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HXD1型电力机车有四种型号:HXD1A,HXD1B,HXD1C,HXD1d。这里指的是第一种。HXD1型电力机车是由两节完全相同的4轴电力机车通过内重联环节连接组成的8轴重载货运电力机车,每节车设有一个司机室,为一完整系统。
深度国产化的HXD1型7056号机车
深度国产化机车
根据铁道部的要求,株洲电力机车有限公司在首批HXD1型电力机车基础上,研制了"深度国产化"的HXD1型电力机车,机车编号由1001起排序,机车采用南车株洲电力机车研究所、株洲南车时代电气自主开发的牵引逆变器和微机控制系统,替代了原来使用的西门子公司产品,有效降低了机车生产成本;司机室外观也有所改变。首台深度国产化机车(1001)于2012年3月在株洲下线,同年4月到达北京环形铁道试验基地进行各项试验,同年6月1日,机车完成环铁试验,顺利通过了特性试验、温升试验、自动过分相等试验项目。2012年6月16日,HXD1型1001、1002号机车到达武汉铁路局江岸机务段,开始投入正线运行试验。2012年7月12日起,1001、1002号机车在京广线武汉北(武昌南)至株洲北间进行运用考核,担当行包列车的牵引任务。2012年12月底,南车资阳机车有限公司按照南车株机公司提供的图纸,试制了深度国产化HXD1型电力机车,机车编号由6001起排序,并赴北京环形铁道进行试验。自2013年1月18日起,深度国产化HXD1型电力机车襄渝铁路正式投入运用,担当襄阳北至达州间货物列车牵引任务,牵引定数为4500吨,首批50台机车(1001~1050)将陆续配属武汉铁路局襄阳机务段。
HXD1型7004号神八电力机车
神华集团机车
主营煤炭开采、运输的中国国家企业神华集团拥有包神铁路、神朔铁路、朔黄铁路(含黄万铁路)、大准铁路、宁东铁路五条自营煤运铁路,铁路运营里程约1600公里。在刘志军任中国铁道部部长时期,因神华集团所投资的自营铁路并非由中国铁道部控股,刘志军不满神华集团打破了铁路"全路一盘棋"的局面,因此神华集团在机车车辆采购上一直受到来自铁道部的种种限制,引进大功率交流传动电力机车的计划迟迟未能实现,而仅被批准采购韶山4B型直流传动电力机车。2011年初,盛光祖接替被免职的刘志军出任铁道部部长后,拟加快转换铁路经营机制,开始将设备采购、招投标的权力下放给了企业。随着神华集团与铁道部之间的沟通获得改善,神华集团开始大力投资铁路业务。2011年9月8日,中国神华能源股份公司与中国南车股份公司在北京签署战略合作框架协议,中国南车集团将开发适合神华集团铁路的机车车辆。株洲电力机车有限公司将与神华集团合作,在深度国产化的HXD1型电力机车基础上研制2种大功率交流传动电力机车,分别为9600千瓦的双节八轴电力机车(机车编号由7001起排序)、14400千瓦的三节十二轴电力机车,机车采用国产牵引逆变器、微机控制系统和DK-2型制动系统。2013年1月15日,神华八轴大功率交流电力机车在朔黄铁路上线投入试运行。同年2月4日,神华集团订购的八台"神华号"八轴交流电力机车全部投入使用。
1) 主电路形式:机车采用交-直-交电传动技术,每节车配装一台水冷IGBT 变流器,给四台三相异步电动机供电,辅助逆变器集成在主变流器中;
2) 控制系统:采用西门子SIBAS32 系列的微机控制,TCN 网络通讯技术;
3) 车体采用中央梁承载方式;
4) 采用独立通风方式;
5) 转向架:采用低位牵引杆,基础制动采用轮盘制动;
6) 空气制动系统采用CCBII 制动系统,电制动采用再生制动;
7) 机车具有外重联控制功能,司机可以在一个司机室对两台重联机车进行控制;
8) 根据铁道部要求,机车装有LOCOTROL 远程重联控制系统,适合于多机分布式重载牵引;
9) 根据用户的需要,车上装备卫生间、床等必要的生活设施
自2003年刘志军出任中华人民共和国铁道部部长后,提出并实施铁路"跨越式发展",以尽快缩小在铁路机车车辆装备上与国际先进水平的差距。2003年11月,中国铁道部与中国南车、北车集团及其重点企业共同制定了《加快铁路机车车辆装备现代化实施纲要》,并选择了6家机车制造企业作为引进先进技术和自主创新依托的主体。2004年1月,中国国务院常务会议通过了《中长期铁路网规划》;2004年4月,国务院常务会议研究通过的铁路机车车辆装备现代化实施方案明确指出,"加快我国铁路运输装备现代化,要按照引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌的总体要求,力争在较短时间内,使我国机车车辆生产能力达到世界先进水平"。根据国务院确立的上述方针,中国国家发改委与铁道部于2004年7月联合下达了《大功率交流传动电力机车技术引进与国产化实施方案》,正式开始了新型交流传动电力机车的采购过程。
2004年12月初,时任德国总理施罗德开始他就任以来的第六次中国之行,并有一个阵容庞大的商业代表团陪同访华,包括了西门子、大众汽车、德意志银行、戴姆勒-克莱斯勒等著名企业在内的近50名德国商界代表。2004年12月6日,中国国务院总理温家宝在北京人民大会堂与施罗德举行会谈,会谈结束后双方代表签订了关于加强两国中小企业合作的谅解备忘录,以及在铁路、航空、财政、金融和化工等领域开展合作的协议文件。在众多的签约项目中,西门子公司与中国南车集团株洲电力机车厂从中国铁道部获得了一项提供180台双节八轴重载货运交流传动电力机车的订单,总价值约为73.4亿元人民币,其中西门子公司的份额约为3.5亿欧元,而株洲电力机车厂的份额为52.6%,约38.6亿元人民币。
这款机车是由中外公司共同研发的产品之一,在被命名为“和谐”型以前,被称为DJ4。当中DJ4共有两个款式,第一款是由株洲电力机车及德国西门子研发,编号由0001起(HXD1型);另一款则由大同电力机车及...
和谐电1D是一个6轴7200瓦准高速客运用电力机车,最高时速160,和谐电3D也是6轴7200瓦准高速客运用电力机车,最高时速160。这些参数是原来铁道部定的指标。其实这两个车是一个样子的。只不过那时...
一样
根据合同规定,这批机车的研发和设计由位于德国爱尔兰根和慕尼黑的西门子交通集团总部完成,并由株洲电力机车厂在湖南株洲进行生产。这批机车的交付时间将从2006年年中开始,到2007年底全部交付完毕。新机车是在西门子"欧洲短跑手"(EuroSprinter)机车平台上,以ES64F4型电力机车为原型车,结合DJ1型电力机车在大秦铁路的运用经验而开发研制的干线货运用八轴大功率交流传动电力机车。机车由两节完全相同四轴机车连挂而成,采用交-直-交流电传动、水冷IGBT牵引逆变器、变频异步牵引电动机、"SIBAS 32"微机控制系统、列车通信网络,额定功率为9600千瓦,最高运行速度为120公里/小时,并装有"Locotrol"远程重联控制系统,适合于多机分布式重载牵引。机车轴重按25吨设计,可通过卸除车内配重压铁实现轴重23吨的转换。
2005年内,西门子、株洲厂联合体与中国铁道部先后进行了4次设计联络会,确定了机车的技术方案。2006年2月,机车的技术设计方案通过了铁道部的技术审查,开始进入投料生产阶段。机车的生产分为三个阶段,第一阶段首48台机车(0001~0048)为进口散件国内组装阶段,由西门子公司提供散件,株洲厂负责车体、转向架制造和整车组装;第二阶段的22台机车(0049~0070)开始国产化阶段,南车株洲电机公司承担牵引电动机、主变压器的国产化;第三阶段的110台机车(0071~0180)为进一步国产化,西门子公司仅提供牵引逆变器、微机控制系统,株洲厂负责机车整车制造和传动装置的国产化。
经过近两年时间的研制,首台散件进口机车(0001)于2006年11月8日在株洲电力机车有限公司竣工下线,经铁道部批准,新机车被定型为DJ4型,并被命名为"神龙号"。此外,由大同电力机车及法国阿尔斯通合作研发10000千瓦八轴货运电力机车同样被定型为DJ4型,编号为6001起排序。同年12月底,铁道部批准将新型大功率交流传动电力机车系列命名为"和谐型",西门子和株洲电力机车生产的DJ4型电力机车更名为HXD1型,其中"HX"是"和谐"的汉语拼音首字母缩写、"D"代表电力机车、"1"代表株洲电力机车公司的生产厂商代号,通称为"和谐"电1型电力机车;而阿尔斯通和大同电力机车生产的DJ4型6000系电力机车更名为HXD2型。
2007年2月初,首2台进口散件组装的HXD1型电力机车(0001、0002)被送往中国铁道科学研究院北京环形铁道试验基地,至2007年4月完成了型式试验和综合性能试验。2007年5月,南车株洲电机公司完成了国产化牵引变压器、牵引电动机的制造和试验,并装用于0049号机车。2007年8月,首台装用国产化传动装置的HXD1型0071号电力机车竣工。2008年8月,在中国铁道部和中国铁道科学研究院组织下,选取了2台HXD1型电力机车(0160、0161)赴北京环形铁道进行国产化机车型式试验,铁道部专家组并分别对HXD1型机车车体、转向架和传动装置的技术转让进行了评审并验收通过。
电流制: 单相交流25 kV ,50 Hz
机车牵引/电制动轮周功率: 9600kW 轴式: 2(B0-B0)
轨距: 1435mm(准轨)
机车整备重量: 2×92t/2×100t
轴重: 23t / 25t
机车前后车钩中心距: 35222 mm
单节机车转向架中心距: 9000 mm
转向架固定轴距: 2800 mm
车轮直径: 1250 mm(新轮)
持续速度
23t轴重时: 70km/h
25t轴重时: 65 km/h
最高速度: 120 km/h
计算起动牵引力
23t轴重时: ≥700 kN
25t轴重时: ≥760 kN
持续牵引力
23t轴重时: 494kN
25t轴重时: 532 kN
电制动力: 461kN
紧急制动距离
轴重为25t时的紧急制动距离: ≤ 900 m
轴重为23t时的紧急制动距离: ≤ 800 m
动力种类 电力
车辆设计 西门子
车辆建造 南车株洲电力机车有限公司
HXD1型电力机车牵引控制电源板启动时序优化
HXD1型电力机车是一种8轴双节重联重载交流传动的电力机车,该车型是在先进的大功率交流机车技术平台上,并充分考虑到货运专线的特殊环境,采纳了成熟、可靠的技术设计开发的一款适用于中国干线铁路重载货运的新型大功率交流传动电力机车;重载货物运输代表了铁路货物运输领域的先进生产力,已成为国家衡量经济发展的关键指标之一。HXD1型电力机车采用系统化、模块化、高可靠性的设计理念,保证电力机车的动态系统能够平稳高效运行。但由于电力机车运行环境恶劣,受温差、海拔风沙等因素的影响,在实际运行过程中,该车型出现故障的频次较高,尤其是牵引变流模块;文章针对HXD1型电力机车牵引控制电源板故障进行了研究和分析,首先对问题进行了描述,而后对问题成因进行了探讨,接着对启动电路进行调整和优化,经过验证取得较明显成效。
HXD1C型电力机车辅助变流器的设计
介绍了HXD1C型6轴7200kW电力机车用辅助变流器的主电路、技术参数及总体结构,重点分析了该辅助变流器的控制单元及技术特点。实际运行情况表明,该辅助变流器运行稳定,满足电力机车的运用要求。
HXD1型电力机车是双节重联的八轴大功率干线货运用电力机车,由两节完全相同的单端司机室四轴机车通过内重联环节连挂成八轴机车,成为一完整系统。司机可在任何一端司机室对两节机车进行控制,两节机车之间并设有中间走廊连通,车顶设有25千伏高压连接线。机车车体采用全钢框架结构的中央梁承载方式,司机室呈微流线型外形。车内设备采用模块化结构、两侧屏柜化布置,并设中间贯通走廊。每节机车后部车顶设有一台由株洲九方电器设备有限公司制造的TSG15型单臂式受电弓,其技术由西门子旗下的MWW公司提供;其他车顶外置设备包括真空断路器、接地开关、避雷器、高压连接器等高压设备。牵引变压器采用卧式悬挂结构,与蓄电池一同吊装于车底中部。机车采用车体独立通风方式,从侧墙上部进风百叶窗吸入冷风,向发热部件冷却后从车底排出,并维持机械间呈微正压,改善机车防尘效果及防寒性能。机车轴式为2×(Bo-Bo),持续功率为9600千瓦;机车标准轴重为23吨,并可以通过增加压铁提高到25吨。
HXD1型电力机车是交—直—交流电传动的单相工频交流电力机车,每节四轴机车的主电路由主变压器、牵引变流器、牵引电动机三大部分构成。架空接触网导线上的25千伏单相工频交流电电流,经受电弓、主断路器进入机车后再输入主变压器,交流电经过主变压器的4个牵引绕组后,分别向4组四象限脉冲整流器供电并整流为直流电,然后经过两组并联工作、电压为1800伏的中间直流回路,再由2组牵引逆变器转换成三相交流电输出,分别向两台转向架上的四台异步牵引电动机以架控方式供电,使牵引电动机产生转矩,将电能转变为机械能,经过齿轮的传递驱动轮对。
机车采用了西门子公司设计的VVVF牵引变流器,每节机车均有2台牵引变流器,其中四象限整流器和PWM逆变器由相同的功率控制模块组成,采用西门子公司制造的SIBAC 1800 14SP2ST01型水冷IGBT变流模块(3300V/1200A),每组机车使用了32个变流模块。HXD1型电力机车采用西门子公司的1TB2624-0TD02型或国产化的JD160型鼠笼式三相异步牵引电动机,额定功率为1224千瓦,冷却方式为强迫通风,采用直接转矩控制(DTC)。
HXD1型机车的变流器采用集成结构,将主变流器和辅助变流器集成在一起。每节机车采用2个IGBT辅助逆变器供应三相交流电源,正常情况下其中1个为恒频恒压变流器(CVCF),为牵引电动机通风机和油水冷却塔风机供电;另一个为变频变压变流器(VVVF),向水泵、油泵、蓄电池充电机等设备供电。
HXD1型电力机车装载了西门子公司开发的“SIBAS 32”32位微机控制系统和列车通信网络(TCN),并安装了“Locotrol”多机牵引无线同步控制系统和克诺尔公司的“CCB II”微机控制电空制动系统。“SIBAS 32”系统采用集散控制模式,由中央控制单元(CCU)、牵引控制单元(TCU)、辅助控制单元(ACU)、液晶显示屏(HMI)和外设智能接口(KLIP)构成,并采用网络控制系统进行数据通信,由绞线列车总线(WTB)和多功能车辆总线(MVB)两级网络构成,使机车控制系统具有控制、监测、传输、故障诊断、显示和存储功能;主逆变器由TCU控制,CCU负责对机车进行全面管理,每节机车内所有电子控制装置、显示器等都通过MVB相连,两节机车之间以及重联机车之间的通讯则通过WTB实现。
每节机车装用两台二轴转向架,其结构与DJ1型电力机车的转向架基本相同。转向架构架采用钢板焊成箱形结构的“H”型构架,轮对轴箱采用拉杆定位。一系悬挂采用螺旋弹簧配垂向油压减震器;二系悬挂为高挠螺旋圆弹簧配垂向、横向油压减振器。牵引力或制动力通过中间低位推挽式斜拉杆牵引装置传递。牵引电动机采用滚动轴承抱轴式半悬挂、单边刚性斜齿传动。基础制动装置为轮盘制动;停放制动装置为蓄能制动。
技术数据 |
|
---|---|
UIC轴式 |
Bo-Bo Bo-Bo |
轨距 |
1,435毫米 |
轮径 |
1,250毫米(新轮) |
轴重 |
23(25)吨 |
轴距 |
2,800毫米(固定轴距) |
机车长度 |
35,222毫米(车钩中心距) |
机车宽度 |
3,100毫米 |
整备重量 |
2 × 92(100)吨 |
受流电压 |
AC 25 kV 50 Hz |
传动方式 |
交—直—交流电 |
牵引电动机 |
1TB2624-0TD02 (JD160) × 8 |
最高速度 |
120公里/小时 |
持续速度 |
70(65)公里/小时 |
牵引功率 |
9,600千瓦(持续) 10,000千瓦(最大) |
牵引力 |
760千牛(起动) 494(532)千牛(持续) |
制动方式 |
轮盘制动、再生制动 |
制动功率 |
9,600千瓦(电制动) |
制动力 |
461千牛 |
列车制动 |
空气制动 |
韶山6型电力机车(SS6)是中国铁路使用的电力机车车型之一,是中华人民共和国铁道部为满足陇海铁路电气化需要,继引进6K型电力机车之后,于1989年利用日元贷款、通过国际招标采购的第二批4800千瓦六轴电力机车。韶山6型电力机车由株洲电力机车厂、株洲电力机车研究所联合研制,是在继承韶山3型电力机车的传统设计和制造经验基础上,结合进口8K型电力机车的部分先进技术而成的客货通用电力机车。
2002年,中国铁道部向株洲电力机车厂下达了《SS9型电力机车改进设计任务书》,要求株洲电力机车厂在早期生产的韶山9型电力机车的基础上,针对首批机车存在的问题进行改进,按照"模块化、标准化、系列化"的原则,对机车的设备布置、通风系统、车体钢结构等进行重大设计改进。改进型机车是在原韶山9型电力机车的主要技术参数和牵引制动特性不变的基础上,开发一种新型的机车设备布置设计平台,主要特点包括:采用独立通风系统、中央贯通走廊、屏柜化设备布置方式、标准化司机室、卧式主变压器、以及流线型车体外观等。中国铁道部并没对改进型机车给予新型号,但中国铁路爱好者普遍称改进型机车为"韶山9G型"或"SS9G"。
首台改进型机车(0044)于2002年6月在株洲电力机车厂落成。同年,开始批量生产改进型机车,首批机车配属沈阳机务段。2003年4月,北京铁路局北京西机务段、广州铁路集团长沙机务段及广州机务段亦开始配属韶山9型电力机车,在京秦铁路、京广铁路投入运用。2003年10月,秦沈客运专线正式开通运营,在该线上使用的韶山9型电力机车均加装了TVM430车载超速防护设备。此外,韶山9型电力机车也参与了中国铁路第五次大提速的提速牵引试验,为开行点对点直达特快列车作好技术准备。2003年12月,韶山9型电力机车完成了北京至哈尔滨、北京至长沙的长距离不停站牵引试验,试验列车编组19辆,期间最高试验速度达到173.1公里/小时。2004年,韶山9型电力机车被中国铁道部确定为中国铁路第五次大提速的主型机车之一,承担其中7对直达旅客列车牵引任务,武昌南机务段开始配属韶山9型机车。2006年,随着京沪铁路、沪昆铁路两条干线的电气化改造先后完工,上海铁路局上海机务段、济南铁路局济南机务段、南昌铁路局南昌机务段也配属了韶山9型电力机车。
至2006年停产,株洲电力机车厂累计生产了170台韶山9型改进型电力机车(0044~0213)。改进型机车均采用红白色涂装;其中0045号机车出厂时曾采用蓝白色涂装,并参加了2003年初举行的铁道部新造机车质量展示会,展示会结束后又恢复红白色涂装。韶山9型改进型机车常被中国的铁路爱好者昵称为"烧酒",源于韶山9型简称为"韶九",与"烧酒"谐音。