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铁路电力机车的结构与分类

2024-8-1 04:38| 发布者: 霸王风月| 查看: 8442| 评论: 0

摘要: 电力机车是指从供电网(接触网)或供电轨中获取电能,再通过电动机驱动车辆行驶的火车。不仅广泛用于干线铁路的运营,而且服务于几乎所有的城市轨道交通中。之前的推送中已经详细说过很多次电力机车的知识,今天我们 ...



电力机车是指从供电网(接触网)或供电轨中获取电能,再通过电动机驱动车辆行驶的火车。不仅广泛用于干线铁路的运营,而且服务于几乎所有的城市轨道交通中。之前的推送中已经详细说过很多次电力机车的知识,今天我们着重讲一下电力机车的结构与分类。

机械部分
包括走行部和车体。走行部是承受车辆自重和载重在钢轨上行走的部件,由2轴或3轴转向架以及安装在其上的弹簧悬挂装置、基础制动装置、轮对和轴箱、齿轮传动装置和牵引电动机悬挂装置组成。


  • 车体用来安放各种设备,同时也是乘务人员的工作场所,由底架、司机室、台架、侧墙和车顶等部分组成。





  • 司机室设在车体的两端,有走廊相通。司机室内安装控制设备,如司机控制器、制动阀、按钮开关、监测仪表和信号灯等。两司机室之间用来安装机车的全部主要设备,有时划分成小室,分别安装辅助机组、开关设备、换流装置以及牵引变压器等。部分电气设备如受电弓、主断路器和避雷器等则安装在车顶上。


  • 车钩缓冲装置安装在车体底架的两端牵引梁上。车体和设备的重量通过车体支承装置传递到转向架上,车体支承装置并起传递牵引力与制动力的作用。

电气部分
机车上的各种电气设备及其连接导线。包括主电路、辅助电路、控制电路以及它们的保护系统。

①主电路:电力机车的最重要组成部分。它决定机车的基本性能,由牵引电动机以及与之相连接的电气设备和导线共同组成。在主电路中流过全部的牵引负载电流,其电压为牵引电动机的工作电压,或者接触网的网压,所以主电路是电力机车上的高电压大电流的动力回路。它将接触网上的电能转变成列车牵引所需的牵引动力。



SS1型电力机车主电路图

②辅助电路:供电给电力机车上的各种辅助电机的电气回路。辅助电机驱动多种辅助机械设备,如冷却牵引电动机和制动电阻用的通风机,供给各种气动器械所需压缩空气的压缩机等。辅助电机可以是直流的,也可以是交流的。

③控制电路:由司机控制器和控制电器的传动线圈和联锁触头等组成的低压小功率电路。控制电路的作用是使机车主电路和辅助电路中的各种电器按照一定的程序动作。这样,电力机车即可按照司机的意图运行。

④保护系统:保证上述各种电路的设施。

空气管路系统
按用途可分为:①供给机车和车辆制动所需压缩空气的空气制动气路系统。②供给机车电气设备所需压缩空气的控制气路系统。③供给机车撒砂装置、风嗽叭和刮雨器等辅助装置所需压缩空气的辅助气路系统。



空气管路系统的作用是风压的通道,为机车受电弓上升,机车制动,机车散热提供风源。

电力机车的分类
电力机车按使用场合可分为:工矿电力机车和干线电力机车两类。


  • 工矿电力机车多采用直流制,功率和速度一般比干线电力机车小,习惯上按机车的粘着重量分级,如150吨,100吨,85吨,70吨,60吨,50吨和更轻的等级。较大吨位机车用于标准轨距线路,较轻型的机车多用于各种窄轨距线路。





  • 干线电力机车按用途可分为客运电力机车,货运电力机车,客货两用电力机车和调车电力机车四种。按照电气化铁路采用的电流制来分类,干线电力机车可分为两类。按照动力分配类型可分为传统电力机车和电力动车组。

电力机车主要优点
1、电力机车具有功率大、速度快、过载能力强、自身负重低、牵引力和加速度大、整备作业时间短、维修量少、能源利用率高、运营费用低、便于实现多机牵引、能采用再生制动以及清洁环保等优点。使用电力机车牵引车列能提高列车运行速度和承载重量,从而大幅度地提高铁路的运输能力和通过能力,特别利于旧铁路的提速。我国的京广、京沪和京九等干线铁路进行电气化升级改造后大面积开行电力机车,有效缩短了列车旅行时间。



2、电力机车清洁环保,运行时不像蒸气机车或柴油机车那样产生废气。供电气化铁路使用的发电厂在采用化石燃料时,均会控制废气排放,除此之外也可使用低污染的风力或水力发电,还能提高热效率。在噪音方面,电力机车在运行时亦比柴油机车安静得多。因此,电力机车十分适用于在城市轨道交通线上运营。

3、在性能上,电力机车不需像蒸汽机车或柴油机车那般自携很重的引擎以及燃料,能减轻自重,因此在加减速和最高速方面均比蒸汽机车和柴油机车优胜,可进一步缩减行车时间,是高速列车、动车组等的第一选择。

电力机车主要缺点
1、电力机车的缺点在于其本身没有动力源,电能来自外部的电缆或电轨,如遇自然灾害、战争等不可抗力状况引发断电就无法运行,导致运输瘫痪,甚至可能引起事故。在最近乌克兰由于电力的原因就恢复了蒸汽机车的运行。混合动力是一种折中方案,即在电力机车上额外配备有应急柴油发电机或增挂柴油发电机车厢,以应付突发的断电状况,但会增加运输成本。

2、电力机车的研制、生产和维修及其所需电气化铁路的建设、运营和维护,都要高昂的费用和高端的技术,导致整条铁路系统的施工难度和养护成本比非电气化铁路的高很多。若在经济贫困、人口稀疏、地势险峻、气候恶劣等环境下修建电气化铁路,将对国家或当地的财政压力和科技水平提出苛刻要求。

3、电力机车依赖电气化铁路,大量的电网电轨设施会存在一定的安全隐患,如果有人肆意闯入铁道或爬上车顶就会诱发触电事故。城市街区中电气化铁路的高压电网如果发生意外坍塌,也易引发触电后果。

(部分内容来源:铁路机车知识、百度百科、观研报告网/铁道知识局)


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