HXD1C機(jī)車總體介紹(PPT)

1、HXD1C機(jī)車總體設(shè)計(jì)說明南車株洲電力機(jī)車有限公司2009-10Page 2總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明 Page 3總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明 大功率交流傳動HXD1C型六軸7200kW交流傳動電力機(jī)車在HXD1型機(jī)車和HXD1B型機(jī)車設(shè)計(jì)制造的基礎(chǔ)上，采用由IGBT變流元件組成的模塊，單軸控制技術(shù)，適應(yīng)中國使用環(huán)境的交流傳動六軸7200kW干線電力機(jī)車。機(jī)車設(shè)計(jì)使用壽命30年。 該型機(jī)車是我國目前自主化程度最高的電力機(jī)車，國產(chǎn)化率高達(dá)90%，具有極優(yōu)的性價比，是我國鐵路目前及未來的主型電力機(jī)車。 Page 4總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明主要特點(diǎn)一Page 5總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明 主電路：機(jī)車牽引

2、電路采用由IGBT模塊(3.3kV/1200A)組 成的四象限整流器和逆變器，采用牽引電機(jī)軸控技術(shù)。 輔助電路：機(jī)車輔助電路采用獨(dú)立的輔助逆變器供電，輔助變流器分別由恒頻恒壓變流器（CVCF）與變頻變壓變流器（VVVF）兩個模塊構(gòu)成。 控制網(wǎng)絡(luò)：機(jī)車采用微機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、模塊化，使機(jī)車控制系統(tǒng)具有控制、診斷、監(jiān)測、傳輸、顯示和存儲功能，控制網(wǎng)絡(luò)符合IEC 61375的標(biāo)準(zhǔn)要求。 重聯(lián)控制：機(jī)車具有通過WTB總線進(jìn)行多機(jī)(最多三臺)重聯(lián)控制及顯 示功能，并預(yù)留了遠(yuǎn)程重聯(lián)控制系統(tǒng)的軟件、硬件接口及安裝平臺。 主要特點(diǎn)Page 6總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明 設(shè)備布置：機(jī)車總體結(jié)構(gòu)為雙司機(jī)室、機(jī)

3、械間設(shè)備按斜對稱原則布置、中間走廊、采用預(yù)布線和預(yù)布管設(shè)計(jì)。 通風(fēng)方式：機(jī)車采用獨(dú)立通風(fēng)方式，增加了機(jī)械間冬夏季溫度調(diào)節(jié)模式轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)，更好的改善了機(jī)車運(yùn)用環(huán)境。 車體：車體采用整體承載結(jié)構(gòu)型式，全部由鋼板及鋼板壓型件組焊而成的全鋼焊接結(jié)構(gòu)。車體縱向壓縮載荷取3000kN，縱向拉伸載荷取2500kN。 轉(zhuǎn)向架：機(jī)車采用兩臺C0轉(zhuǎn)向架。驅(qū)動系統(tǒng)采用滾動抱軸承傳動的抱軸懸掛驅(qū)動，構(gòu)架為箱形梁焊接構(gòu)架，齒輪箱采用了高強(qiáng)度鋁合金；一系懸掛采用軸箱拉桿螺旋鋼彈簧方式；二系懸掛采用高撓螺旋鋼彈簧結(jié)構(gòu)；牽引裝置采用低位牽引。 空氣制動系統(tǒng)：機(jī)車采用KNORR公司或法維萊公司產(chǎn)品。 其它：機(jī)車預(yù)留有信息系統(tǒng)的安

4、裝位置和接口。主要特點(diǎn)Page 7總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明環(huán)境條件二Page 8總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明n 用途：鐵路干線用機(jī)車。n 機(jī)車在下列條件下，能按機(jī)車額定功率正常工作。n 海拔高度：不超過2500 mn 在海拔高于1400m、環(huán)境溫度接近+40、連續(xù)在最大功率狀態(tài)下運(yùn)行時可能出現(xiàn)功率限制。n 環(huán)境溫度（遮蔭處）：-25 +40 機(jī)車基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)按照-40運(yùn)用環(huán)境設(shè)計(jì)，并預(yù)留加強(qiáng)防寒設(shè)備安裝接口和布線空間。機(jī)車能夠在-40 環(huán)境下存放，加強(qiáng)防寒后能夠在-25-40環(huán)境下正常運(yùn)用。n 月平均最大相對濕度（該月月平均最低溫度不低于25）：95 %n 環(huán)境條件：能承受風(fēng)、雨、雪、鹽霧、煤塵和偶有

5、沙塵暴 。環(huán)境條件Page 9總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明基本技術(shù)參數(shù)三Page 10總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明n 電流制: 25kV/50Hzn 網(wǎng)壓在17.5kV31 kV范圍內(nèi)，機(jī)車功率發(fā)揮情況見曲線圖：n 在22.5kV到30kV網(wǎng)壓下，功率為7200kW;22.5kV到19kV，功率從7200kW線性減小到6080kW；30kV到31kV，功率從7200kW線性減小到0 ；19kV到17,5kV， 功率從6080kW線性減小到0。在網(wǎng)壓允許波動范圍內(nèi)，輔助功率一直有效。Page 11總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明功率發(fā)揮曲線%功率發(fā)揮網(wǎng)壓Page 12總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明n 軌距:1435

6、mmn 軸式:Co-Con 機(jī)車整備重量: 無配重： 138 +3-1% t 加配重后：150 +1-3% tn 軸荷重: 無配重： 23 t 加配重后： 25 t 機(jī)車可以從23 t軸重轉(zhuǎn)換成25 t，也可以從25 t軸重轉(zhuǎn)換成23t，機(jī)車交車時軸重為25t(包括軸重轉(zhuǎn)換所有需要的配件)。軸重轉(zhuǎn)換過程中，除拆裝配重塊以外，僅需增減懸掛系統(tǒng)的墊片厚度。Page 13總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明機(jī)車主要尺寸n 機(jī)車前后車鉤中心距22670 mmn 機(jī)車車體寬度 3100 mmn 機(jī)車最大寬度（后視鏡處于打開工作狀態(tài)）3329mmn 機(jī)車車頂距軌面高度 4040mm車體機(jī)械間底架上平面距軌面高 160

7、0mmn 機(jī)車轉(zhuǎn)向架中心距 11760 mmn 機(jī)車轉(zhuǎn)向架固定軸距1軸到2軸 2250 mm2軸到3軸 2000 mmPage 14總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明機(jī)車主要尺寸機(jī)車主要尺寸n 車鉤中心線距軌面高度為(新輪) 880 10 mmn 受電弓降下時受電弓滑板距軌面高度 4750mm (新輪)n 在牽引時，受電弓滑板距軌面工作高度 5200 6500mmn 齒輪箱底面最低點(diǎn)距軌面高度不小于（新輪）120 mmn 機(jī)車排障器距軌面高度： 100（+10 0）mmn 轉(zhuǎn)向架掃石器距軌面高度 30 mm Page 15總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明主要技術(shù)參數(shù)n 機(jī)車輪周牽引功率（持續(xù)制） 7200 kW

8、機(jī)車輪周電制動功率（持續(xù)制）7200 kWn 機(jī)車起動牽引力（05 km/h速度范圍內(nèi)半磨耗的輪周平均牽引力，干燥無油軌面） 23t軸重時520 kN 25t軸重時570 kNn 機(jī)車速度機(jī)車最高運(yùn)營速度 120 km/h最高試驗(yàn)速度（新輪）1322 km/hPage 16總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明n 持續(xù)速度 23t軸重時 70 km/h 25t軸重時 65 km/hn 機(jī)車持續(xù)制牽引力 23t軸重時 370 kN 25t軸重時 400 kNn 機(jī)車最大制動力 23t軸重時 370 kN 25t軸重時 400 kNPage 17總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明Page 18總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明Pa

9、ge 19總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明n 功率因數(shù)( )0.98 條件是接觸網(wǎng)電壓在22.527.5kV（正弦網(wǎng)壓）范圍內(nèi)，且機(jī)車牽引功率在額定牽引功率的20 %至100%范圍內(nèi)。n 等效干擾電流（Jp）機(jī)車在滿功率牽引工況下，距牽引變電所10km處測量，接觸網(wǎng)每公里0.83，65222.5An 機(jī)車電傳動型式：采用“交-直-交”電傳動形式。電源側(cè)采用四象限斬波整流器，電機(jī)側(cè)采用變壓變頻式逆變器，向三相異步牽引電動機(jī)供電。每個電機(jī)由各自的逆變器供電（軸控）。n 機(jī)車總效率: 機(jī)車在額定網(wǎng)壓下，在牽引工況下發(fā)揮持續(xù)額定功率時，機(jī)車總效率 0.85Page 20總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明n 機(jī)車動力學(xué)性

10、能機(jī)車動力學(xué)性能試驗(yàn)最高試驗(yàn)速度： 1322km/h線路最小曲線半徑為30020m，其它試驗(yàn)線路和試驗(yàn)測量工況方面j均滿足 TB/T2360 。n 機(jī)車能以5 km/h速度安全通過R=125m的曲線。機(jī)車能夠通過R=500的豎曲線，并能在R=250m的曲線上進(jìn)行正常摘掛作業(yè)。n 機(jī)車安全性指標(biāo)包括脫軌系數(shù)、輪重減載率等，其中脫軌系數(shù)應(yīng)不大于0.9；輪軸橫向力按TB/T2360評定，其系數(shù)不大于1.0；輪重減載率滿足GB5599。n 機(jī)車舒適度指標(biāo)包括車體垂向和橫向振動加速度、垂向和橫向平穩(wěn)性指標(biāo)，舒適度指標(biāo)滿足TB/T2360。n 機(jī)車在整個試驗(yàn)速度范圍內(nèi)是穩(wěn)定的，機(jī)車的橫向失穩(wěn)采用構(gòu)架上的橫

11、向加速度進(jìn)行評判，滿足濾波 0.5 10 Hz 下連續(xù)出現(xiàn)6次以上的橫向加速度值不超過 10 m/s2。Page 21總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明n 在機(jī)車起動時單軸的軸重減少不大于10%n 機(jī)車具有軸重轉(zhuǎn)移的電氣補(bǔ)償功能。n 機(jī)車重聯(lián)控制功能 機(jī)車具有通過WTB總線進(jìn)行多機(jī)(最多三臺)重聯(lián)控制及顯示功能。n 機(jī)車預(yù)留有安裝無線遠(yuǎn)程動力分布式控制系統(tǒng)的功能接口，在并預(yù)留了安裝位置和布線空間。n 機(jī)車自動過分相控制機(jī)車具有自動通過分相區(qū)的功能，在自動過分相裝置故障時，可采用手動或半自動方式通過分相區(qū)。Page 22總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明n 防火及安全 機(jī)車具有良好的防火性能，能最大限度地防止火災(zāi)發(fā)

12、生。機(jī)車的設(shè)計(jì)、制造及所選用的材料、部件的防火要求符合GB6771標(biāo)準(zhǔn)或等效國際標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)等級(DIN5510 class 2 2003版)。 機(jī)車采用了非延燃性材料和防火材料，未使用燃燒后產(chǎn)生足以影響人體健康和對環(huán)境有害的毒氣的材料。 機(jī)車所使用的電線和電纜均是無鹵低煙阻燃或無鹵低煙耐火電纜。 高壓電氣設(shè)備具有人身安全防護(hù)措施和警示標(biāo)識。 機(jī)車必配有滅火器，且滅火器的數(shù)量滿足相關(guān)要求。Page 23總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明n 外部噪聲 機(jī)車采取措施來降低機(jī)車附近的噪音等級至最低。 并滿足：距軌道中心線7.5米及軌道上方1.2米處，軌道條件符合ISO 3095的相關(guān)條款要求。靜態(tài)：75dbA

13、(牽引風(fēng)機(jī)頻率25Hz, 制動壓縮機(jī)關(guān)閉)速度120km/h：93 dbA (機(jī)車單獨(dú)在正常條件運(yùn)行，用保持該速度的最小牽引力，制動壓縮機(jī)關(guān)閉) 無論靜止還是運(yùn)行，外部噪音都應(yīng)沒有任何聽得見的異常的刺耳聲。 當(dāng)通過曲率小到只有125m水平路軌曲線時，噪音輻射能減至最小。 當(dāng)機(jī)車靜止時，已盡可能的自動降低噪音設(shè)備的影響。Page 24總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明設(shè)備布置四Page 25總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明設(shè)備布置設(shè)備布置n HXD1C機(jī)車采用雙司機(jī)室、機(jī)械間為貫穿中間走廊結(jié)構(gòu)（寬度600mm），機(jī)械間設(shè)備按照斜對稱布置的原則進(jìn)行布置。n 全車設(shè)備布置可分為： 車頂設(shè)備布置 司機(jī)室設(shè)備布置 機(jī)械間

14、設(shè)備布置 車下設(shè)備布置 輔助設(shè)備布置等Page 26總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明n 2個受電弓及絕緣子 n 2個高壓隔離開關(guān)n 1個高壓電壓互感器n 1個真空主斷路器n 1個接地開關(guān)n 1個避雷器n 1個登頂門n 1個高壓電纜組成n 母線及支撐絕子n 天線車頂設(shè)備布置Page 27總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明車頂設(shè)備布置Page 28總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明n 整個司機(jī)室布置滿足UIC651的要求 n 司機(jī)室及司機(jī)臺的設(shè)計(jì)大量借鑒了HXD1B型機(jī)車的布置方案和成熟部件司機(jī)室設(shè)備布置Page 29總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明機(jī)械間設(shè)備布置Page 30總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明車下設(shè)備布置車下設(shè)備布置Page

15、 31總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明子系統(tǒng)簡介五Page 32總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明車體車體 車體采用整體承載結(jié)構(gòu)型式，全部由鋼板及鋼板壓型件組焊而成的全鋼焊接結(jié)構(gòu)。車體縱向壓縮載荷取3000kN，縱向拉伸載荷取2500kN。車體側(cè)下設(shè)有4個架車支承座和供檢修用的四個支承點(diǎn)。車體側(cè)梁外側(cè)設(shè)有4個檢修作業(yè)用的吊車銷孔，車體前后牽引梁兩旁分別設(shè)有救援用的吊車銷孔（共計(jì) 4個）。車體與轉(zhuǎn)向架間設(shè)有連接裝置，可使車體轉(zhuǎn)向架一并起吊。n車體主要參數(shù)： 車體總寬度 3100 mm 車體寬度（扶手桿處） 3248 mm 車體長度（兩端面間） 22010 mm 車體底架長度 21885 mm 車鉤縱向中心線距離

16、22670 mm 車鉤中心距軌面高 88010 mm 底架上平面距軌面高 1600 mm 車體頂蓋距軌面高 4040 mm 司機(jī)室尾部距車鉤中心距離 3300 mm 機(jī)械間凈空間長度 16070 mm Page 33總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架n機(jī)車采用2個CO轉(zhuǎn)向架。轉(zhuǎn)向架主要由構(gòu)架、輪對、驅(qū)動裝置、一二系懸掛裝置、牽引裝置（轉(zhuǎn)向架與車體聯(lián)接裝置）、基礎(chǔ)制動裝置和附屬裝置等部件組成。n構(gòu)架為“目”型結(jié)構(gòu)。n輪對采用整體碾鋼車輪。n驅(qū)動系統(tǒng)采用帶抱軸承的抱軸式驅(qū)動。n一二系懸掛裝置采用鋼簧結(jié)構(gòu)。n牽引裝置采用低位牽引桿。n基礎(chǔ)制動裝置采用輪盤制動方式。n轉(zhuǎn)向架主要參數(shù)：運(yùn)行速度 120

17、 km/h驅(qū)動系統(tǒng) 帶抱軸承的抱軸式驅(qū)動軸距 2250 mm + 2000 mm軌距 1435 mm輪徑（新/磨耗） 1250/1150 mm車輪允許磨耗量 50 mmPage 34總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明空氣制動與風(fēng)源系統(tǒng)空氣制動與風(fēng)源系統(tǒng)n 制動及供風(fēng)系統(tǒng)包括風(fēng)源系統(tǒng)、制動機(jī)、基礎(chǔ)制動以及管路系統(tǒng)。n 風(fēng)源系統(tǒng)主要包括： 主空氣壓縮機(jī) 主空氣干燥器 主風(fēng)缸 輔助空氣壓縮機(jī)等。n 制動機(jī)部分分為兩個階段：n 第一階段：采用基于AAR標(biāo)準(zhǔn)的CCBII制動機(jī)。n 第二階段：采用法維萊公司制動機(jī)Page 35總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)n 整車通風(fēng)系統(tǒng)采用獨(dú)立通風(fēng)方式，獨(dú)立通風(fēng)方式是指

18、機(jī)車通風(fēng)系統(tǒng)各通風(fēng)支路都有其獨(dú)立的進(jìn)風(fēng)風(fēng)道，經(jīng)風(fēng)機(jī)送入到各需冷卻部件進(jìn)行強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻。機(jī)械間內(nèi)車內(nèi)通過機(jī)械間通風(fēng)機(jī)向車內(nèi)送風(fēng)維持正壓，可以有效防止車外灰塵、雨雪等雜物進(jìn)入車內(nèi)。n 整車通風(fēng)系統(tǒng)分成以下五個支路： 牽引電機(jī)通風(fēng)支路 冷卻塔通風(fēng)支路 機(jī)械間散熱通風(fēng)支路 主壓縮機(jī)散熱器通風(fēng)支路 輔助變流器通風(fēng)支路Page 36總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)n 主電路 機(jī)車的主電路系統(tǒng)由主變壓器原邊電路以及主變壓器次變牽引電路組成。受電弓從接觸網(wǎng)接受AC25kV, 50Hz電源，經(jīng)高壓隔離開關(guān)，主斷路器輸入主變壓器，原邊電流經(jīng)軸端接地裝置返回大地。主變壓器原邊電路設(shè)有避雷器、高壓電壓互感器、

19、高壓電流互感器、回流電流互感器。機(jī)車的微機(jī)控制系統(tǒng)對原邊具有過壓、欠壓、過流的檢測和保護(hù)功能、變壓器原邊具有差動保護(hù)功能。主變壓器的6個次邊繞組給兩個主變流器供電，主變流器采用3.3kV 電壓等級的IGBT變流元件，給6個牽引電機(jī)提供變頻變壓交流電源，牽引電機(jī)采用三相交流異步電機(jī)，主電路具有過壓、過流、接地保護(hù)功能。Page 37總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)n輔助電路 機(jī)車裝有兩組輔助變流器，分別集成在兩個柜體中，分別由牽引變壓器輔助繞組供電。其中1臺輔助變流器以定頻方式工作，為恒頻恒壓工作的負(fù)載供電，另一臺輔助變流器以變頻方式工作，為有變頻變壓要求的負(fù)載，如牽引風(fēng)機(jī)電機(jī)供電 機(jī)車

20、輔助電源系統(tǒng)采用冗余設(shè)計(jì)，當(dāng)一組電源故障時，另一組電源能維持全車輔助系統(tǒng)供電。 輔助電源系統(tǒng)具有完備的保護(hù)，包括過電壓、欠電壓、過載、接地、過熱等保護(hù)項(xiàng)目。n控制電路及微機(jī)控制系統(tǒng) 控制電路系統(tǒng)由蓄電池充電機(jī)、蓄電池、各種操控開關(guān)、接觸器、斷路器、指示器件、繼電器等電氣元件組成，與微機(jī)通訊控制系統(tǒng)一起完成機(jī)車的控制功能。Page 38總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明機(jī)車布線機(jī)車布線 機(jī)車布線主要包括機(jī)車主電路布線、輔電路布線及控制電路布線。n 主電路布線： 主電路布線是指車頂高壓設(shè)備、牽引變壓器、牽引變流器、牽引電機(jī)、主庫用插座及軸端接地裝置之間的布線。 車頂高壓設(shè)備采用導(dǎo)電桿及軟編織線連接，車頂穿墻

21、套管與牽引變壓器的連接采用T型頭電纜單獨(dú)布置，牽引變壓器與牽引變流器的連接采用軟銅母排或電力電纜等，牽引變流器與牽引電機(jī)、牽引變壓器與軸端接地裝置之間均采用軟銅母排或電力電纜進(jìn)行連接。母排和電纜均有固定夾對其進(jìn)行固定。Page 39總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明機(jī)車布線機(jī)車布線n 輔助電路布線 機(jī)車輔電路布線主要是對輔助回路的電氣設(shè)備進(jìn)行連接，包括牽引變流器、輔助濾波柜、電器柜、輔助機(jī)組、空調(diào)及采暖設(shè)備、蓄電池充電機(jī)、庫用插座之間的連接布線。n 控制電路布線 控制電路布線主要指蓄電池充電機(jī)、司機(jī)操縱臺、電器柜、變流器、制動柜、通訊信號柜、電臺柜及所有電器的控制設(shè)備及通訊網(wǎng)絡(luò)間的連接 機(jī)車控制電路布線采用預(yù)布線工藝，這樣大大減少了機(jī)車上的作業(yè)強(qiáng)度，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。Page 40總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明主要屏柜主要屏柜n 低壓電器柜 低壓電器柜主要裝有如下功能電路的電器元件： 輔助回路1、2電源接觸器 故障聯(lián)絡(luò)接觸器 庫內(nèi)動車切換開關(guān) 壓縮機(jī)接觸器等 DC110V配電單極斷路器 控制牽引風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、水泵、油泵等輔助設(shè)備的過 流、短路保護(hù)的三相斷路器 用于機(jī)車控制的CCU和MIO模塊、電度表 Page 41總體設(shè)計(jì)說明總體設(shè)計(jì)說明主要