HXD1C机车总体介绍

HXD1C机车总体介绍 南车株洲电力机车有限公司2013 06 Page 2 总体说明 Page 3 总体说明 Page 4 总体说明 主电路 机车牵引电路采用由IGBT模块 3 3kV 1200A 组成的四象限整流器和逆变器 采用牵引电机轴控技术 辅助电路 机车辅助电路采用独立的辅助逆变器供电 辅助变流器分别由恒频恒压变流器 CVCF 与变频变压变流器 VVVF 两个模块构成 控制网络 机车采用微机控制系统 实现网络化 模块化 使机车控制系统具有控制 诊断 监测 传输 显示和存储功能 控制网络符合IEC61375的标准要求 重联控制 机车具有通过WTB总线进行多机 最多三台 重联控制及显示功能 并预留了远程重联控制系统的软件 硬件接口及安装平台 主要特点 Page 5 总体说明 设备布置 机车总体结构为双司机室 机械间设备按斜对称原则布置 中间走廊 采用预布线和预布管设计 通风方式 机车采用独立通风方式 增加了机械间冬夏季温度调节模式转换设计 更好的改善了机车运用环境 车体 车体采用整体承载结构型式 全部由钢板及钢板压型件组焊而成的全钢焊接结构 车体纵向压缩载荷取3000kN 纵向拉伸载荷取2500kN 转向架 机车采用两台C0转向架 驱动系统采用滚动抱轴承传动的抱轴悬挂驱动 构架为箱形梁焊接构架 齿轮箱采用了高强度铝合金 一系悬挂采用轴箱拉杆 螺旋钢弹簧方式 二系悬挂采用高挠螺旋钢弹簧结构 牵引装置采用低位牵引 空气制动系统 机车采用CCBII DK 2 法维莱制动机 其它 机车预留有信息系统的安装位置和接口 主要特点 Page 6 总体说明 Page 7 总体说明 用途 铁路干线用机车 机车在下列条件下 能按机车额定功率正常工作 海拔高度 不超过2500m在海拔高于1400m 环境温度接近 40 连续在最大功率状态下运行时可能出现功率限制 环境温度 遮荫处 25 40 机车基础结构按照 40 运用环境设计 并预留加强防寒设备安装接口和布线空间 机车能够在 40 环境下存放 加强防寒后能够在 25 40 环境下正常运用 月平均最大相对湿度 该月月平均最低温度不低于25 95 环境条件 能承受风 雨 雪 盐雾 煤尘和偶有沙尘暴 环境条件 Page 8 总体说明 Page 9 总体说明 电流制 25kV 50Hz网压在17 5kV 31kV范围内 机车功率发挥情况见曲线图 在22 5kV到30kV网压下 功率为7200kW 22 5kV到19kV 功率从7200kW线性减小到6080kW 30kV到31kV 功率从7200kW线性减小到0 19kV到17 5kV 功率从6080kW线性减小到0 在网压允许波动范围内 辅助功率一直有效 Page 10 总体说明 功率发挥曲线 Page 11 总体说明 轨距 1435mm轴式 Co Co机车整备重量 无配重 138 3 1 t加配重后 150 1 3 t轴荷重 无配重 23t加配重后 25t机车可以从23t轴重转换成25t 也可以从25t轴重转换成23t 机车交车时轴重为25t 包括轴重转换所有需要的配件 轴重转换过程中 除拆装配重块以外 仅需增减悬挂系统的垫片厚度 Page 12 总体说明 机车主要尺寸机车前后车钩中心距22670mm机车车体宽度3100mm机车最大宽度 后视镜处于打开工作状态 3329mm机车车顶距轨面高度4040mm车体机械间底架上平面距轨面高1600mm机车转向架中心距11760mm机车转向架固定轴距1轴到2轴2250mm2轴到3轴2000mm Page 13 总体说明 机车主要尺寸车钩中心线距轨面高度为 新轮 880 10mm受电弓降下时受电弓滑板距轨面高度 4750mm 新轮 在牵引时 受电弓滑板距轨面工作高度5200 6500mm齿轮箱底面最低点距轨面高度不小于 新轮 120mm机车排障器距轨面高度 100 100 mm转向架扫石器距轨面高度30mm Page 14 总体说明 主要技术参数机车轮周牵引功率 持续制 7200kW机车轮周电制动功率 持续制 7200kW机车起动牵引力 0 5km h速度范围内半磨耗的轮周平均牵引力 干燥无油轨面 23t轴重时 520kN25t轴重时 570kN机车速度机车最高运营速度120km h最高试验速度 新轮 132 2km h Page 15 总体说明 持续速度23t轴重时70km h25t轴重时65km h机车持续制牵引力23t轴重时 370kN25t轴重时 400kN机车最大制动力23t轴重时 370kN25t轴重时 400kN Page 16 总体说明 Page 17 总体说明 Page 18 总体说明 Page 19 总体说明 设备布置HXD1C机车采用双司机室 机械间为贯穿中间走廊结构 宽度 600mm 机械间设备按照斜对称布置的原则进行布置 全车设备布置可分为 车顶设备布置司机室设备布置机械间设备布置车下设备布置辅助设备布置等 Page 20 总体说明 2个受电弓及绝缘子2个高压隔离开关1个高压电压互感器1个真空主断路器1个接地开关 1个避雷器1个登顶门1个高压电缆组成母线及支撑绝子天线 车顶设备布置 Page 21 总体说明 车顶设备布置 Page 22 总体说明 整个司机室布置满足UIC651的要求司机室及司机台的设计大量借鉴了HXD1B型机车的布置方案和成熟部件 司机室设备布置 Page 23 总体说明 司机室设备布置 Page 24 总体说明 机械间设备布置 Page 25 总体说明 车下设备布置 自动制动和停车制动的指示器 Page 26 总体说明 Page 27 1 主传动系统总体说明 主变压器 牵引变流器和牵引电机 先进 成熟 经济 适用 可靠 的设计理念 TBQ35 8900 25型主变压器 TGA9型牵引变流器 采用标准化 模块化设计 采用轴控方式 提高机车的可利用率 采用先进的再生制动方式 节能效果显著 牵引变流器TCU Page 28 主电路总体说明 Page 29 总体说明 网侧主要电气部件 TSG15B受电弓 BVAC N99D主断路器和BTE25 04D高压接地开关 THG2B型高压隔离开关 避雷器 TBY1 25型电压互感器 高压电缆总成 原边电流互感器 Page 30 采用冗余设计变频功能 节能性好采用标准化 模块化设计为防寒设计预留接口和余量配置卫生间 微波炉 冷藏箱等生活设施 2 辅助系统总体说明 Page 31 主要辅机配置冗余功能库用辅机起动 2 辅助系统总体说明 Page 32 220V负载介绍电源波动 2 辅助系统总体说明 Page 33 给控制系统提供电源转化DC24V给照明 仪表电路供电 2 辅助系统总体说明 Page 34 辅助变流器柜特性及主要参数 TGF54型辅助变流器 辅助变流器输出U f特性曲线 2 辅助系统总体说明 Page 35 控制电源柜性能参数 TGY03型控制电源柜 2 辅助系统总体说明 Page 36 辅助电气系统 主要电气部件 THTF4 5牵引风机 冷却塔风机 主压缩机 冷却塔 含风机 水泵 司机室空调 2 辅助系统总体说明 Page 37 辅助电气系统 生活设施 冷藏箱 转波炉 上水式卫生间 2 辅助系统总体说明 Page 38 符合IEC61375 1标准的TCN网络电磁兼容性符合EN50121标准标准化 模块化设计采用冗余设计 3 控制系统总体说明 Page 39 3 控制系统总体说明 Page 40 中央控制单元CCU司机室输入输出单元CIO机械间输入输出单元MIO微机显示屏IDU 3 控制系统总体说明 Page 41 中央控制单元CCU组成由车辆控制模块VCM WTB MVB网关GWM和记录存储模块ERM构成 各个模块之间通过车辆总线MVB连接 实现车辆级过程控制 通信管理控制 显示控制 故障诊断 列车级过程控制 列车总线管理 列车级数据通信 数据记录 数据转储功能 3 控制系统总体说明 Page 42 司机室输入输出单元CIO组成司机室输入输出单元CIO由数字量输入输出模块DXM 数字量输入模块DIM 模拟量输入输出模块AXM构成 各个模块之间通过车辆总线MVB连接 输入信号采集 将车辆间电气信号转换成控制信号 经由列车控制网络传送给车辆控制模块VCM 完成各种控制功能 控制信号输出 将网络控制信号转换成电气信号 控制如继电器等设备 3 控制系统总体说明 Page 43 机械间输入输出单元MIO组成机械间输入输出单元MIO由数字量输入输出模块DXM 数字量输入模块DIM构成 各个模块之间通过车辆总线MVB连接 输入信号采集 将车辆间电气信号转换成控制信号 经由列车控制网络传送给车辆控制模块VCM 完成各种控制功能 控制信号输出 将网络控制信号转换成电气信号 控制如继电器等设备 3 控制系统总体说明 Page 44 微机显示屏IDU是网络控制系统TCMS的终端设备 车信息显示 向车辆驾驶人员和维护人员提供车辆综合信息 各设备的工作状态 故障信息的综合与处理等功能 参数设定 对轮径值 列车重量 站点 时间日期等参数进行更改与设定 模拟测试 静止情况下 对辅助变流器系统相关部件进行模拟测试 数据转储 通过USB接口 将故障信息转储地面进行统计 分析 3 控制系统总体说明 Page 45 1 2 3 控制系统结构和特点 控制系统主要功能 控制系统介绍 主要部件介绍 3 控制系统总体说明 Page 46 具有恒力矩 恒速和定速控制功能机车重联控制功能空转 滑行保护 粘着利用控制和轴重转移补偿控制功能机车运行参数显示和记忆功能机车故障检测 故障诊断 故障处理提示的显示和记忆功能无人警惕控制功能自动过分相和半自动过分相控制功能通风机转速自动控制冗余控制功能 控制系统主要功能介绍 3 控制系统总体说明 Page 47 控制系统 主要部件 车辆控制模块VCM 网关模块GWM 模拟量输入输出模块AXM 数字量输入模块DIM 数字量输入输出模块DXM 事件记录模块ERM 3 控制系统总体说明 Page 48 控制系统 显示屏 TPX21A型状态显示屏 温度 背光调节 音量调节 信息查询 取消 向下 向右 关闭背光灯 昼夜切换 事件查询 帮助 向上 向左 确认 3 控制系统总体说明 Page 49 满足 23 2 t轴重电力机车的运用要求 驱动系统采用牵引电机抱轴悬挂驱动 构架由两根侧梁 两根横梁和两根端梁焊接而成 梁体均为焊接箱型结构 一系悬挂采用螺旋钢弹簧配以垂向油压减振器 轴箱拉杆采用单拉杆 二系悬挂采用高挠螺旋钢弹簧配以垂向油压减振器 横向减振器设置在构架两端 同时起到抗蛇行作用 牵引装置采用低位推挽式牵引装置 基础制动采用轮盘制动 转向架空气管路采用不锈钢管路 轮缘润滑采用干式 润滑棒 润滑装置 采用具有加热烘干性能的砂箱结构等 4 转向架总体说明 Page 50 4 转向架总体说明 Page 51 机车轴式Co Co轨距1435mm轴重23t 2t最高运行速度120km h轴距2250 2000mm机车转向架中心距11760mm轮径 新 半磨耗 全磨耗 1250 1200 1150mm轮对内侧距1353 0 5 1mm 4 转向架总体说明 Page 52 4转向架总体说明 踏面形状JM3型 TB T449 牵引电机功率1225kW传动方式单侧斜齿轮传动传动比6 235 106 17 电机悬挂方式滚动抱轴悬挂一系弹簧静挠度39 5mm 25吨轴重 一系垂向刚度 单轴箱 21 2056kN mm一系横向刚度 单轴箱 22 0348kN mm一系纵向刚度 单轴箱 22 0696kN mm Page 53 5 车体总体说明 车体主要结构技术参数车体长度 两端面间 22010mm车体长度 车钩中心线 22670mm车体底架长度21885mm车体宽度3100mm车体宽度 扶手杆处 3248mm车体顶盖距轨面高度4040mm车钩中心线距轨面高度880 10mm Page 54 5 车体总体说明 车体总体结构车体符合GB146 1 83电力机车限界的要求 并符合客运车站高站台限界的要求 车体采用整体承载结构型式 由底架 侧墙 两端司机室等组焊成一箱形壳体结构 车体顶盖可拆卸 以便于车内设备吊装 车体可承受纵向压缩载荷3000kN 纵向拉伸载荷2500kN 车内采用中央走廊方式 走廊宽度不小于600mm 走廊地板采用平整 具有防滑功能的花纹钢板 车内设备安装骨架与底架焊接在一起 主要采用导轨式安装结构 便于实现车内设备的模块化设计及其安装 Page 55 6 通风系统总体说明 整车通风系统采用独立通风方式 独立通风方式是指机车通风系统各通风支路都有其独立的进风风道 经风机送入到各需冷却部件进行强迫通风冷却 机械间内车内通过机械间通风机向车内送风维持正压 可以有效防止车外灰尘 雨雪等杂物进入车内 整车通风系统分成以下五个支路 牵引电机通风支路冷却塔通风支路机械间散热通风支路主压缩机散热器通风支路辅助变流器通风支路 Page 56 整车通风系统总体说明 6 通风系统总体说明 Page 57 总体说明 牵引电机通风支路 牵引电机通风支路的作用是冷却牵引电机 每一个牵引电机用一台风机进行强迫通风冷却 牵引通风机的主要性能参数如下 风量 1 4m3 s全压 3800Pa电机功率 13kW Page 58 总体说明 辅助变流柜通风支路 该通风支路的作用是冷却辅助变流器 同时向机械间提供新风 维持机械间正压和通风散热 辅助变流器风机提供的车外新风风量 约1 0m3 s 夏季 约0 33m3 s 冬季 Page 59 总体说明 压缩机通风支路 该通风支路的作用是冷却主压缩机 该通风支路设置有冬夏季转换装置 夏季将机械间内热空气和压缩机的热量排出车外 冬季将压缩机的热量排在车内 压缩机散热风扇的风量约0 9m3 s Page 60 总体说明 冷却塔通风支路 该通风支路的作用是冷却主变流器水和防冻液散热器和主变压器的油散热器组成的油水散热器 冷却塔风机的主要性能参数如下 风量 10 5m3 s全压 1500Pa电机功率 28kW Page 61 总体说明 冷却塔通风支路 Page 62 7 制动系统总体说明 空气制动与风源系统制动及供风系统包括风源系统 制动机 基础制动以及管路系统 风源系统主要包括 主空气压缩机主空气干燥器主风缸辅助空气压缩机等 Page 63 7 制动系统总体说明 Page 64 制动柜总体说明 制动柜是一个整体电空制动部件 它将电制动要求转变成空气制动压力 制动控制单元安装在制动柜中 负责空气制动系统 为了和CCU交换制动灵敏信号 制动控制单元与CCU的接口设计成一个MVB连接 Page 65 压缩空气供应系统总体说明 机车有一个完整的压缩空气供应系统 由两台台主压缩机 两台空气干燥器以及压力控制器 总风缸 止回阀 安全阀和主空气管路重联等组成 空气供应系统产生压缩空气供给空气制动系统和气动辅助设备 总风缸 MR 和列车管 BP 保证列车压缩空气的供应 所有被拖曳车辆的非直接制动 自动空气制动都连接到列车管 空气供应系统安装有一个低压保护装置 当总风缸压力低于600kPa时 低压保护装置经显示屏发送一个信号给司机 与此同时 也发送一个信号切断牵引电源并投入常用制动 总风缸 Page 66 压缩空气供应系统总体说明 辅助压缩机系统排风阀 Page 67 8 主要屏柜总体说明 低压电器柜低压电器柜主要装有如下功能电路的电器元件 辅助回路1 2电源接触器故障联络接触器库内动车切换开关压缩机接触器等DC110V配电单极断路器控制牵引风机 压缩机 水泵 油泵等辅助设备的过流 短路保护的三相断路器用于机车控制的CCU和MIO模块 电度表 Page 68 低压电器柜总体说明 柜体上部安装用于机车控制的GWM VCM ERM DXM模块 柜前中部安装断路器 转换开关 DC110V插座等 柜体中间安装接触器等 柜体下部安装辅助回路的进线端子 左柜上部安装数字式电度表 左柜中下部安装库内动车转换装置 柜外右侧安装控制回路连接器 右柜后部安装继电器等 P