電力機(jī)車論文

1、淺論電力機(jī)車的通風(fēng)系統(tǒng)院系：電氣與電子工程學(xué)院班級(jí)：電1304-2班學(xué)號(hào)：20132607姓名：周邦彥 引言：我國電力機(jī)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(shí)現(xiàn)了速度高、效率高、 過載能力強(qiáng)、運(yùn)輸能力強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)效果顯著等優(yōu)越性，按用途可分為客 運(yùn)電力機(jī)車、貨運(yùn)電力機(jī)車、客貨兩用電力機(jī)車、調(diào)車電力機(jī)車，按 傳動(dòng)形式不同可分為具有個(gè)別傳動(dòng)的電力機(jī)車和具有組合傳動(dòng)的電 力機(jī)車，按電流制不同可分為直流電力機(jī)車和交流電力機(jī)車。機(jī)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(jī) 車上的牽引變壓器，整流柜，逆變，然后傳入牽引電機(jī)帶動(dòng)機(jī)車，最 后通過車輪傳

2、入鋼軌。形成一個(gè)巧妙的電路。電力機(jī)車的通風(fēng)系統(tǒng)有： 主變壓器的油循環(huán)風(fēng)冷系統(tǒng)、牽引電機(jī)和整流柜（有些車沒有了）的 離心通風(fēng)機(jī)冷卻系統(tǒng)和制動(dòng)電阻帶有制動(dòng)風(fēng)機(jī)冷卻。一、通風(fēng)機(jī)的類型和特點(diǎn)：按照工作原理，通風(fēng)機(jī)可分為兩大類型。離心式：離心式的通風(fēng)機(jī)又被稱之為鼓風(fēng)機(jī)，它是工業(yè)上采用 最為廣泛的一種類型的通風(fēng)機(jī)，此類型通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)包括蝸殼、葉輪、 電動(dòng)機(jī)。作用原理：當(dāng)葉輪在蝸殼內(nèi)作高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片間的空氣也 被迫作高速旋轉(zhuǎn)，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(fēng)口進(jìn)入風(fēng)道，由于葉輪間形成真空，外界空氣不斷 從葉輪軸向進(jìn)風(fēng)口被吸入，把空氣的流速轉(zhuǎn)變?yōu)閴簭?qiáng)，使風(fēng)道的風(fēng)壓 得到升高。2

3、.軸流式：軸流式的通風(fēng)機(jī)也經(jīng)常被稱之為風(fēng)扇。這種類型通 風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)：電動(dòng)機(jī)、風(fēng)道、葉片。作用原理：葉輪在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下 高速旋轉(zhuǎn)，由于葉片有一定的斜度，形成空氣的軸向流動(dòng)，葉輪背面 形成真空，外界空氣不斷補(bǔ)入。二、通風(fēng)機(jī)在電力機(jī)車上的應(yīng)用:離心式和軸流式的通風(fēng)機(jī)在電力機(jī)車通風(fēng)系統(tǒng)中均有被采用。由 各自類型的通風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)可以看出，在有一些距車體比較遠(yuǎn)的設(shè)備， 例如常見的牽引電機(jī)，一般都是用離心式的通風(fēng)機(jī)來進(jìn)行冷卻；而一 些設(shè)備由于其位置的局限性，比如制動(dòng)的電阻柜，經(jīng)常都是用軸流式 的通風(fēng)機(jī)來冷卻。我國直流傳動(dòng)電力機(jī)車及動(dòng)力車通風(fēng)系統(tǒng)基本上是采用車體通風(fēng)方 式，如除SS7D和SS9改機(jī)車之外，所有S

4、S型電力機(jī)車和DDJ1型（大 白鯊）動(dòng)力車都是采用這種通風(fēng)方式。其具體過程是空氣從側(cè)墻大面 積百葉窗進(jìn)入，經(jīng)過濾網(wǎng)進(jìn)入車體機(jī)械室，然后由各通風(fēng)支路風(fēng)機(jī)送 入各相應(yīng)需要冷卻的部件進(jìn)行強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻。K型電力機(jī)車采用慣性 濾清進(jìn)風(fēng)方式，進(jìn)風(fēng)口百葉窗和慣性濾清器安裝在車體側(cè)墻后部的左 右兩側(cè)。車體兩側(cè)走廊構(gòu)成了車體冷卻通風(fēng)的支路，機(jī)車上所有的通 風(fēng)機(jī)都是從車體內(nèi)吸風(fēng)的，因此8K機(jī)車通風(fēng)系統(tǒng)也屬于車體通風(fēng)方 式。到2000年，大同機(jī)車廠研制了采用獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)的SS 7D型電 力機(jī)車。其牽引通風(fēng)系統(tǒng)是小頂蓋獨(dú)立通風(fēng)方式。由于設(shè)備布置是雙 邊走廊形式，采用兩側(cè)側(cè)墻上部和斜面部分吸風(fēng)，與獨(dú)立通風(fēng)方式相 比有明

5、顯不同。這種設(shè)計(jì)方案要求風(fēng)道橫跨走廊，存在夾層通風(fēng)方式 的缺點(diǎn)，占了走廊高度部分空間;但是由于保留了進(jìn)風(fēng)面積大的特點(diǎn)， 加上進(jìn)風(fēng)口防雨設(shè)計(jì)合理，風(fēng)道路徑長(zhǎng)，一定程度上降低了系統(tǒng)進(jìn)風(fēng)風(fēng)速，有利于防水效果的提高。2002年8月，株洲電力機(jī)車廠也研 制出廠了采用獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)的直流機(jī)車SS 9改。SS 9改機(jī)車采 用了獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)常用的中間走廊的設(shè)備布置方式。由于進(jìn)風(fēng)口風(fēng)道 短，防雨的難度大，因此，在設(shè)計(jì)上盡量保證進(jìn)風(fēng)面積足夠大，進(jìn)風(fēng) 風(fēng)速足夠小，加上進(jìn)風(fēng)口采用了比較先進(jìn)的百葉窗和過濾網(wǎng)，故能有 效地防止雨水的進(jìn)入。三、我國交流傳動(dòng)電力機(jī)車及動(dòng)力車通風(fēng)系統(tǒng)我國交流傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了機(jī)車通風(fēng)方式的變

6、革，豐富了 機(jī)車通風(fēng)方式的內(nèi)容和型式，為獨(dú)立通風(fēng)方式和車頂夾層通風(fēng)方式在 電力機(jī)車及動(dòng)力車上的應(yīng)用創(chuàng)造了有利的條件。與直流傳動(dòng)機(jī)車相 比，交流傳動(dòng)機(jī)車的通風(fēng)系統(tǒng)具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：（1）要進(jìn)行通風(fēng) 冷卻的部件相對(duì)較少，通風(fēng)系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單。交流傳動(dòng)機(jī)車需要通風(fēng)冷 卻的部件主要是牽引電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)車需要進(jìn)行通風(fēng)冷卻的部件通 常還有硅整流機(jī)組、電抗器、制動(dòng)電阻柜等。很明顯，直流傳動(dòng)機(jī)車 的通風(fēng)系統(tǒng)更復(fù)雜，而且要求更苛刻。（2）風(fēng)冷卻的部件對(duì)冷卻空 氣的清潔度、含水量的要求相對(duì)寬松。交流傳動(dòng)牽引電機(jī)允許含水滴 狀的空氣進(jìn)入其內(nèi)部，對(duì)空氣的清潔

7、度要求也相對(duì)寬松；而直流牽引 電機(jī)嚴(yán)格禁止水滴進(jìn)入牽引電機(jī)內(nèi)部，因?yàn)閾Q向器對(duì)空氣中的灰塵比 較敏感，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(jī)的正常工作。另外，由于交流傳動(dòng)機(jī)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(jìn)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(huì)直接影響變流器元件運(yùn)用；而直流傳動(dòng)的硅整 流器是直接風(fēng)冷方式，冷卻空氣中的塵、雨水將會(huì)直接損害整流器件 的可靠性。基于以上特點(diǎn)，交流傳動(dòng)機(jī)車的通風(fēng)系統(tǒng)一般采用獨(dú)立通 風(fēng)方式（如AC4000和DJ1機(jī)車）或者車頂夾層通風(fēng)方式（如DJJ1型 和DJJ2型動(dòng)力車、DJ型和DJ2型電力機(jī)車）。A、SS4改型

8、電力機(jī)車采用車體通風(fēng)方式：分為三大通風(fēng)系統(tǒng)：牽引通風(fēng)系統(tǒng)（兩臺(tái)離心式通風(fēng)機(jī)）：車外冷空氣一側(cè)墻百葉 窗一濾塵網(wǎng)1號(hào)硅機(jī)組fl號(hào)PFC電容柜fl號(hào)牽引通風(fēng)機(jī)fl、2位牽引 電動(dòng)機(jī)f車底大氣。2號(hào)硅機(jī)組f2號(hào)PFC電容柜f2號(hào)牽引通風(fēng)機(jī)f3、4位牽引 電動(dòng)機(jī)f車底大氣。主變壓器通風(fēng)系統(tǒng)（1臺(tái)軸流式風(fēng)機(jī)）：主變壓器通風(fēng)系統(tǒng)通 常只有一個(gè)通風(fēng)的支路，冷卻的對(duì)象是主變壓器和平波電抗器（二者 共同使用同一個(gè)油箱），采用的是軸流式通風(fēng)機(jī)，切每節(jié)的機(jī)車配有 1臺(tái)，其冷卻的通路可表示為：車外冷空氣f側(cè)墻百葉窗f濾塵網(wǎng)f主變壓器油散熱器f變壓 器通風(fēng)機(jī)f車頂百葉窗f車頂大氣。制動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)2臺(tái)（2臺(tái)軸流式風(fēng)機(jī)）：制

9、動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)每一節(jié) 機(jī)車都擁有兩個(gè)完全相同但兩者相互獨(dú)立的通風(fēng)支路，冷卻的對(duì)象主 要為制動(dòng)電阻柜，所用的是軸流式通風(fēng)機(jī)，每一節(jié)機(jī)車總共有2臺(tái)。其冷卻的通路為：車底冷空氣一進(jìn)風(fēng)口(不過濾)一I(II )端 制動(dòng)通風(fēng)機(jī)f風(fēng)道fl (II)端制動(dòng)電阻柜f車頂百葉窗f大氣。共設(shè)置2臺(tái)離心式風(fēng)機(jī)、3臺(tái)軸流式風(fēng)機(jī)。B、SS9型電力機(jī)車通風(fēng)系統(tǒng)SS9改型電力機(jī)車常用獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)，即車外空氣不直接進(jìn)入車 體，而是通過各自獨(dú)立的風(fēng)道對(duì)各部件進(jìn)行冷卻。按照被冷卻對(duì)象分 為3大通風(fēng)系統(tǒng):牽引通風(fēng)系統(tǒng)、制動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)和主變壓器通風(fēng)系統(tǒng)。 全車采用4臺(tái)離心式通風(fēng)機(jī)、5臺(tái)軸流式的通風(fēng)機(jī)。C、SS7E型電力機(jī)車通風(fēng)系統(tǒng)：SS7

10、E型電力機(jī)車也采用獨(dú)立通風(fēng)方式。機(jī)車通風(fēng)系統(tǒng)由牽引電 機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)、主變壓器通風(fēng)系統(tǒng)、變流裝置通風(fēng)系統(tǒng)、制動(dòng)電阻通風(fēng) 系統(tǒng)等四大通風(fēng)系統(tǒng)組成。全車共采用2臺(tái)離心式、9臺(tái)軸流式通風(fēng) 機(jī)。D、CRH1動(dòng)車組的通風(fēng)系統(tǒng)：CRH1動(dòng)車組采用分體式空調(diào)裝置(原型車為整體式空調(diào)，設(shè)置于 車輛的端部)，空氣處理單元設(shè)在車頂中部，供風(fēng)由兩邊的矩形主風(fēng) 道，經(jīng)消音器和散流器流入客室。排風(fēng)單元設(shè)置于每節(jié)客車車廂端部的車頂和天花板之間。四、電力機(jī)車通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)：可進(jìn)一步提高通風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)、裝置及其使用的效率，用來減少 電能消耗；未來可能將用動(dòng)葉可調(diào)的軸流式通風(fēng)機(jī)代替大型的離心式通風(fēng)機(jī)；可減輕通風(fēng)機(jī)的噪音；能夠提高用

11、于排煙、排塵通風(fēng)機(jī)葉輪及其機(jī)殼的耐磨性；充分實(shí)現(xiàn)可變轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)和自動(dòng)化的調(diào)節(jié)。五、而電力機(jī)車通風(fēng)系統(tǒng)常見的問題：最重要的是通風(fēng)機(jī)耐磨的性能以及耐磨的處理：因?yàn)榇罅康耐L(fēng) 機(jī)被工廠、礦井、隧道等的通風(fēng)和排塵等所應(yīng)用，所以通風(fēng)機(jī)的葉輪 和機(jī)殼兩者都有著不同程度的損壞，且有些地方會(huì)直接影響到生產(chǎn)是 否能夠順利的進(jìn)行，因此對(duì)通風(fēng)機(jī)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(duì)的延長(zhǎng)通風(fēng)機(jī)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?yàn)檫@種耐磨 陶瓷有著非常良好的耐磨性能，所以可以大大增強(qiáng)分機(jī)的耐磨性能。 且如若粘貼了耐磨陶瓷片，此通風(fēng)機(jī)在維護(hù)方面也比較便利，于是這 種方法在我們國家的相關(guān)行業(yè)中得到了較為廣泛的推廣應(yīng)用。結(jié)語：為了能夠滿足鐵路提速發(fā)展的迫切需求，電力機(jī)