牽引供電設(shè)備與鐵路牽引動力VIP

1、二、牽引供電設(shè)備二、牽引供電設(shè)備（一）電氣化鐵道的供電系統(tǒng)（一）電氣化鐵道的供電系統(tǒng)（二）牽引變電所（二）牽引變電所（三）接觸網(wǎng)三）接觸網(wǎng)（一）電氣化鐵道的供電系統(tǒng)（一）電氣化鐵道的供電系統(tǒng)電氣化鐵道供電系統(tǒng)示意圖電氣化鐵道供電系統(tǒng)示意圖（一）電氣化鐵道的供電系統(tǒng)（一）電氣化鐵道的供電系統(tǒng)錄相：錄相：供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)（二）牽引變電所（二）牽引變電所（三）接觸網(wǎng)（三）接觸網(wǎng)接觸網(wǎng)及接觸網(wǎng)及AT供電方式供電方式*一、電氣化鐵道供電系統(tǒng)一、電氣化鐵道供電系統(tǒng)架空式接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖架空式接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖架空式接觸網(wǎng)組成架空式接觸網(wǎng)組成三、鐵路牽引動力三、鐵路牽引動力概述概述（一）（一）電力機(jī)車電力

2、機(jī)車（二）（二）內(nèi)燃機(jī)車內(nèi)燃機(jī)車（三）機(jī)車牽引性能概念（三）機(jī)車牽引性能概念（四）機(jī)車牽引重量標(biāo)準(zhǔn)（四）機(jī)車牽引重量標(biāo)準(zhǔn)概述概述l1、機(jī)車類型、機(jī)車類型l2、機(jī)車運(yùn)用、機(jī)車運(yùn)用l3、蒸汽機(jī)車概要、蒸汽機(jī)車概要*1、機(jī)車類型、機(jī)車類型l從運(yùn)用上分：從運(yùn)用上分： 客運(yùn)機(jī)車、貨運(yùn)機(jī)車、調(diào)車機(jī)車客運(yùn)機(jī)車、貨運(yùn)機(jī)車、調(diào)車機(jī)車l從原動力分：從原動力分： 蒸汽機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)車、電力機(jī)車蒸汽機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)車、電力機(jī)車2、機(jī)車運(yùn)用、機(jī)車運(yùn)用（1）機(jī)車交路）機(jī)車交路(locomotive routing)l定義定義l機(jī)車運(yùn)用方式：機(jī)車運(yùn)用方式： （1）肩回運(yùn)轉(zhuǎn)制）肩回運(yùn)轉(zhuǎn)制 （2）循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)制）循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)制機(jī)車運(yùn)用方式示

3、意圖機(jī)車運(yùn)用方式示意圖2、機(jī)車運(yùn)用、機(jī)車運(yùn)用（2）乘務(wù)制度和乘務(wù)方式）乘務(wù)制度和乘務(wù)方式l包乘制、輪乘制包乘制、輪乘制l乘務(wù)員換班有：立即折返、外段駐班、隨乘乘務(wù)員換班有：立即折返、外段駐班、隨乘三種乘務(wù)制度。三種乘務(wù)制度。前進(jìn)型蒸汽機(jī)車前進(jìn)型蒸汽機(jī)車3、蒸汽機(jī)車概要、蒸汽機(jī)車概要*3、蒸汽機(jī)車概要、蒸汽機(jī)車概要*蒸汽機(jī)車蒸汽機(jī)車(steam locomotive)主要組成：主要組成：l鍋爐、汽機(jī)、走行部、車架、煤水車、車鉤緩鍋爐、汽機(jī)、走行部、車架、煤水車、車鉤緩沖裝置以及制動裝置等。沖裝置以及制動裝置等。蒸汽機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)車、電力機(jī)車熱效率圖蒸汽機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)車、電力機(jī)車熱效率圖（一）電力機(jī)車

4、（一）電力機(jī)車 電力機(jī)車的優(yōu)點：電力機(jī)車的優(yōu)點：l1、可制成大功率機(jī)車，運(yùn)輸能力大；、可制成大功率機(jī)車，運(yùn)輸能力大；l2、啟動快、速度高、爬坡性能好；、啟動快、速度高、爬坡性能好；l3、不污染空氣，勞動條件好；、不污染空氣，勞動條件好；l4、運(yùn)營費用低；、運(yùn)營費用低；l5、可利用多種能源。、可利用多種能源。（一）電力機(jī)車（一）電力機(jī)車v從從1961年第一條電氣化鐵路至今已突破年第一條電氣化鐵路至今已突破1萬萬km，我國鐵路有望成為世界電氣化我國鐵路有望成為世界電氣化鐵路四強(qiáng)之一。鐵路四強(qiáng)之一。電氣化鐵路里程圖電氣化鐵路里程圖0 020002000400040006000600080008000

5、10000100001200012000140001400016000160001961年1961年1977年1977年1996年1996年2000年2000年里程(公里)里程(公里)9110331000015000（一）（一）電力機(jī)車電力機(jī)車1、電力機(jī)車的基本組成、電力機(jī)車的基本組成l電力機(jī)車主要由車體、車底架、走行部、車電力機(jī)車主要由車體、車底架、走行部、車鉤緩沖裝置、制動裝置和一整套電氣設(shè)備組鉤緩沖裝置、制動裝置和一整套電氣設(shè)備組成。成。l軸列式軸列式3030電力機(jī)車電力機(jī)車韶山韶山4型電力機(jī)車型電力機(jī)車（一）（一）電力機(jī)車電力機(jī)車2、電力機(jī)車的電氣設(shè)備及其電路、電力機(jī)車的電氣設(shè)備及其電

6、路l（1）主電路）主電路l（2）輔助電路）輔助電路l（3）控制電路）控制電路電力機(jī)車電氣回路示意圖電力機(jī)車電氣回路示意圖（一）（一）電力機(jī)車電力機(jī)車l（1）主電路）主電路（一）（一）電力機(jī)車電力機(jī)車l（2）輔助電路）輔助電路 輔助電路電源來自牽引變電器的輔助繞組，通輔助電路電源來自牽引變電器的輔助繞組，通過劈相機(jī)將單相交流電轉(zhuǎn)變成三相交流電后，過劈相機(jī)將單相交流電轉(zhuǎn)變成三相交流電后，供給牽引通風(fēng)機(jī)、油泵機(jī)組和空氣壓縮機(jī)等輔供給牽引通風(fēng)機(jī)、油泵機(jī)組和空氣壓縮機(jī)等輔助電機(jī)使用。助電機(jī)使用。（一）（一）電力機(jī)車電力機(jī)車l（3）控制電路）控制電路 控制電路將主電路和輔助電路中各電氣設(shè)備的控制電路將主電

7、路和輔助電路中各電氣設(shè)備的控制電器（包括各種控制開關(guān)、接觸器、電空控制電器（包括各種控制開關(guān)、接觸器、電空閥等）同電源、照明、信號等的控制裝置連成閥等）同電源、照明、信號等的控制裝置連成一個電系統(tǒng)。一個電系統(tǒng)。（二）內(nèi)燃機(jī)車（二）內(nèi)燃機(jī)車內(nèi)燃機(jī)車內(nèi)燃機(jī)車(diesel locomotive)的動力源是內(nèi)燃的動力源是內(nèi)燃機(jī)（柴油機(jī)）。機(jī)（柴油機(jī)）。內(nèi)燃機(jī)采用傳動裝置的必要性：內(nèi)燃機(jī)采用傳動裝置的必要性： 柴油機(jī)的特性不能滿足機(jī)車牽引性能的要求。柴油機(jī)的特性不能滿足機(jī)車牽引性能的要求。（二）內(nèi)燃機(jī)車（二）內(nèi)燃機(jī)車v內(nèi)燃機(jī)車分類：內(nèi)燃機(jī)車分類： 1、電力傳動內(nèi)燃機(jī)車電力傳動內(nèi)燃機(jī)車 2、液力傳動內(nèi)燃

8、機(jī)車液力傳動內(nèi)燃機(jī)車1、電力傳動內(nèi)燃機(jī)車、電力傳動內(nèi)燃機(jī)車（1）傳動類型：）傳動類型：l直直直流電力傳動直流電力傳動l交交直流電力傳動直流電力傳動l交交直直交電力傳動交電力傳動l交交交流電力傳動交流電力傳動1、電力傳動內(nèi)燃機(jī)車、電力傳動內(nèi)燃機(jī)車（2）機(jī)車總體布置：）機(jī)車總體布置：l以東風(fēng)以東風(fēng)4型內(nèi)燃機(jī)車為例型內(nèi)燃機(jī)車為例東風(fēng)東風(fēng)4型內(nèi)燃機(jī)車型內(nèi)燃機(jī)車東風(fēng)東風(fēng)4型內(nèi)燃機(jī)車總體布置圖型內(nèi)燃機(jī)車總體布置圖1、電力傳動內(nèi)燃機(jī)車、電力傳動內(nèi)燃機(jī)車（3）內(nèi)燃機(jī)車組成）內(nèi)燃機(jī)車組成l柴油機(jī)、傳動裝置、走行部、車體、車底架、柴油機(jī)、傳動裝置、走行部、車體、車底架、車鉤緩沖裝置、制動裝置、輔助裝置等。車鉤緩沖

9、裝置、制動裝置、輔助裝置等。1、電力傳動內(nèi)燃機(jī)車、電力傳動內(nèi)燃機(jī)車1）柴油機(jī)）柴油機(jī)2）傳動裝置）傳動裝置3）走行部）走行部柴油機(jī)柴油機(jī)1）柴油機(jī)）柴油機(jī)四沖程柴油機(jī)工作情況：四沖程柴油機(jī)工作情況：l進(jìn)氣沖程進(jìn)氣沖程l壓縮沖程壓縮沖程l燃燒膨脹沖程燃燒膨脹沖程l排氣沖程排氣沖程四沖程柴油機(jī)工作情況示意圖四沖程柴油機(jī)工作情況示意圖1）柴油機(jī)）柴油機(jī)錄相錄相11）柴油機(jī)）柴油機(jī)錄相錄相22）傳動裝置）傳動裝置l電傳動裝置的主要部件有：電傳動裝置的主要部件有：主發(fā)電機(jī)、整流裝置、牽引電動機(jī)等。主發(fā)電機(jī)、整流裝置、牽引電動機(jī)等。2）傳動裝置）傳動裝置主發(fā)電機(jī)主發(fā)電機(jī)(main generator)l轉(zhuǎn)

10、子由柴油機(jī)曲軸帶動，形成旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子由柴油機(jī)曲軸帶動，形成旋轉(zhuǎn)磁場，定子線圈在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，產(chǎn)生感定子線圈在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，產(chǎn)生感應(yīng)電勢，發(fā)出三相交流電。應(yīng)電勢，發(fā)出三相交流電。2）傳動裝置）傳動裝置牽引電動機(jī)牽引電動機(jī)(traction motor)l在定子形成的磁場作用下，使通有直流在定子形成的磁場作用下，使通有直流電的轉(zhuǎn)子（電樞）轉(zhuǎn)動，將電能轉(zhuǎn)變成電的轉(zhuǎn)子（電樞）轉(zhuǎn)動，將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，向外輸出，使機(jī)車運(yùn)行。機(jī)械能，向外輸出，使機(jī)車運(yùn)行。交交直流電力傳動原理直流電力傳動原理交交直流電傳動原理圖直流電傳動原理圖l總結(jié)總結(jié) 能量轉(zhuǎn)換過程：能量轉(zhuǎn)換過程： 熱能熱能 機(jī)械能機(jī)械能 電能

11、電能 機(jī)械能機(jī)械能 交交直流電力傳動原理直流電力傳動原理2）傳動裝置）傳動裝置l機(jī)車運(yùn)行方向的確定：改變牽引電動機(jī)機(jī)車運(yùn)行方向的確定：改變牽引電動機(jī)勵磁繞組（定子）的電流方向，就可控勵磁繞組（定子）的電流方向，就可控制機(jī)車的前進(jìn)或后退。制機(jī)車的前進(jìn)或后退。3）走行部）走行部l機(jī)車走行部的作用機(jī)車走行部的作用l東風(fēng)東風(fēng)4型內(nèi)燃機(jī)車轉(zhuǎn)向架型內(nèi)燃機(jī)車轉(zhuǎn)向架l軸列式軸列式 30303）走行部）走行部l轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架(bogie)組成：構(gòu)架、旁承、輪對、軸組成：構(gòu)架、旁承、輪對、軸箱、彈簧減震裝置、電機(jī)懸掛裝置、牽引裝置、箱、彈簧減震裝置、電機(jī)懸掛裝置、牽引裝置、基礎(chǔ)制動裝置、撒沙裝置等?；A(chǔ)制動裝置、撒

12、沙裝置等。東風(fēng)東風(fēng)4型內(nèi)燃機(jī)車轉(zhuǎn)向架型內(nèi)燃機(jī)車轉(zhuǎn)向架錄相：錄相：轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架3）走行部）走行部2、液力傳動內(nèi)燃機(jī)車、液力傳動內(nèi)燃機(jī)車北京型液力傳動內(nèi)燃機(jī)車總體布置示意圖北京型液力傳動內(nèi)燃機(jī)車總體布置示意圖液力傳動工作原理液力傳動工作原理2、液力傳動內(nèi)燃機(jī)車、液力傳動內(nèi)燃機(jī)車（1）液力變扭器）液力變扭器(hydraulic)1）基本組成：泵輪、渦輪、導(dǎo)向輪）基本組成：泵輪、渦輪、導(dǎo)向輪液力變扭器液力變扭器2、液力傳動內(nèi)燃機(jī)車、液力傳動內(nèi)燃機(jī)車2）變扭器的作用原理）變扭器的作用原理l變扭器里充滿工作油時，油從泵輪變扭器里充滿工作油時，油從泵輪渦輪渦輪導(dǎo)向?qū)蜉嗇啽幂喲h(huán)往復(fù)，把柴油機(jī)的功率傳給動輪

13、。泵輪循環(huán)往復(fù)，把柴油機(jī)的功率傳給動輪。l變扭器工作油排出時，泵輪和渦輪之間失去聯(lián)系，變扭器工作油排出時，泵輪和渦輪之間失去聯(lián)系，柴油機(jī)的功率不能傳給機(jī)車動輪。柴油機(jī)的功率不能傳給機(jī)車動輪。l柴油機(jī)傳出的大小基本不變的扭矩，經(jīng)過變扭器柴油機(jī)傳出的大小基本不變的扭矩，經(jīng)過變扭器后變成的機(jī)車牽引力，能夠滿足機(jī)車牽引性能的后變成的機(jī)車牽引力，能夠滿足機(jī)車牽引性能的要求。要求。2、液力傳動內(nèi)燃機(jī)車、液力傳動內(nèi)燃機(jī)車3、液力傳動過程、液力傳動過程液力傳動過程示意圖液力傳動過程示意圖（三）機(jī)車牽引性能概念（三）機(jī)車牽引性能概念NFV（常數(shù)）常數(shù)）FvO機(jī)車?yán)硐霠恳匦郧€機(jī)車?yán)硐霠恳匦郧€（四）機(jī)車牽引

14、重量標(biāo)準(zhǔn)（四）機(jī)車牽引重量標(biāo)準(zhǔn)1、機(jī)車牽引力、機(jī)車牽引力 F2、列車運(yùn)行阻力、列車運(yùn)行阻力 W3、制動力、制動力 B4、牽引質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的確定、牽引質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的確定 Q（四）機(jī)車牽引重量標(biāo)準(zhǔn)（四）機(jī)車牽引重量標(biāo)準(zhǔn)F貨物列車牽引定數(shù)貨物列車牽引定數(shù)FjyP（w0ix）Q（w0”ix）g10-3Q（yFjP（w0ix）g10-3）（）（w0”ix） g10-3其中：其中： Fj機(jī)車的計算牽引力（機(jī)車的計算牽引力（N） P每臺機(jī)車的計算質(zhì)量（每臺機(jī)車的計算質(zhì)量（t） ix限制坡度的千分?jǐn)?shù)限制坡度的千分?jǐn)?shù)w0、w0”機(jī)車、車輛單位基本阻力（機(jī)車、車輛單位基本阻力（NkN） y牽引力使用系數(shù)，取牽引力使用系數(shù)

15、，取0.9 Q機(jī)車牽引重量（機(jī)車牽引重量（t）牽引動力的發(fā)展?fàn)恳齽恿Φ陌l(fā)展l牽引動力的現(xiàn)代化，是鐵路運(yùn)輸科技進(jìn)步的先牽引動力的現(xiàn)代化，是鐵路運(yùn)輸科技進(jìn)步的先導(dǎo)。導(dǎo)。1 1、動車組、動車組v動車動車 世界各國鐵路在旅客運(yùn)輸，特別是在城際間的世界各國鐵路在旅客運(yùn)輸，特別是在城際間的旅客運(yùn)輸中，還大力發(fā)展動車組的運(yùn)輸方式。旅客運(yùn)輸中，還大力發(fā)展動車組的運(yùn)輸方式。在客車上安裝動力裝置，使其既具有牽引動力，在客車上安裝動力裝置，使其既具有牽引動力，又可以載客的客車叫動車。又可以載客的客車叫動車。1 1、動車組、動車組l動車組動車組 動車和附掛車編組而成的列車，叫動車組。動動車和附掛車編組而成的列車，叫動

16、車組。動車有司機(jī)室和客室，掛在動車組的兩端；附掛車有司機(jī)室和客室，掛在動車組的兩端；附掛車與一般客車一樣，只載旅客，沒有動力裝置。車與一般客車一樣，只載旅客，沒有動力裝置。高速動車組高速動車組雙層內(nèi)燃動車組雙層內(nèi)燃動車組1 1、動車組、動車組l動車組的優(yōu)點：動車組的優(yōu)點： 由于動力裝置分散在多輛動車上，動軸數(shù)多，由于動力裝置分散在多輛動車上，動軸數(shù)多，加速力大，速度高，對軌道的動力作用小，很加速力大，速度高，對軌道的動力作用小，很適宜在站間距離短，行車密度大和客運(yùn)量很大適宜在站間距離短，行車密度大和客運(yùn)量很大的城際間運(yùn)輸中運(yùn)用。的城際間運(yùn)輸中運(yùn)用。2 2、磁懸浮鐵路、磁懸浮鐵路v磁懸浮鐵路上運(yùn)

17、行的列車，是利用電磁系統(tǒng)產(chǎn)磁懸浮鐵路上運(yùn)行的列車，是利用電磁系統(tǒng)產(chǎn)生的吸引力或排斥力將車輛托起，使整個列車生的吸引力或排斥力將車輛托起，使整個列車懸浮在線路上，利用電磁力導(dǎo)向，直線電機(jī)將懸浮在線路上，利用電磁力導(dǎo)向，直線電機(jī)將電能直接轉(zhuǎn)換成推進(jìn)力，而推動列車前進(jìn)的。電能直接轉(zhuǎn)換成推進(jìn)力，而推動列車前進(jìn)的。2 2、磁懸浮鐵路、磁懸浮鐵路v磁懸浮鐵路的基本制式：磁懸浮鐵路的基本制式： 盡管磁懸浮車的懸浮、推動和導(dǎo)向都是用電磁盡管磁懸浮車的懸浮、推動和導(dǎo)向都是用電磁力，但根據(jù)磁懸浮列車上電磁鐵的使用方式，力，但根據(jù)磁懸浮列車上電磁鐵的使用方式，基本制式可分兩種：基本制式可分兩種： 1、超導(dǎo)磁斥式、超導(dǎo)磁斥式 2、常導(dǎo)磁吸式、常導(dǎo)磁吸式磁懸浮原理比較圖磁懸浮原理比較圖2 2、磁懸浮鐵路、磁懸浮鐵路錄相錄相2 2、磁懸浮鐵路、磁懸浮鐵路l磁懸浮鐵路的發(fā)展優(yōu)勢：磁懸浮鐵路的發(fā)展優(yōu)勢：l1）速度高，旅行時間短；）速度高，旅行時間短；l2）安全、可靠；）安全、可靠；l3）能源消耗低；）能源消耗低；l4