模块0 绪论《列车电力传动与控制》教学课件.pptVIP

中国铁路运输发展现状附件2铁路牵引动力发展历程自1825年第一条铁路在英国诞生以来，铁路牵引动力随着技术的发展，经历了从蒸汽机车到电力、内燃机车牵引阶段。目前，各国基本都是以电力机车或内燃机车作为牵引动力，内燃机车主要采用电力传动。主要发达国家在上世纪90年代都已实现交流传动。列车的牵引性能、速度、功率、控制模式等有了很大的提高，实现了传统机/列车向现代机/列车的跨越。交流传动技术、现代转向架技术、分布式网络控制技术的应用，是现代列车的主要标志。牵引动力的配置模式主要有动力集中和动力分散两种。动力集中是将列车所需动力集中于列车两端动力车的各动轴上，形成推挽式牵引；动力分散就是将列车所需动力分散置于各车辆轴或大部分车辆轴上。动力分散主要应用于300km/h及以上的高速动车组，动力集中式主要应用于300km/h以下的列车牵引。任何交通工具的发展，都是伴随着提高载重和速度这两个要素而进行。要实现“重载、高速”，首先要有足够大的牵引功率，因此现代牵引动力的基本特点是“大功率”，这尤其体现在单轴功率的提高上。目前国外的交流传动电力机车单轴功率已发展到了1200kW---1600kW，最高达到1840kW。当然，单轴功率的提高不是无止境的，它受到物理学、运动学的制约，既应该同电力机车性能相匹配、又能充分发挥粘着性能。现代的货运机车单轴功率都在1000kw以上,目前交流传动电力机车的单轴功率为1200—1600kW,且已被各国普遍采纳。**动力集中与动力分散的变迁蒸汽机车(2370kW)内燃机车(4800kW)电力机车(9600kW)铁路牵引动力发展过程一、蒸汽机车蒸汽机车在铁路运输发展中起到了巨大的作用，自1803年开始经历了多次改进，生产制造了许多型号的蒸汽机车，满足了当时铁路牵引之需要，推动了经济发展和社会进步，至中国大同机车厂前进型蒸汽机车停止生产、退出我国铁路干线牵引，历经190余年。蒸汽机车的发展历程就是一部近代铁路技术发展史。蒸汽机车最大功率达2370kW，最高速度为200km/h。**曾经的宏大气势，如今看了别样滋味……最早在轨道上运行的机车英国人理查德特里.维西克制造了一台单汽缸和大飞轮的蒸汽机车，1804年2月29日在专门铺设的轨道上试车成功，牵引5辆车厢，时速8公里，被命名为“新城堡号”。1825年9月27日，世界上第一条永久性公用运输设施，英国斯托克顿--达林顿铁路的通车典礼上，斯蒂芬森亲自驾驶“旅行”号从伊库拉因车站出发，驶向斯托克顿。下午3点47分到达目的地，共运行了31.8公里。“旅行”号机车现陈列于达林顿车站，编号为“№1”。乔治·斯蒂芬森也因此被人们尊称为“蒸汽机车之父”。2.软开关技术为进一步减小变流器中开关器件的开关损耗和通态损耗，采用软开关技术可以在零电流或零电压状态下实施换流。软开关需要两方面的条件：重复地使器件上的电压为零，或强迫流过器件的电流为零，并随即保持一个足够长的时间以完成换流；器件必须在零电压或零电流期间尽快完成换流过程。目前主要采用谐振直流环节和谐振吸收回路。3.永磁同步电动机直接驱动技术牵引电动机在输出功率与安装空间之间总是存在矛盾，设计中不可避免地要增加输出转速以减小电动机体积，传统的牵引电动机都是通过齿轮箱与动轮耦合。齿轮箱本省的故障也较多，在一定程度上影响着传动系统的可靠性及维修成本。若取消齿轮箱采用直接驱动，将牵引电动机与动轴直接耦合起来，电动机输出转矩不经过齿轮而直接传递到动轮上，可节省齿轮及润滑装置的制造、维修费用，消除齿轮传动的能耗，降低噪音。永磁（钴、钐材料具有很高的磁能积，对温度变化不敏感）同步牵引电动机是直接驱动的最佳电动机，也是直接驱动研究的热点，具有极对数多、转矩密度高、体积小、质量轻、输出功率大、控制简单**可靠性高、功率因数及效率高等优点。现代稀土永磁同步电动机朝着大功率、高转矩、微型化方向发展。西门子已研制出了500kW永磁同步电动机，AGV已采用永磁同步牵引电动机驱动。永磁同步电动机与异步电动机相比，没有励磁电流，可获得更高的功率因数（在低速时尤为突出）。在同等条件下，定子电流、铜耗较小，稳定运行时无转子铜耗，总损耗降低，通风冷却系统容量减小甚至可取消，效率可提高2%~8%，而体积比异步电动机小1/3。同时在25%~120%额定负载范围内均可保持较高的功率因数和效率，使其在轻载运行和持续运行时节能效果显著。永磁同步牵引电动机因