本帖最后由 张治中 于 2013-2-7 09:25 编辑
中国第四代电力机车（2003年以前）
一、三相交流传动技术的前期研究 1960年代末以来，随着电力电子技术的发展，西德、苏联、瑞士和法国等率先投入交流传动电力机车的研制。三相交流传动机车是当今世界机车技术的发展趋势。三相交流传动机车粘着系数高，异步牵引电动机功率大和恒功率范围宽等优异的运行性能，提高了可靠性，解决了对通信信号设备的干扰，减少了磨耗，有良好的维修性，有显著的节能效果，降低了运营成本。 1970年代，株洲所就开始进行交流传动技术的研究，进行交流同步调速系统的研究。1980年代，株洲所开始转入交流异步调速和传动系统研究，先后研制出了200千瓦和300千瓦的交流传动系统。1989年，株洲所在取得铁道部列题和铁道部科学研究院机车车辆研究所的参与的情况下，开始研制1000千瓦交直交地面传动试验系统，经过3年研制出了电力机车交直交传动800—1000千瓦机组， 1992年通过了铁道部成果鉴定。 二、三相交流传动电力机车的开发 1991年，在高速铁道运输新技术研究的总项目下，铁道部与国家计委签定了“交直交传动电力机车研制”的“八五’国家重点科技攻关专题合同。随后，铁道部与株机厂签订了4000千瓦交直交传动电力机车（原型车）部分研制的合同；铁道部又与株洲所、铁科院签订了“4000千瓦交直交电力机车性能参数及其电传动系统的研制”、“4000千瓦交直交电力机车1000千瓦地面试验系统”以及“GTO元件基础应用研究”合同，并且铁道部与西南交大、北方交大、上海铁道学院、大连铁道学院签订了有关中间回路与电容器设计计算程序、谐波测量、三点式GTO交流器（小功率）和并联装置负荷分等专题研究合同。
1992年5月，株洲所提出4000千瓦交直交传动电力机车原型车技术建议书报铁道部。同年6月，铁道部科技司批复并同意技术建议书作为技术设计的依据。同年12月中旬，铁道部科技司在株洲召开原型车技术设计审查会。同时，国产第1台1000千瓦油冷主变流器组装完毕。 1994—1995年，株洲所承担的原型车电传动部分相继投入生产，并开始进行地面调整和在轨道轮试验台上进行地面模拟试验。株机厂也开始进行机械部分的设计，并于1995年下半年开始投产。1996年6月，中国第一台交流传动AC4000型电力机车在株机厂试制成功。1996年以后这台机车在西南交通大学牵引动力国家重点实验室进行试验研究。 AC4000型机车原型车（图6—13）是在1000千瓦交直交传动地面系统试验的基础上，吸收国外类似交直交传动电力机车的先进技术，结合中国传统电力机车的成熟技术与结构特点，研制而成的。AC4000型机车原型车功率（持续）4000千瓦，牵引力（持续）240千牛，轴式B0－B0，最高速度120公里/小时。其技术特点；①优异的牵引性能。1025千瓦异步牵引电机的陡峭的自然特性有利于提高粘着利用，能更好地发挥牵引力。②异步牵引电动机故障率低，牵引性能优异，体积小和重量轻，单轴持续功率国内最大。由于簧下质量小，降低了轮轨作用力。③恒功速度范围宽，有利于实现客货通用；能耗低。④主电路采用转向架供电方式。牵引变压器的4个牵引绕组向4台主变流器供电，每2台主变流器在一个公共的电子装置控制下工作。并向一台转向架的2台牵引电动机供电。交直交变流采用四象限变流器加PWM逆变器（油冷），使牵引和再生制动工况时均可使电网获得近似于1的功率因数，减少了电网损耗，改善了供电品质，消除了对通信信号的干扰。整个主交流器使用的开关元件是不对称晶闸管，由换流电路实现强迫关断。⑤辅助电路采用GTO晶闸管，构成交直交辅助变流器作为电源。全车共有2台辅助变流器，每台包括1台桥式整流器，将牵引变压器辅助绕组的860伏单相交流电压整流产生500伏的直流电压，供给2台逆变器，再分配给各个辅机。⑥电子控制装置采用电子模拟控制和微机控制相结合。微机控制用于控制交流器和牵引电动机；其他的控制采用电子模拟控制。采用微机控制诊断、检测及显示系统。⑦牵引变压器是卧式结构，在车体地板下吊挂式安装。变压器与高散热能力的冷却装置分离。⑧滚动轴承抱轴悬挂，单边直齿传动。 1998年，株机厂、株洲所与德国西门子（中国）公司签订合资兴建交流传动电力机车企业的合同，1999年1月，合资工厂株洲西门子牵引设备有限公司在株洲挂牌开业。引进和吸收国外先进技术，开发投产采用IPM、或IGBT或IGCT等新一代电力电子器件的新型交直交传动的电力机车。这是中国第一家合资生产交流电传动电力机车和交流传动设备的企业。 2000年6月，株机厂在AC4000型机车基础上设计制造出2台DJ型三相交流传动电力机车。该机车主要用于既有干线上牵引速度160公里/小时的准高速旅客列车和客运专线，高速线上双机牵引200公里/小时过境旅客列车。同年，通过了北京环形线安全评估试验和西南交通大学高速整车滚动试验。 DJ型机车（图6—14）功率（持续）4800千瓦，牵引力（持续）206千牛，轴式B0－B0，最高速度220公里/小时。其主要技术特点；①采用交流传动，优异的牵引性能。异步牵引电机持续功率1225千瓦，效率达到96％。②微机控制系统采用全分布式MITRAC，能实现多机重联控制、故障自动隔离、智能诊断和存储记录等功能。③采用一系人字橡胶定位的柔性转向架，提高了曲线通过能力。④车体结构轻，外形流线化。在国内首次采用车顶夹层独立通风。⑤辅助系统采用双套辅助变流器供电，供电质量好，辅机质量轻，系统冗余度高⑥转向架B0轴式，采用辐板整体式车轮和空心轴，六连杆轮对空心轴传动装置和中间推 挽式牵引装置，国内首次在机车上采用轮盘一体化制动装置。⑦牵引变压器是大功率全去耦卧式结构，容量达到6952千瓦。⑧包厢式驾驶台和整体司机室符合现代人机工程原理。屏柜设计遵循模块化、集成化的原则，为将来交流机车、动车系列化和派生设计打下了基础。 西门子股份公司交通运输部专门为中国铁路设计了DJ1型三相交流传动电力机车。该型机车共制造20台。2001年，西门子股份公司在奥地利的格拉茨工厂制造出前3台机车。2001——2002年间，株洲西门子牵引设备有限公司采用西门子股份公司提供的机车零部件，制造出后17台。交付郑州铁路局宝鸡机务段、北京局的湖东电力机务段运用。 摘自《中国铁路机车史》(张治中著 山东教育出版社，2007年出版) | 
发表于 2013-2-7 09:23:07
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