HXD3型電力機(jī)車HXD3型貨運(yùn)電力機(jī)車總體介紹HXD3型電力機(jī)車是由

HXD3型電力機(jī)車HXD3型貨運(yùn)電力機(jī)車總體介紹HXD3型電力機(jī)車是由中國北車集團(tuán)大連機(jī)車車輛有限公司與日本東芝公司于2001年起合作研制的大功率交流傳動(dòng)貨運(yùn)電力機(jī)車。一、XD3型電力機(jī)車主要特點(diǎn)1.1軸式為C0-C0，電傳動(dòng)系統(tǒng)為交直交傳動(dòng)，采用IGBT水冷變流機(jī)組，1250kW大轉(zhuǎn)矩異步牽引電動(dòng)機(jī)，具有起動(dòng)（持續(xù)）牽引力大、恒功率速度范圍寬、粘著一、XD3型電力機(jī)車主要特點(diǎn)1.2輔助電氣系統(tǒng)采用2組輔助變流器，能分別提供VVVF和CVCF三相輔助電源，對(duì)輔助機(jī)組進(jìn)行分類供電。該系統(tǒng)冗余性強(qiáng)，一組輔助變流器故障后可以由另一組輔助變流器對(duì)全部輔助機(jī)組供電。1.3采用微機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了邏輯控制、自診斷功能，而且實(shí)現(xiàn)了機(jī)車的網(wǎng)絡(luò)重聯(lián)功能。1.4總體設(shè)計(jì)采用高度集成化、模塊化的設(shè)計(jì)思路，電氣屏柜和各種輔助機(jī)組分功能斜對(duì)稱布置在中間走廊的兩側(cè)；采用了規(guī)范化司機(jī)室，有利于機(jī)車的安全運(yùn)行。1.5車體的主要作用是承受上部載荷和傳遞機(jī)車牽引力；同時(shí)車體又是機(jī)車各動(dòng)力機(jī)組和設(shè)備的安裝基礎(chǔ)；并要為乘務(wù)人員提供工作場所，因此，要求為乘務(wù)員提供良好的工作環(huán)境的同時(shí)，更為重要的是要求車體鋼結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。采用帶有中梁的、整體承載的框架式車體結(jié)構(gòu)，有利于提高車體的強(qiáng)度和剛度。1.6轉(zhuǎn)向架采用滾動(dòng)抱軸承半懸掛結(jié)構(gòu)，二系采用高圓螺旋彈簧；采用整體軸箱、推挽式低位牽引桿等技術(shù)。1.7采用下懸式安裝方式的一體化多繞組（全去耦）變壓器，具有高阻抗、重量輕等特點(diǎn)，并采用強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)風(fēng)冷技術(shù)。1.8采用獨(dú)立通風(fēng)冷卻技術(shù)。牽引電機(jī)采用由頂蓋百葉窗進(jìn)風(fēng)的獨(dú)立通風(fēng)冷卻方式；主變流器水冷和主變壓器油冷采用水、油復(fù)合式鋁板冷卻器，由車頂直接進(jìn)風(fēng)冷卻；輔助變流器也采用車外進(jìn)風(fēng)冷卻的方式；另外還考慮了司機(jī)室的換氣和機(jī)械間的微正壓。1.9采用了集成化氣路的空氣制動(dòng)系統(tǒng)，具有空電制動(dòng)功能。機(jī)械制動(dòng)采用輪盤制動(dòng)。1.10采用了新型的模式空氣干燥器，有利于壓縮空氣的干燥，減少制動(dòng)系統(tǒng)閥件的故障率。二、機(jī)車主要技術(shù)性能指標(biāo)2.1工作電源電流制單相交流50Hz額定電壓25kV在22.5kV?31kV之間時(shí)，機(jī)車能發(fā)揮額定功率，在22.5kV-17.5kV和17.5kV?17.2kV范圍內(nèi)機(jī)車功率按不同斜率線性下降，在17.2kV時(shí)功率為零；在31kV?31.3kV范圍內(nèi)機(jī)車功率線性下降至零。2.2牽引性能參數(shù)電傳動(dòng)方式交一直一交傳動(dòng)持續(xù)功率7200kW

機(jī)車速度：持續(xù)制速度最高速度起動(dòng)牽引力持續(xù)牽引力（半磨耗輪）恒功率速度范圍2.3動(dòng)力制動(dòng)性能參數(shù)電制動(dòng)方式電制動(dòng)功率最大電制動(dòng)力2.4主要結(jié)構(gòu)尺寸軌距軸式機(jī)車總重機(jī)車速度：持續(xù)制速度最高速度起動(dòng)牽引力持續(xù)牽引力（半磨耗輪）恒功率速度范圍2.3動(dòng)力制動(dòng)性能參數(shù)電制動(dòng)方式電制動(dòng)功率最大電制動(dòng)力2.4主要結(jié)構(gòu)尺寸軌距軸式機(jī)車總重軸重機(jī)車前、后車鉤中心距車體底架長度車體寬度車體高度2.5主要結(jié)構(gòu)尺寸機(jī)車全軸距轉(zhuǎn)向架固定軸距車輪直徑520kN（23t軸重）；570kN（25t軸重）370kN（23t軸重）；400kN（25t軸重）65km/h?120km/h（25t軸重）70km/h?120km/h（23t軸重）再生制動(dòng)7200kW（70km/h?120km/h）（23t軸重）7200kW（65km/h?120km/h）（25t軸重）370kN（15km/h?70km/h）（23t軸重）400kN（15km/h?65km/h）（25t軸重）1435mmC0-C0138t%t（23t軸重）；150t%t（25t軸重）23+2t20846mm19630mm3100mm4100mm（新輪）14700mm2250+2000mm1250mm（新輪）1200mm（半磨耗）受電弓落下時(shí)，滑板頂面距軌面高度4775±30mm1150mm（全磨耗）受電弓滑板距軌面的工作范圍5200?6500mm車鉤中心線距軌面高度（新輪）880±10mm排障器距軌面高度110±10mm2.6機(jī)車微機(jī)控制功能機(jī)車預(yù)備的順序邏輯綜合控制機(jī)車牽引力和制動(dòng)力控制機(jī)車空電聯(lián)合制動(dòng)控制機(jī)車主、輔電路過流、過壓、欠壓、接地等保護(hù)控制機(jī)車空轉(zhuǎn)/滑行保護(hù)控制機(jī)車重聯(lián)控制機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移補(bǔ)償控制機(jī)車定速控制停車狀態(tài)下，微機(jī)控制系統(tǒng)自診斷功能行駛過程中對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測診斷功能故障信息的記錄、保存和顯示功能故障記錄的轉(zhuǎn)儲(chǔ)功能2.7機(jī)車動(dòng)力學(xué)性能受電弓落下時(shí)，滑板頂面距軌面高度4775±30mm機(jī)車能以5km/h速度安全通過半徑為125m的曲線，并應(yīng)能在半徑250m的曲線上進(jìn)行正常摘掛作業(yè)。2.8機(jī)車單機(jī)以120km/h速度于平直道上施行緊急空氣制動(dòng)時(shí)，最大制動(dòng)距離：＜800m（23t軸重）；＜900m（25t軸重）三、機(jī)車設(shè)備布置在機(jī)車的兩端各設(shè)有一個(gè)司機(jī)室，兩個(gè)司機(jī)室的中間是機(jī)械室。在機(jī)械室內(nèi)設(shè)有600mm寬的中央通道，在通道左右兩側(cè)設(shè)有主變流裝置、通風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等設(shè)備。在車體下設(shè)有2臺(tái)3軸的轉(zhuǎn)向架及主變壓器，在頂蓋上設(shè)有高壓電器。車內(nèi)設(shè)備布置以平面斜對(duì)稱布置為主，設(shè)備成套安裝，有利于機(jī)車的重量分配和機(jī)車的制造、檢修和部件的互換等。3.1司機(jī)室設(shè)備布置司機(jī)室內(nèi)設(shè)有操縱臺(tái)、八燈顯示器、司機(jī)座椅、端子柜、熱水器、緊急放風(fēng)閥、滅火器等設(shè)備。司機(jī)室頂部設(shè)有空調(diào)裝置（冷熱）、風(fēng)扇、頭燈、司機(jī)室照明等設(shè)備。司機(jī)室前窗采用電加熱玻璃，窗外設(shè)有電動(dòng)刮雨器，窗內(nèi)設(shè)有電動(dòng)遮陽簾；側(cè)窗外設(shè)有機(jī)車后視鏡。在操縱臺(tái)上設(shè)有TCMS顯示器、ATP顯示器、壓力組合模塊、司機(jī)控制器、制動(dòng)控制器、扳鍵開關(guān)組、制動(dòng)裝置顯示器、冰箱、暖風(fēng)機(jī)、腳爐和膝爐。3.2車頂設(shè)備布置車頂設(shè)備配置分布在頂蓋由3個(gè)頂蓋上，1端頂蓋、2端頂蓋配置有受電弓，中央頂蓋上配置有高壓隔離開關(guān)、高壓電壓互感器、真空斷路器、避雷器、接地開關(guān)等高壓電器。在中央頂蓋上設(shè)有檢修升降口，由此上車頂進(jìn)行檢修和維修作業(yè)。（為確保安全，天窗設(shè)置鑰匙聯(lián)鎖裝置。）四、機(jī)車?yán)鋮s系統(tǒng)主要包括主變壓器系統(tǒng)冷卻、主變流裝置系統(tǒng)冷卻、牽引電動(dòng)機(jī)冷卻、輔助電源裝置冷卻、空氣壓縮機(jī)的冷卻及包括衛(wèi)生間通風(fēng)及車內(nèi)換氣等五、機(jī)車主要部件介紹5.1真空斷路器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)真空斷路器以真空作為絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)，利用真空狀態(tài)下的高絕緣強(qiáng)度和電弧高擴(kuò)散能力形成的去游離作用進(jìn)行滅弧的。電弧熄滅后，介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)速度特別高。與空氣斷路器相比，它具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、分?jǐn)嗳萘看?、?dòng)作速度快、絕緣強(qiáng)度高等諸多優(yōu)點(diǎn)。另外，真空滅弧室不需要檢修，整機(jī)檢修工作量小，維修方便。5.2主變壓器特點(diǎn)5.2.1高壓引線采用法國NEXANS公司的端子。在低壓套管出線裝置中采用了新型合成樹脂的出線裝置，具有安裝拆卸方便，可靠及使用壽命長的特點(diǎn)。5.2.2慮到了機(jī)車的使用環(huán)境，提高了變壓器的抗振性能，所以該變壓器具有抗震、耐久的特點(diǎn)。5.2.3溫度計(jì)等需要經(jīng)常檢測及保養(yǎng)的部件裝配在油箱側(cè)面，以便于進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)、檢查。5.2.4將通過強(qiáng)大電流的低壓出線裝置分別安裝在主變流器最近處，使其間連線最短。5.3變流裝置每臺(tái)機(jī)車裝有兩臺(tái)變流裝置，每臺(tái)變流裝置內(nèi)含有三組牽引變流器和一組輔助變流器，使其結(jié)構(gòu)緊湊，便于設(shè)備安裝。牽引變流器采用強(qiáng)制循環(huán)水冷方式。這種方式具有冷卻效果好、無污染、重量輕、結(jié)構(gòu)上維修方便等特點(diǎn)。冷卻液采用亞乙基二醇純水溶液，確保在一40°C時(shí)不凍結(jié)。另外，牽引變流器的冷卻液和主變壓器（Mtr）的冷卻油經(jīng)過復(fù)合冷卻器循環(huán)，依靠復(fù)合冷卻器風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷。每組牽引變流器由一個(gè)四象限和一個(gè)逆變器組成。整流器單元使用了模塊化IGBT元件，采用脈寬調(diào)制（PWM）方式、兩點(diǎn)式電壓型，通過高次諧波整流和錯(cuò)開各組控制載波的相位，從而降低高次諧波和提高功率因數(shù)。逆變器單元同整流器單元一樣使用模塊化IGBT元件、實(shí)現(xiàn)單元的標(biāo)準(zhǔn)化。通過采用IGBT元件和32bit高速演算控制裝置的配合，采用矢量控制方式，來實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制，達(dá)到快速響應(yīng)，提高粘著利用率和實(shí)現(xiàn)空轉(zhuǎn)滑行保護(hù)控制。輔助變流器APU是輔助電動(dòng)機(jī)供電電路的核心。APU向牽引通風(fēng)機(jī)電機(jī)和壓縮機(jī)電機(jī)等輔助機(jī)器供給三相交流電，具有變壓變頻（VVVF）控制和恒壓恒頻（CVCF）兩種控制方式。兩臺(tái)復(fù)合冷卻器風(fēng)機(jī)和六臺(tái)牽引通風(fēng)機(jī)電機(jī)為了確保適應(yīng)機(jī)車狀況的冷卻風(fēng)量和降低運(yùn)轉(zhuǎn)聲音，按照VVVF控制模式進(jìn)行設(shè)定。APU通過使用IGBT的PWM整流器單元把從主變壓器三次線圈供電的交流電轉(zhuǎn)換為恒定電壓的直流電，再供給由IGBT構(gòu)成的逆變器單元，通過逆變器轉(zhuǎn)換為三相交流。輔助變流器（APU）單獨(dú)采用強(qiáng)制風(fēng)冷方式。機(jī)車共設(shè)有兩套輔助變流器UA11、UA12。在正常情況下輔助變流器UA11、UA12全部工作，基本上以50%的額定容量工作，輔助變流器UA11工作在VVVF方式，輔助變流器UA12工作在CVCF方式，分別為機(jī)車輔助電動(dòng)機(jī)供電。當(dāng)某一套輔助變流器發(fā)生故障時(shí)，不需要切除任何輔助電動(dòng)機(jī)，另一套輔助變流器可以承擔(dān)機(jī)車全部的輔助電動(dòng)機(jī)負(fù)載。此時(shí)，該輔助變流器按照CVCF方式工作，從而確保機(jī)車輔助電動(dòng)機(jī)供電系統(tǒng)的可靠性。5.4復(fù)合冷卻