電力機車論文

1、 論電力機車的通風系統(tǒng) 院系：西安學習中心 專業(yè)：電力機車 學號：14923390 姓名：喬康引言：我國電力機車遵循大力發(fā)展電力牽引和內(nèi)燃牽引，以電力牽引為主的方針，自第一條電氣化鐵路問世至今，實現(xiàn)了速度高、效率高、過載能力強、運輸能力強、經(jīng)濟效果顯著等優(yōu)越性，按用途可分為客運電力機車、貨運電力機車、客貨兩用電力機車、調(diào)車電力機車，按傳動形式不同可分為具有個別傳動的電力機車和具有組合傳動的電力機車，按電流制不同可分為直流電力機車和交流電力機車。 機車先通過電弓從接觸網(wǎng)（就是天上的電線）上受電，在經(jīng)過機車上的牽引變壓器，整流柜，逆變，然后傳入牽引電機帶動機車，最后通過車輪傳入鋼軌。形成一個巧妙的

2、電路。電力機車的通風系統(tǒng)有：主變壓器的油循環(huán)風冷系統(tǒng)、牽引電機和整流柜（有些車沒有了）的離心通風機冷卻系統(tǒng)和制動電阻帶有制動風機冷卻。一通風機的類型和特點: 按照工作原理，通風機可分為兩大類型。 1. 離心式：離心式的通風機又被稱之為鼓風機，它是工業(yè)上采用最為廣泛的一種類型的通風機，此類型通風機的結構包括蝸殼、葉輪、電動機。作用原理：當葉輪在蝸殼內(nèi)作高速旋轉時，葉片間的空氣也被迫作高速旋轉，在離心力的作用下，沿葉輪甩出來，以一定的速度速度沿蝸殼經(jīng)出風口進入風道，由于葉輪間形成真空，外界空氣不斷從葉輪軸向進風口被吸入，把空氣的流速轉變?yōu)閴簭?，使風道的風壓得到升高。2. .軸流式：軸流式的通風機也

3、經(jīng)常被稱之為風扇。這種類型通風機的結構：電動機、風道、葉片。作用原理：葉輪在電動機驅(qū)動下高速旋轉，由于葉片有一定的斜度，形成空氣的軸向流動，葉輪背面形成真空，外界空氣不斷補入。二、通風機在電力機車上的應用:離心式和軸流式的通風機在電力機車通風系統(tǒng)中均有被采用。由各自類型的通風機的特點可以看出，在有一些距車體比較遠的設備，例如常見的牽引電機，一般都是用離心式的通風機來進行冷卻；而一些設備由于其位置的局限性，比如制動的電阻柜，經(jīng)常都是用軸流式的通風機來冷卻。我國直流傳動電力機車及動力車通風系統(tǒng)基本上是采用車體通風方式，如除SS7D和SS9改機車之外，所有SS型電力機車和DDJ1型（大白鯊）動力車都

4、是采用這種通風方式。其具體過程是空氣從側墻大面積百葉窗進入，經(jīng)過濾網(wǎng)進入車體機械室，然后由各通風支路風機送入各相應需要冷卻的部件進行強迫通風冷卻。K型電力機車采用慣性濾清進風方式，進風口百葉窗和慣性濾清器安裝在車體側墻后部的左右兩側。車體兩側走廊構成了車體冷卻通風的支路，機車上所有的通風機都是從車體內(nèi)吸風的，因此8K機車通風系統(tǒng)也屬于車體通風方式。到2000年，大同機車廠研制了采用獨立通風系統(tǒng)的SS 7 D型電力機車。其牽引通風系統(tǒng)是小頂蓋獨立通風方式。由于設備布置是雙邊走廊形式，采用兩側側墻上部和斜面部分吸風，與獨立通風方式相比有明顯不同。這種設計方案要求風道橫跨走廊，存在夾層通風方式的缺點

5、，占了走廊高度部分空間；但是由于保留了進風面積大的特點，加上進風口防雨設計合理，風道路徑長，一定程度上降低了系統(tǒng)進風風速，有利于防水效果的提高。2002年8月，株洲電力機車廠也研制出廠了采用獨立通風系統(tǒng)的直流機車SS 9改。SS 9改機車采用了獨立通風系統(tǒng)常用的中間走廊的設備布置方式。由于進風口風道短，防雨的難度大，因此，在設計上盡量保證進風面積足夠大，進風風速足夠小，加上進風口采用了比較先進的百葉窗和過濾網(wǎng)，故能有效地防止雨水的進入。三我國交流傳動電力機車及動力車通風系統(tǒng) 我國交流傳動技術的發(fā)展，促進了機車通風方式的變革，豐富了機車通風方式的內(nèi)容和型式，為獨立通風方式和車頂夾層通風方式在電力

6、機車及動力車上的應用創(chuàng)造了有利的條件。與直流傳動機車相比，交流傳動機車的通風系統(tǒng)具有以下兩個特點：（1）要進行通風冷卻的部件相對較少，通風系統(tǒng)比較簡單。交流傳動機車需要通風冷卻的部件主要是牽引電動機和主冷卻器（即主變流器水散熱器和主變壓器油散熱器的合成）；而直流傳動機車需要進行通風冷卻的部件通常還有硅整流機組、電抗器、制動電阻柜等。很明顯，直流傳動機車的通風系統(tǒng)更復雜，而且要求更苛刻。（2）風冷卻的部件對冷卻空氣的清潔度、含水量的要求相對寬松。交流傳動牽引電機允許含水滴狀的空氣進入其內(nèi)部，對空氣的清潔度要求也相對寬松；而直流牽引電機嚴格禁止水滴進入牽引電機內(nèi)部，因為換向器對空氣中的灰塵比較敏感

7、，冷卻空氣的含塵量過多或灰塵顆粒過大將直接影響到牽引電機的正常工作。另外，由于交流傳動機車變流器的冷卻采用水冷系統(tǒng)，水的散熱是通過散熱器進行的，冷卻空氣中的塵、雨水不與變流器元件直接接觸，所以不會直接影響變流器元件運用；而直流傳動的硅整流器是直接風冷方式，冷卻空氣中的塵、雨水將會直接損害整流器件的可靠性。基于以上特點，交流傳動機車的通風系統(tǒng)一般采用獨立通風方式（如AC4000和DJ1機車）或者車頂夾層通風方式（如DJJ1型和DJJ2型動力車DJ型和DJ2型電力機車）。A、SS4改型電力機車采用車體通風方式:分為三大通風系統(tǒng)：1.牽引通風系統(tǒng)（兩臺離心式通風機）：車外冷空氣側墻百葉窗濾塵網(wǎng)1號硅

8、機組1號PFC電容柜1號牽引通風機1、2位牽引電動機車底大氣。2號硅機組2號PFC電容柜2號牽引通風機3、4位牽引電動機車底大氣。2.主變壓器通風系統(tǒng)（1臺軸流式風機）：主變壓器通風系統(tǒng)通常只有一個通風的支路，冷卻的對象是主變壓器和平波電抗器（二者共同使用同一個油箱），采用的是軸流式通風機，切每節(jié)的機車配有1臺，其冷卻的通路可表示為：車外冷空氣側墻百葉窗濾塵網(wǎng)主變壓器油散熱器變壓270 km/h高速列車氣流組織示意圖器通風機車頂百葉窗車頂大氣。3.制動通風系統(tǒng)2臺（2臺軸流式風機）：制動通風系統(tǒng)每一節(jié)機車都擁有兩個完全相同但兩者相互獨立的通風支路，冷卻的對象主要為制動電阻柜，所用的是軸流式通風

9、機，每一節(jié)機車總共有2臺。其冷卻的通路為：車底冷空氣進風口（不過濾）I（）端制動通風機風道I（）端制動電阻柜車頂百葉窗大氣。共設置2臺離心式風機、3臺軸流式風機。B、SS9型電力機車通風系統(tǒng)SS9改型電力機車常用獨立通風系統(tǒng)，即車外空氣不直接進入車體，而是通過各自獨立的風道對各部件進行冷卻。按照被冷卻對象分為3大通風系統(tǒng)：牽引通風系統(tǒng)、制動通風系統(tǒng)和主變壓器通風系統(tǒng)。全車采用4臺離心式通風機、5臺軸流式的通風機。C、SS7E型電力機車通風系統(tǒng)：SS7E型電力機車也采用獨立通風方式。機車通風系統(tǒng)由牽引電機通風系統(tǒng)、主變壓器通風系統(tǒng)、變流裝置通風系統(tǒng)、制動電阻通風系統(tǒng)等四大通風系統(tǒng)組成。全車共采用

10、2臺離心式、9臺軸流式通風機。D、CRH1動車組的通風系統(tǒng)： CRH1動車組采用分體式空調(diào)裝置(原型車為整體式空調(diào)，設置于車輛的端部)，空氣處理單元設在車頂中部，供風由兩邊的矩形主風道，經(jīng)消音器和散流器流入客室。排風單元設置于每節(jié)客車車廂端部的車頂和天花板之間。四、電力機車通風系統(tǒng)發(fā)展趨勢：可進一步提高通風機的氣動、裝置及其使用的效率，用來減少電能消耗；未來可能將用動葉可調(diào)的軸流式通風機代替大型的離心式通風機；可減輕通風機的噪音；能夠提高用于排煙、排塵通風機葉輪及其機殼的耐磨性；充分實現(xiàn)可變轉速的調(diào)節(jié)和自動化的調(diào)節(jié)。五、而電力機車通風系統(tǒng)常見的問題：最重要的是通風機耐磨的性能以及耐磨的處理：因

11、為大量的通風機被工廠、礦井、隧道等的通風和排塵等所應用，所以通風機的葉輪和機殼兩者都有著不同程度的損壞，且有些地方會直接影響到生產(chǎn)是否能夠順利的進行，因此對通風機的耐磨性能的要求非常之高。如今最經(jīng)常使用的耐磨處理方式包括堆焊、噴涂、噴焊、涂覆高分子耐磨材料等，這些措施可相對的延長通風機使用的壽命。最近這幾年，我們國家從國外引入了一種較為有效的耐磨處理方式，就是在葉輪或者是蝸殼便面粘貼亦或是鑲嵌能夠耐磨的陶瓷，因為這種耐磨陶瓷有著非常良好的耐磨性能，所以可以大大增強分機的耐磨性能。且如若粘貼了耐磨陶瓷片，此通風機在維護方面也比較便利，于是這種方法在我們國家的相關行業(yè)中得到了較為廣泛的推廣應用。結語：為了能夠滿足鐵路提速發(fā)展的迫切需求，電力機車從