【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 5 5 的先進(jìn)技術(shù)，做過(guò)幾次重大改進(jìn)，使機(jī)車性能和質(zhì)量得到顯著提高，成為我國(guó)干線貨運(yùn)主型機(jī)車。 2 交流傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展 為追蹤世界新型“交 直 交”電力機(jī)車新技術(shù)，更為了滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求 , 推動(dòng)軌道交通裝備技術(shù)進(jìn)步 , 我國(guó)研究、應(yīng)用交流傳動(dòng)技術(shù) , 經(jīng)歷了技術(shù)探索 ( 理論認(rèn)識(shí)與基礎(chǔ)開(kāi) 發(fā) )、引進(jìn)應(yīng)用 ( X2021 動(dòng)車組 )、合作研制 (“藍(lán)箭”動(dòng)車組和 NJ1 內(nèi)燃調(diào)車等 )、自主開(kāi)發(fā)幾個(gè)階段。上世紀(jì) 70 年代 ,我國(guó)開(kāi)始研究交流電傳動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)； 80 年代完成了中等功率交流電傳動(dòng)系統(tǒng)的試驗(yàn)研究； 90 年代初研制了 1Mw大功率變流系統(tǒng)并促進(jìn) AC4000 原型機(jī)車的研制與組裝；90年代中期相繼啟動(dòng)高性能交流傳動(dòng)控制技術(shù)、大功率 GTO 牽引變流器工程化、中大功率 IGBT 牽引變流器、大功率異步牽引電機(jī)等一系列核心技術(shù)的攻關(guān)工程 , 取得了豐碩成果 , 并于本世紀(jì)初開(kāi)始裝車應(yīng)用。 2021 年 9 月我國(guó)自行研制成功 200km/h“奧星”交流傳動(dòng)電力機(jī)車，同年10 月時(shí)速 200km/h 的“藍(lán)箭”號(hào)在廣深線投入使用； 2021 年又研制成功采用交流傳動(dòng)技術(shù)的 200km/h 的“先鋒”號(hào)及 160km/h 的“中原之星”動(dòng)力分散型電動(dòng)車組。從 2021 年開(kāi)始，我國(guó) 分別從日本、德國(guó)、法國(guó)等國(guó)引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，并消化吸收及國(guó)產(chǎn)化，成為“具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)”的動(dòng)車組產(chǎn)品系列 CRH系列動(dòng)車組，它們均屬于強(qiáng)動(dòng)力分散系動(dòng)車組， 這些均預(yù)示著機(jī)車性能的深刻變革，因而成為今后我國(guó)電力機(jī)車的發(fā)展方向。 我國(guó)自主研發(fā)的交流傳動(dòng)產(chǎn)品還有：國(guó)防科技大學(xué)磁浮列車、 DF8BJ 型“西部之光”內(nèi)燃機(jī)車、 DJJ2 型“中華之星”高速動(dòng)車組、 DJ7CJ 型內(nèi)燃機(jī)車、“天梭”電力機(jī)車、 KZ4A 型哈薩克斯坦電力機(jī)車、國(guó)產(chǎn)化地鐵列車、自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)北京地鐵客車等 ,共計(jì) 50 多臺(tái)套。 3 CRH2 型動(dòng)車組的牽引傳動(dòng)系統(tǒng)的現(xiàn)狀 牽引技術(shù)的現(xiàn)狀可從以下五個(gè)方面來(lái)看： （ 1）牽引傳動(dòng)制式。牽引傳動(dòng)制式分為直流傳動(dòng)制式和交流傳動(dòng)制式。目前我國(guó)干線鐵路使用的電力機(jī)車仍以直流傳動(dòng)制式為主，交流傳動(dòng)機(jī)車雖然已經(jīng)有了運(yùn)用，但在電力牽引動(dòng)力中所占的比重很小。由于交流傳動(dòng)機(jī)車性能的優(yōu)越性，國(guó)外的主要機(jī)車生產(chǎn)商早已停止 了直流傳動(dòng)機(jī)車的生產(chǎn)，基本上都是采用交流傳動(dòng)方式的牽引技術(shù)。我國(guó)鐵路牽引的交流傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用才剛剛開(kāi)始，技術(shù)上遠(yuǎn)未達(dá)到成熟的程度。 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 6 6 （ 2）動(dòng)力配置方式。按牽引動(dòng)力配置方式可以分為動(dòng)力集中方式和動(dòng)力分散方式。動(dòng)力集中方式就是傳統(tǒng)的機(jī)車牽引方式，這是我國(guó)目前電力牽引的主要模式，也是我國(guó)鐵路運(yùn)用比較成熟的牽引模式。動(dòng)力分散型動(dòng)車組是日本首創(chuàng)的，動(dòng)力分散方式是城市地鐵牽引模式的進(jìn)化和發(fā)展，是一種發(fā)展迅速的牽引模式。歐洲國(guó)家近年來(lái)也紛紛采用動(dòng)力分散型動(dòng)車組的模式。目前我國(guó)也已經(jīng)有了這種牽引模式的動(dòng)車組，如“中原之星”動(dòng) 車組 ,“先鋒”號(hào)動(dòng)車組以及 CRH 系列動(dòng)車組，但無(wú)論在技術(shù)上還是在運(yùn)用管理上都只是剛剛起步。 （ 3）運(yùn)行速度等級(jí)。我國(guó)已經(jīng)有了 120km／ h 及以下等級(jí)、 160km／ h 等級(jí)、200km／ h等級(jí)、 250km／ h等級(jí)以及 300km／ h的電力機(jī)車或動(dòng)力分散型動(dòng)車組。160km／ h 及其以下等級(jí)的機(jī)車在技術(shù)上已經(jīng)比較成熟，也有了較為成熟的運(yùn)用和管理經(jīng)驗(yàn)；但對(duì)于 250km／ h 及其以上等級(jí)機(jī)車 的應(yīng)用才剛剛開(kāi)始，技術(shù)上也還不夠成熟。 （ 4）車載牽引功率。車載功率可以從總功率和單軸功率兩個(gè)方面來(lái)看：我國(guó)直流傳動(dòng)機(jī)車的車載總功率最大為 6400kW(SS4 型機(jī)車 )，單軸功率最大為900kW(SS8 型機(jī)車 )；交流傳動(dòng)機(jī)車的車載總功率最大為 7200kw(SSJ3 型機(jī)車 )，單軸功率最大為 1200kW(“中華之星”動(dòng)車組 )。作為單軸 1200kW 的交流傳動(dòng)機(jī)車來(lái)說(shuō)，已經(jīng)達(dá)到了較高的水平，只是在技術(shù)上還不夠成熟。 （ 5）牽引控制系統(tǒng)。我國(guó)鐵路機(jī)車已經(jīng)普遍采用微機(jī)作為牽引控制系統(tǒng)，但在直流傳動(dòng)機(jī)車上仍有相當(dāng)數(shù)量的模擬 電子控制系統(tǒng)。動(dòng)車組上已經(jīng)開(kāi)始使用列車和車廂的通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)控制和信息交換，初步形成了分布式控制的雛形。但目前還沒(méi)有我們自己的、成熟可靠的微機(jī)控制系統(tǒng)產(chǎn)品，控制網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用尚待完善。 以上諸方面的關(guān)系是相互交叉和相容的。根據(jù)上述分析，可以說(shuō)我國(guó)鐵路在牽引的技術(shù)方面已經(jīng)基本達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平，只是在技術(shù)的成熟度和產(chǎn)品的可靠性方面需要進(jìn)一步提高?？偟膩?lái)說(shuō)目前在牽引系統(tǒng)方面，“中華之星”和“先鋒”號(hào)動(dòng)車組的技術(shù)含量相當(dāng)高，已經(jīng)試驗(yàn)運(yùn)行了 50 多萬(wàn) km，有很多經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，而作為中國(guó)鐵路第六次大提速上線運(yùn)行的動(dòng)車組 —— 和諧號(hào)動(dòng)車組的技術(shù)，可以作為我國(guó)牽引動(dòng)力技術(shù)最高水平的代表。 CRH2 動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng) CRH2 動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)原理 CRH2 動(dòng)車組采用交流傳動(dòng)系統(tǒng)，主要由受電弓、牽引變壓器、四象限變流器、中間環(huán)節(jié)、牽引逆變器、牽引電機(jī)、齒輪傳動(dòng)等組成。動(dòng)車組受電弓從接觸網(wǎng) AC25KV/50HZ 電源，為了滿足動(dòng)車組牽引特性的要求，牽引電機(jī)需要電壓頻湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 7 7 率均可調(diào)節(jié)的三相交流電源。如圖 CRH2 牽引傳動(dòng)系統(tǒng)主電路 受電弓從接觸網(wǎng) 25KV/50HZ 單相交流電網(wǎng)受電，通過(guò)主斷路器 VCB 連接到牽引變壓器原邊繞組。主電路開(kāi)閉由 VCB 控制。牽引變壓器牽引繞組設(shè)兩組，原邊繞組電壓為 25KV 時(shí)，牽引繞組電壓為 1500v。牽引變流器在 M M2 車上，由一臺(tái)四象限脈沖整流器和逆變器及中間直流回路構(gòu)成，運(yùn)行時(shí)除實(shí)施牽引電動(dòng)機(jī)電力供應(yīng)和制動(dòng)時(shí)的再生制動(dòng)外，還具備相應(yīng)的保護(hù)功能。主電路簡(jiǎn)圖如圖 所示 圖 主電路簡(jiǎn)圖 湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8 8 CRH2 動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)控制電路 CRH2 動(dòng)車組牽引傳動(dòng)系統(tǒng)控制電路如圖 所示 圖 牽引傳動(dòng)系統(tǒng)控制電路 控制方式為脈沖整流控制，逆變器控制和牽引電機(jī)控制三個(gè)部分 脈沖整流器控制 :牽引變壓器牽引繞組輸出的 AC1500V,50Hz 電源輸入脈沖整流器。脈沖整流器由單相三點(diǎn)式 PWM 變流器，變流接觸器 K 組成。采用無(wú)接點(diǎn)控制裝置，從而實(shí)現(xiàn)了輸出直流電壓 2600V~3000V 定壓控制，牽引變壓器原邊單位功率因數(shù)的控制以及無(wú)接點(diǎn)控制裝置保護(hù)。再生制動(dòng)時(shí)接受支撐電容器輸出的直流 3000V 電壓，向牽引變壓器提供的 AC1500V,50Hz。 逆變器控制 :逆變側(cè)采用了 VVVF 的控制方式，整流器輸入給支撐電容器的直流電壓，依據(jù)無(wú)接點(diǎn)控制裝置控制信號(hào)，輸出