交流电，同时为了机车调速的需要，它具有较宽的调频范围和调压范围，一般采用正弦波脉宽调制（PWM）技术。
或采用电压相量（VVCPWM）控制技术，降低电机损耗，减少网压波动的影响。
④环节——电抗器，有三大作用。
降低电机、电缆中的高频成分，控制噪声的传播，抑制电机启动过程中的谐波分量；保证频繁断开电机电路时不损坏变频器；通过三相霍尔电流传感
器对变频器输出端采取完善的短路保护措施。
12、为什么说异步电动机电力机车有着广泛的发展前景？
答:交流传动机车具有启动牵引力大、恒功率范围宽、粘着系数高、电机维护简单、功率因数高、等效干扰电流小等诸多优点，是目前我国铁路发展的必然趋势。
新的铁路技术政策也明确指出我国牵引动力将在十年之内，实现由直流传动向交流传动的转变。
13、在交直型整流器机车上加装平波电抗器和固定分路电阻的目的是什么？
答:平波电抗器很显然是为了降低直流侧的纹波电流，与之并接的固定的分路电阻则是为了消除平波电抗器上的感应电压尖峰。
防止电抗器的绝缘因瞬间的过电压而击穿，因为电抗器是最容易出现感应过电压的器件，尤其是在有纹波电流的之路里。
14、电力机车按供电电流——传动型式分类，可分为哪几类？
答:电力机车按供电电流制——传动型式分为四类，即直流供电——直流牵引电动机的直直型电力机车；交流供电——直（脉）流牵引电动机的交直型电力机车；交流供电——变流器环节——三相交流异步电动机的交直交型电力机车和交流供电——变频环节——三相交流同步电动机的交交型电力机车
15、电力机车基本原理是什么？
答:直流电力机车是现代电力机车中最为简单的一种。
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。
工作过程为：机车由受电弓从接触网取得直流电，经断路器QD，启动电阻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。