电力牵引传动系统(1)

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1、现代轨道车辆牵引传动与控制第二篇电力牵引传动系统第一章电力机车传动系统简介胡汉春西南交通大学机械工程学院第一节概述2第一节概述（一）电力牵引的特点电力机车属非自带能源式机车，电力牵引具有一系列内燃牵引所不及的优越性，表现在以下几方面：1、电力机车的功率大内燃机车功率受到柴油机本身容量、尺寸和重量的限制，故机车功率不能过大。而电力机车不受上述条件的限制，机车功率（或单位重量功率）要大得多，目前轴功率已达1000kW（若交流牵引电动机可达1600kW）。一台电力机车的牵引能力相当于1.5台（或更多一些）内燃机车的牵引能力。由于电力机车功率大、起动快、允许速度高，所以能够

2、多拉快跑，极大地提高了线路的通过能力和输送能力。3第一节概述（一）电力牵引的特点2、电力机车的效率高由于电力牵引所需的电能是由发电厂（或电站）集中产生，因此燃料的利用率要比内燃牵引高得多。由火电厂供电的电力牵引的效率高达35%，由水电站供电的电力牵引则更高，可达60%以上。而内燃牵引的效率约为25%左右，而且柴油价格较贵，有燃烧排放污染。3、电力机车的过载能力强机车在起动列车或牵引列车通过限制坡道时，其过载能力具有很大的意义。由于电力机车的过载能力不会受到能源供给的限制，而牵引电动机的短时过载能力总是比较大。因此，电力机车所需的起动加速时间一般约为内燃机车的1/2，

3、从而能够提高列车速度。4第一节概述（一）电力牵引的特点4、电力机车的运营费用较低（1）功率大、起动快、运行速度高、过载能力强、可以多拉快跑；（2）整备距离长、适合于长交路，提高了机车的利用率；（3）检修周期长、日常维护保养工作量也小。一般情况下，电力牵引的运营费用比内燃牵引要低15%左右。此外，由于电力机车运行过程中不污染环境，对于大型铁路枢纽站及隧道长而多的线路而言，其意义重大。5第一节概述（一）电力牵引的特点缺点：（1）对通讯方面所带来的谐波干扰问题；（2）相控调压所引起的功率因数较低的问题；（3）离不开牵引变电所和接触网等沿线的供电设备，使其机动性较差，且线路

4、电气化投资较大。一般在客货运输特别繁忙的主要铁干线，线路坡道陡、隧道多又长的山区铁路干线，大运量的集中运煤专线，适宜采用电力牵引。6第一节概述（二）电力机车的传动方式接触网I受电弓(电流)牵引传动调速系统牵引电机牵引电机I轨道交通车辆电力传动方式按接触网和牵引电动机所采用的电流制进行分类，分为：（1）直-直流传动；（2）交-直流传动；（3）直-交流传动；（4）交-直-交流传动。7第一节概述（1）直-直流传动由直流接触网供电，机车采用直流牵引电机。直流电经直流变换器（DC-DC）向直（脉）流牵引电机供电。直流接触网受电弓DC-DC－Ｍ直流牵引电机－8第一节概述（2）交

5、-直流传动由交流接触网供电，机车采用直流牵引电机。交流电经整流器整流为直流电，向直（脉）流牵引电机供电。交流接触网整流器牵引变压器～Ｍ直流牵引电机－9第一节概述（3）直-交流传动由直流接触网供电，机车采用交流牵引电机。直流电经晶闸管或其他新型电力电子器件构成的逆变器将直流电转换为可调压、变频的三相交流电，再向交流牵引电机供电。直流接触网逆变器－交流Ｍ3～牵引电机～10第一节概述（4）交-直-交流传动由交流接触网供电，车辆采用交流牵引电机。交流电经整流器整流为直流电（中间直流环节），再经逆变器将直流电转换为可调压、变频的三相交流电，向交流牵引电机供电。交流接触网整流器

6、逆变器牵引变压器～－交流Ｍ3～牵引电机－～11第二节电力牵引供电系统12第二节电力牵引供电系统（一）牵引供电系统的组成由发电厂发出的电能经过变压器升压后，由输电线L送往区域变电所A，进行电能的再分配。牵引供电系统的电能一般由区域变电所供给或由发电厂直接供给。为了保证供电的可靠性，要求由两个独立电源供电或一个电源两个回路供电。图中B为地方变电所。牵引供电系统包括牵引变电所C和牵引网两大部分，牵引网又包括馈电线D、接触网E、轨道回路F、回流线G等部份。电力机车或电动车组则是牵引供电系统的负荷。13第二节电力牵引供电系统（一）牵引供电系统的组成14第二节电力牵引供电系统（

7、一）牵引供电系统的组成当前世界各国电力牵引使用的主要制式有直流制、低频单相交流制和工频单相交流制。工频单向交流制由于采用了工业频率，无须专用设备，因而系统结构可以大为简化；又由于采用交流电，电压水平可以大幅度提高，从而可以减小导线面积，减少电压损失，使接触网结构简化，供电距离延长，减少变电所的数量，节省投资，因此这种制式具有更大的发展前景。我国干线电气化区段采用的是工频单相25千伏的制式。15第二节电力牵引供电系统（二）牵引变电所电力牵引系统（即电气化铁路）是由电力机车和牵引供电装置两大部分组成。牵引变电所将三相高压交流电（一般为110千伏）变换成单相交流电—接