电力机车的基本构造
2-1 电力机车的一般结构
• SS9型电力机车总体布置分为司机室设备 布置、辅助室设备布置、高压室设备布置、 变压器室设备布置、车顶设备布置、车体 下设备布置、辅助设备布置(机车辅助设备 布置主要包括库用插座、蓄电池柜；安全 设施及照明、标志灯，在机车的两端还装 有列车供电装置的插座及电空制动用的插 座等。辅助设备根据其功能需要布置在车 体的各个地方)、机车布线、机车通风系统 等
• SS9型电力机车总体布置采用双侧走廊、 双司机室、各设备采用斜对称布置方式。 车内设备基本上采用平面斜对称布置，划 分为7个室，即：Ⅰ、Ⅱ端司机室，Ⅰ、Ⅱ 端辅助室，Ⅰ、Ⅱ端高压室、变压器室。 此外，机车设备布置还包括车顶设备布置， 机车辅助设备布置及机车布线。
• 原SS9型机车采用车体通风方式，风通过 机车侧墙过滤器进入车体，自然除尘后再 进入各风道，这样容易造成机车内部各电 器表面积尘，降低电器使用寿命并易引起 接触器触头虚接等故障；同时车体通风0mm（新轮）
120mm，允差±10mm 30mm（可调）
二、国外电力机车技术介绍
• 国外电力机车技术介绍
牵引电动机磁场削弱控制方式 相控无级 0.49 最深磁场削弱系数 传动方式 单边直齿传动 77/31=2.4839 传动比 空气制动机型式
主风缸容量 空气压缩机能力
DK-1型制动机 1212L 2.4m3/min
SS9型电力机车主要结构参数
轨距 车钩中心线距轨面高度 机车前后车钩中心距 机车车体底架长度 机车车体宽度 机车全轴距 1435mm 880mm，允差±10mm 22216mm 21000mm 3100mm 15870mm
• SS9改进型机车总体布置采用新型设计平 台的布置方式，即采用中央直通走廊（宽 度不小于600mm）、标准化双司机室、主 变压器采用卧式结构，车内设备采用斜对 称布置方式，使机车重心下降，重量分配 均匀。
第二章电力机车车体
第二章 电力机车车体第二章电力机车车体电力机车从侧面来看，分为上下两大部分结构。
上部称为车体，下部称为转向架。
车体由底架、侧墙、车顶和车顶盖及司机室构成的壳形结构，在车体的内部，安放着各种机械、电气设备。
因此车体不仅需要足够的刚度和强度，以便承受各个方向的静载荷和冲击载荷，而且在结构上要力求满足整齐、通畅，从而为机务乘务人员和检修工作人员提供安全、方便的工作场所。
本章以SS4改和HXD1、HXD3型电力机车为主型机车，除了对车体的功能、要求和类型作必要的阐述外，将重点介绍上述3种车型车体的结构组成和特点。
第一节 车体概述一、车体的功能车体就是电力机车上部的车厢部分，如图2-1所示。
它的用途主要表现在以下几个方面：（1）用来安装各种电气设备和机械设备，并保护车体内各种设备不受雨、雪、风沙的侵袭。
（2）是乘务人员操纵、维修、保养机车的场所。
1电力机车构造2（3）传递垂向力：承受车体内各种设备的重量，并经支承装置传给转向架以至钢轨。
（4）传递纵向力：接受转向架传来的牵引力、制动力，并传给设在车体两端的牵引缓冲装置，以便牵引列车运行或实行制动。
（5）传递横向力：机车在运行时，还要承受各种原因形成的横向力的作用，如离心力、风力等。
图2-1 电力机车结构图二、对车体的要求由于车体的作用和工作时受力的复杂性，为了使电力机车安全平稳的运行，车体必须满足以下几点：（1）车体尺寸应纳入国家规定的机车车辆限界尺寸内。
（2）有足够的强度和刚度：即在机车允许的设计结构速度内，保证车体骨架结构不发生破坏和较大变形，以确保行车安全和正常使用。
（3）适当减轻自重。
重量分布均匀，重心尽量低，以适应高速行车的需要。
（4）结构要合理。
车体结构必须保证设备安装、检查、保养以及检修更换的便利。
（5）作为先进的动力，车体应尽量改善乘务员的工作条件，完善通风、采光、取暖、瞭望、降噪、乘凉等措施。
第二章 电力机车车体 （6）高速机车要有流线型车体外形，以减少运行时的空气阻力。
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：电力机车是铁路运输中常见的一种机车类型，其工作原理是通过电力驱动机车运行。
了解电力机车的工作原理可以帮助我们更好地理解铁路运输系统的运作方式。
一、电力机车的基本构成1.1 电机：电力机车的关键部件之一，用于将电能转化为机械能，驱动机车运行。
1.2 变压器：用于将高压电能转化为适合电机工作的低压电能。
1.3 控制系统：控制机车的运行速度和方向，确保机车安全稳定地运行。
二、电力机车的供电系统2.1 接触网：供应电力机车的电能来源，通常通过接触网与机车上的受电弓接触传输电能。
2.2 受电弓：连接接触网和机车的部件，负责接受接触网传输的电能。
2.3 集电装置：将受电弓接收到的电能传输给机车内部的电气系统。
三、电力机车的牵引系统3.1 牵引变流器：将接收到的电能转化为适合电机的交流电，以驱动电机运行。
3.2 传动系统：将电机的动力传递给机车的车轮，推动机车行驶。
3.3 制动系统：用于控制机车的速度和停车，确保机车在行驶过程中安全平稳。
四、电力机车的辅助系统4.1 空气压缩机：为机车提供制动、悬挂和空调等系统所需的气压。
4.2 冷却系统：保持机车内部电气设备的正常工作温度，避免过热损坏。
4.3 供电系统：为机车内部各种设备提供电能，确保机车正常运行。
五、电力机车的运行控制5.1 速度控制：通过控制电机的转速和电力输出，调节机车的运行速度。
5.2 方向控制：通过控制电机的运行方向，实现机车的前进、后退等运行方向。
5.3 紧急制动：在紧急情况下，启动机车的制动系统，迅速停止机车的运行，确保安全。
结论：电力机车是铁路运输中重要的机车类型，其工作原理涉及多个方面的技术和系统。
通过了解电力机车的工作原理，我们可以更好地理解铁路运输系统的运行方式，提高对铁路运输的安全性和效率。
铁路机车—电力机车的结构组成及特点
任务3 电力机车
电力机车的总体结构——机械部分
电力机车机械部分：包括车体、转向架、牵引连接装置、车钩缓冲 装置。
任务3 电力机车
电力机车的总体结构——电气部分
电力机车电气部分：包括电气设备及连接导线。电气设备主要有牵 引电机、牵引变压器、整流硅机组及各种电器等。
任务3 电力机车
电力机车的总体结构——空气管路系统
从接触网上引入的仍然是单相交流电，首先把单相交流电整流成直 流电，然后再把直流电逆变成可以使频率变化的三相交流电供三相异步 电动机使用。这种机车具有优良的牵引能力。
任务3 电力机车
电力机车的总体结构
电力机车是由电气部分、机械部分、空气管路系统三大部分组成。 电气部分：包括电气设备及连接导线。电气设备主要有牵引电机、 牵引变压器、整流硅机组及各种电器等； 机械部分：包括车体、转向架、牵引连接装置、车钩缓冲装置； 空气管路系统：包括风源系统、制动机管路、控制及辅助管路。
任务3 电力机车
电力机车的特点——交-直流电力机车
采用交流制供电，世界上大多数国家都采用工频（50Hz）交流制， 或25Hz低频交流制。电力机车采用直流串励电动机（优点是调速简单）， 由于接触网电压比直流制时提高了很多，接触导线的直径可以相对减小。
任务3 电力机车
电力机车的特点——交-直-交流电力机车
直-直流电力机车
交-直流电力机车
交-直-交流电力机车
任务3 电力机车
电力机车的特点——直-直流电力机车
采用直流制供电，牵引变电所内设有整流装置，它将三相交流电变 成直流电后，再送到接触网上。电力机车可直接从接触网上取得直流电 供给直流串励牵引电动机使用，简化了机车上的设备。直流制的缺点是 接触网的电压低，一般为1500V或3000V，接触导线要求很粗，要消耗 大量的有色金属，多用于工矿机车。
HXD3电力机车部件
• 逆变器单元同整流器单元一样使用模块化IGBT元件、实现单 元的标准化。
• 通过采用IGBT元件和32bit高速演算控制装置的配合，采用矢 量控制方式，来实现电机转矩的控制，达到快速响应，提高 粘着利用率和实现空转滑行保护控制。
• 10）将通过强大电流的低压出线装置分别安装在主变流 器最近处，使其间连线最短。
机车主要部件介绍
主变压器主要技术数据
• 型号
FPWR1
• 机车网压范围(kV) 17.5～31
• 频率(Hz)
50
• 冷却方式
强迫油循环风冷ODAF
• 通风量
234000m3/h
• 油流量
48 m3/h
• 出线端子号
机车主要部件介绍
３、高压电压互感器
型号
GSEFB-25FGR0 25kV/100V
输入电压 25kV/50Hz（工作电压范围17～31KV）
输出电压 100V
额定容量 30VA
二次最大电流 4A
精度
1.0级
耐压
170kV(冲击) 70kV (工频)
重量
约58 kg
机车主要部件介绍
4、高压电流互感器
整流器单元1台+逆变器单元1台 ×2组 ⁄ 机车 • (2) 主回路输入 单相399V — 50Hz • (3) 主回路输出
CVCF 230KVA — 380V — 50Hz — p. f. = 0.85 VVVF 230KVA — 380V — 50Hz — p. f. = 0.85 频率可变范围 0.2 ~ 50Hz 电压可变范围 2 ~ 380V
1.电力机车总体介绍
（3）曲线通过性能好。机车在曲线上运行时要遇到 几何位移和横向力等特殊问题。高速下能否安全顺 利的通过曲线，尽量减轻缘轨间的磨耗，与转向架、 支承装置性能的优劣，有很大关系。 （4）黏着重量利用系数大。机车在牵引运行中，其 黏着重量的大小必然要发生变化，轴重要发生转移。 减载最大的轴将首先发生空转，牵引力就受到了严 重限制。轴重转移的程度与转向架的结构、尺寸有 直接的关系。为保证充分发挥机车牵引力，在这方 面也必须进行精心的计算与试验，以确定最佳方案。
（2）字母表示法 规则:以英文字母表示动轴数,如A即1，B即2，C即 3，D即4等。注脚“0”表示每一动轴为单独驱动； 无注脚表示动轴为成组驱动。 这样，上例中2-2表示为B-B，30-30表示为C0-C0； 20-20-20-20表示为B0-B0-B0-B0。 各数字或字母之间的连接号“-”往往被省略，因 此上例常写成BB；C0C0；B0B0B0B0。
空气管路系统包括空气制动机管路系统、控制气路 系统和辅助气路系统三部分，分别实现机车的空气 制动、机车上各种设备的风动控制，并向各种风动 器械供风。 电力机车钳工是指使用工、夹、量具、仪器仪表及 检修设备进行电力机车机械装置维护、修理和调试 的人员。按国家职业标准电力机车钳工共分为五个 等分，包括初级工（国家职业资格五级）、中级工 （国家职业资格四级）、高级工（国家职业资格三 级）、技师（国家职业资格二级）和高级技师（国 家职业资格一级）。
（5）在满足上述各项要求的前提下，还要求转向架 的结构简单，造价低，工作可靠，维修量小，甚至 除旋轮外，实现百万公里无维修。 由上面分析可知，电力机车机械部分的性能好坏， 将直接影响到机车牵引力的充分发挥和运行的安全 平稳。提高机车设计制造水平是提高机械部分的质 量和性能的一个十分重要的方面。
电力机车机械部分
电力机车机械部分 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】填空2电力机车机械部分包括车体转向架车体与转向架连接装置和牵引缓冲装置组成。
3电力机车电气部分的主要功用是将来自接触网的电能变为牵引列车所需要的机械能实现能量转换，同时实现对机车的控制。
9排障器的作用主要是排除线路上的障碍物确保列车运行安全。
排障器底面距轨面的高度是110+—10mm。
10SS4改电力机车单节车共有4个车顶盖，从前至后依次为第一高压室顶盖变压器室第二高压室顶盖和辅助室。
11车体按不同用途可分为工业用电力机车和干线运输大功率电力机车。
12某机车走行部为三台六轴转向架，各轴为单独驱动，其轴列式用字母法表示为Bo-Bo-Bo.17机车设备布置要求重量分配均匀，目的是减少机车轴重保持平合保证牵引力的充分发挥。
18机车设备布置必须保持重量分配均匀，目的是在于使机车车轴重保持均衡，以利于牵引力的充分发挥1按工作原理分电力机车通风机分为离心式通风机和轴流式通风机。
2SS4改电力机车通风系统设有牵引通风系统主变压器油散热器通风系统和制动通风系统。
3SS4改电力机车牵引通风系统的冷却对象为牵引电动机PFC电容柜和整流硅机组。
5电力机车空气管路系统包括风源系统辅助系统控制管路系统和制动机四大部分组成。
7空气干燥器是风源系统中用来清除机车压缩空气中的油分水分尘埃等机械杂质，它具有再生作用。
9风缸系统由高压控制阀（517KF）来自动控制压缩机电机电路的闭合和断开工作从而达到调节总风缸内空气压力的目的。
11SS4改电力机车控制管路系统主要由主断路器受电弓门联锁阀和高压电气柜等设备提供压缩空气。
12控制风缸102的设置是为了稳定控制管路系统内的风压，防止分合闸操作时引起的压力波动。
13在机车受电弓升起时，为了保证与高压区隔离，在升弓通路中设置了保护电空阀（287YV）和门联锁阀（37、38）16机车停放前，为了保证下次使用时的升弓合闸操作，应将控制风缸内的压缩空气充至大于900KPa，然后关闭塞门97.5转向架的作用是传力承受转向和缓冲.9机车轮对的轮箍由轮缘和踏面组成10轮箍与轮心套装过紧，会引起轮箍崩裂套装过松容易引起轮箍弛缓12轮箍外表面与钢轨顶面接触的部分称为踏面，与钢轨内侧面接触的部分称为轮缘15轴箱与转向架构架的连接方式称为轴箱定位18轴向定位起到了固定轴距和限制轮对活动范围的作用20机车上常用的弹性元件有板弹簧圆弹簧和橡胶弹簧三种21主悬挂设置在转向架构架和轴箱之间22次悬挂设置在车体底架和转向架之间23对于速度低的机车其悬挂装置的特点是一系软二系硬24对于速度高的机车其悬挂装置的特点是一系硬二系软30牵引电机的悬挂方式大致可分为轴悬式架悬式和体悬式三种31电机悬挂中，架悬式和体悬式又称全悬式34机车每走行（40~50）*104km时需对轴箱进行一次全面检查。
电力机车车体- HXD3电力机车车体结构认知
项目一
电力机车总述
任务四 HXD3电力机车车体结构认知
HXD3型电力机车是我国 第一批和谐型电力机车，首台于 2006年12月下线。是由大连机 车车辆有限公司生产，总功率 7200KW，轴列式为C0-C0。
任务四 HXD3电力机车车体结构认知
任务四 HXD3电力机车车体结构认知
任务四 HXD3电力机车车体结构认知
三、HXD1型机车车体结构
2. 司机室： 司机室钢结构的所有板梁
厚度均为8 mm，司机室内部采 用铝板装修。前窗玻璃为一块 柱面玻璃，直接黏结于司机室 的风挡玻璃框上，侧窗采用提 拉式结构。司机室各墙、顶棚、 地板都添加防寒隔声材料。司 机室门采用气密封整体门，即 门和门框是一个整体，门框直 接安装到司机室门洞口钢结构 上。
任务四 HXD3电力机车车体结构认知
三、HXD1型机车车体结构
3. 侧墙及隔墙： 侧墙承担了大部分的垂直
载荷，侧墙立柱都与底架边梁 相连。为了将底架的力有效地 传递到蒙皮，使整个蒙皮能均 匀地承受载荷，配置了由立柱 和横梁组成的骨架网格，网格 梁全部采用 120 mm×80 mm×8 mm的方管。
下部排障器上方，为底架、司 机室与排障器的过渡部件，主 要由2.5 mm厚的蒙皮和8 mm厚 的纵横板梁骨架组焊而成。
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三、HXD1型机车车体结构
1. 底架装配： 底架是机车主要承载部件，
它不但承受车体本身的质量和 车内所有设备的质量，同时还 传递牵引力和制动力以及复杂 的动应力。
任务四 HXD3电力机车车体结构认知
三、HXD1型机车车体结构
1. 底架装配： HXD3型车体底架主要分端
梁、旁承梁、中梁（变压器 梁）、边梁等。其中端梁安装 有钩缓装置用以牵引，中梁下 面吊挂着主变压器，旁承梁则 通过旁承座连接转向架支撑整 个车体。
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7.2.1 主电路
• 主电路主要由受电弓、主断路器、高压电流互 感器、变压器、硅整流装置、牵引电机、高压 电器柜、平波电抗器、制动电阻柜及电路保护 装置等组成，是产生机车牵引力和制动力的主 体电路，或称动力电路。
• 主电路又按电压级可分为网侧（25kV侧）高压 电路、调压整流电路和牵引制动电路三级。 +(保护电路)
7.2.3 控制电路和电子电路
SS3B控制电路由六大部分： • 控制电源、调速控制电路、保护控制电路、整
备控制电路、照明控制电路、信号控制电路 电子电路包括电子控制柜和电源控制柜 • 电子控制柜：实现机车的牵引、制动控制，空
转、滑行保护控制等。 • 控制电源柜：产生稳定的直流110V控制电源，
提供直流48、24、15V
阀、止回阀、油水分离器、总风缸等。 二、控制气路： • 辅助空气压缩机、分水滤气器、换向阀、门联锁阀等。 三、辅助气路 • 撒砂器，刮雨器，高、低音风笛及其风管路所组成。 四、制动机 • 是空气管路系统的一个主要组成部分，也是机车的一个重
要部件。ss3型采用了我国自行研制DK-1型电空制动机。
作业：
• 控制电路就即主令电路，司机通过主令电路发出指 令来间接控制机车主电路及辅助电路，以完成各种 工况的操作。它由110V直流稳压电源，蓄电池组， 及控制机车牵引、制动、向前、向后、加速停车， 控制各辅助机械开停和各照明工作等有关的主令电 器，各种功能的低压电器及开关等组成。
• 电子电路主要环节有牵引特性控制，电制动特性控 制，空转、滑行保护装置控制等。
7.3 机械系统
• 转向架：两台完全相同并各自独立的转向架， C0-C0，即六根车轴全部是动轴，且单独传动 方式。
• 车体 ：两端司机结构。车内设备按斜对称平面 布置。全车共分七个室。
Ⅱ Ⅱ Ⅱ
Ⅰ Ⅰ Ⅰ
端端端变端端端
司辅高压高辅司
机助压器压助机
室室室
室室室
7.4 空气管路系统
• 风源，制动机管路，控制管路和辅助管路系统 一、风源 • 两台NPT-5型空气压缩机组、空气压力调节器、高压安全
交直型电力机车主电路基本情况
C0-C0
7.2.1主电路
• 调压方式：主变低压侧晶闸管不等分三段半控 桥式相控调压方式。一桥为1/2U半控大桥，二、 三桥均为1/4U半控小桥。
7.2.1 主电路
• 整流方式：单相不等分全波桥式整流电路 • 供电方式：转向架独立供电方式 • 电阻制动：电阻制动、低速加馈 • 保护形式：有短路、过流、过载、过电压、
• 简述某一型电力机车的三大系统。 • 查阅资料，画出某一种机车的主电路原理图，简述其基
本特点，如：调压方式、整流方式、供电方式、制动方 式、保护型式等。 • 查阅资料，了解某一种机车的辅助电路原理及各电路模 块。 • 查阅资料，了解某一种机车的控制电路原理，简述所含 的控制电路模块。
4、加馈电阻制动
（续1） SS7E机车 主电路
•牵引绕组a1-x1,a3-x3 电压为675.6V; •a5-x5为励磁绕组 168.9V。
ห้องสมุดไป่ตู้其它机车主电路
7.2.2 辅助电路
• 辅助电路主要由供给三相交流电的劈相机和各 辅助机械——牵引通风机、空气压缩机、制动 风机、油泵以及司机室热风机、电热玻璃、自 用电插座和相应的各电阻接触器等组成。因为 是专向中辅助机械供电的电路，故称辅助电路， 它是保证主电路发挥功率和实现性能所必不可 少的电路。
第七章 电力机车基本构造
7.1 概述
• 各型电力机车技术参数、速度特性、牵 引（力）特性、制动特性、供电特性、 总效率不同
• 各型电力机车包括电气、机械和空气管 路三大系统。
• 不同型号的电力机车采用的上述三大系 统内部结构有所不同
7.2 电气系统
• 以SS3B型电力机车为例，各种电机、电器设 备按其功能和作用、电路电压等级，分别组 成三个基本独立的电路系统，称为主电路、 辅助电路、控制电路（含电子电路）
接地保护等多种功能装置 • 主电路基本型式：“交直传动系统”
7.2.1主电路
电阻制动工况励磁电路原理图
7.2.1主电路
电阻制动工况牵引电机接法
7.2.1 主电路
主电路接地保护系统原理图
（续1）SS7E机车主电路
1、主传动——复励牵引电 动机 C0-C0
2、牵引电机供电方式—— 架控
3、三段半控桥相控整流， 复励电路，无级调压，磁 场削弱采用调节复励电机 的他励电流的无级调节
• 按电压等级可分为380V、220V两个部分。
7.2.2 辅助电路
特点（供电品质）： ➢ 辅助电源有（-24~+16）%超高量的电压波值。 ➢ 由劈相机实现单-三相供电系统，使电压、电流
呈三相不对称供电特性。 ➢ 辅助电源存在高次谐波分量 包括： ➢ 电源电路 ➢ 负载电路 ➢ 保护电路
7. 2.3 控制电路和电子电路