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八轴交流传动快速客运电力机车电气系统设计

王寅  
【摘要】:目前,中国铁路客运电力机车主要由HXD3C、HXD1D、HXD3D等六轴电力机车承担,与传统直流电力机车相比,其在粘着性能、牵引功率、起动牵引力等方面已经有了长足的进步,交流传动技术已显示出其巨大的经济和技术优越性。但是,在山地多、坡道大、曲线多的中国西部地区,既有的六轴客运电力机车无法完全满足运输要求。既有的八轴电力机车主要由SS4G、HXD1、HXD2等3种类型的电力机车承担,但均为货运电力机车,所以急需设计一款适应我国中西部地区的八轴客运电力机车。本论文首先对八轴交流传动快速客运电力机车的特点进行了分析并对电气系统的关键参数进行了设计。然后,以八轴交流传动快速客运电力机车为研究对象,提出了适用于西部铁路运用环境的电力机车电气系统方案,包括网侧高压系统、主传动系统、辅助系统及控制系统。在对电力机车高压系统原理、部件组成和受流供电方式进行了分析的前提下,对八轴交流传动快速客运机车网侧高压系统、网侧检测及保护电路进行了方案设计。在对既有的HXD1、HXD2机车的主传动系统采用异步电机牵引的交直交方案。主传动系统和辅助系统的设计以目前HXD3系列机车成熟稳定的系统设计为平台,牵引电机采用了轴控方式、单节4个主传动系统电路和2个辅助系统电路彼此完全独立,保证了机车的冗余性和高粘着性能。八轴交流传动快速客运电力机车专门设计了列供管理柜,实现对列车供电的管理和与机车通讯的功能,列车供电功率单元采用四象限整流控制技术,并集成在牵引变流器中。八轴交流传动快速客运电力机车采用微机网络控制系统是基于TCN国际标准的车载网络控制系统。通过使用微机控制系统,实现网络化、模块化,使机车具有控制、诊断、检测、传输、显示和存储功能。机车TCN控制网络分为列车级和车辆级两级,具备控制、通讯、故障诊断、动态冗余等功能。在试验中对该快速客运电力机车的牵引/制动特性、整车效率、功率因数等参数进行了考核,试验结果证明该方案可行。


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