什么是电力火车

什么是电力火车
什么是电力火车

什么是电力火车
1879年出世的世界第一台电力机车,是利用两条铁轨之间的第三条轨将电力引进机车里的.这种供电方式适合于电压和功率都比较低的情况.
　　随着电力机车的发展,要使它跑得快,运载量大,就得提高电力机车供电系统的电压和功率,因而需要使用高压输电线和变电装置.在这种情况下,就不能再使用设在地面上的第三条轨供电的方式了,因为这既不安全,又给使用带来不便.
　　1881年,德国试验成功一种适合以高压输电线供电的电力机车新的供电系统,叫做“高架接触网”供电系统,也就是将电力机车的供电线路由地面转向空中.实际上,这种供电系统和现在城市中的有轨电车相似,在车顶上装着一条“长辫子”.它与以前使用蓄电池的电动机车的主要不同在于,它自身不带电源,由电厂供电,所以机车的结构比较简单,但需要一套供电设备.
　　这种装有“长辫子”的火车,依靠装在车顶上的受电弓子把电力从架在空中的电线上引到机车里.高压输电线送来的电是高达110千伏的三相交流电,必须经过牵引变电所变成25千伏的单相交流电,方能供机车使用.因此,在电力机车行驶的铁道沿线上,每隔50公里左右设一个牵引变电所.变电所的电又被送到邻近的沿线接触网上,通过机车上的受电弓将交流电引到机车的整流器上,把交流电变成直流电,使直流电动机旋转,再经过一套传动装置,带动车轮转动,机车就会跑动起来.
　　电力机车虽然问世较早,但直到20世纪60年代才开始受到人们的重视,被大量普遍地使用起来,已成为铁路机车家族中的佼佼者.
　　人们将电力机车称为神通广大的“火车头”,就是因为它比蒸汽机车有着以下独特的优点：
　　一是它的马力大,拉得多、跑得快、爬坡的劲头足.例如,我国在 50年代末期修筑的第一条电气化铁路——宝 （鸡）成（都）铁路,就充分发挥了电力机车的优越性.从宝鸡到成都,第一道关口就是要翻越气势雄伟的秦岭.过去用3台蒸汽机车拉一列950吨货车上秦岭时,像老牛拉车每小时才行走18公里.蒸汽机车下坡时是靠闸瓦制动的,而闸瓦因摩擦就会变热,如果不及时冷却就难以将机车制动住.为了保证行车的安全,蒸汽机车的下坡速度比爬还慢,有时甚至走走停停,以便使受热的闸瓦有足够的时间冷却.后来用3台电力机车取代同样数量的蒸汽机车,就能拉着2400吨的货物,以时速50公里快速上坡,比蒸汽机车在运货量和速度上都提高了近两倍.电力机车下坡时,采用电阻制动,使列车能以每小时40公里的速度下坡,既快速又安全.
　　二是电力机车用的是“干净”的电能,它不冒黑烟、扬灰渣,因而不会污染环境.即便是通过几公里长的隧道,旅客也不必担心浓烟和废气熏人,也不会被讨厌的煤灰渣迷住眼睛或弄脏衣服.机车驾驶人员也能在宽敞明亮的司机室进行操作.
　　三是电力机车操作简便,出车前的准备时间短,不像蒸汽机车那样,既要装煤,又要加水,也不像内燃机车需要加油.无论是在缺水的沙漠地带,或是在冰天雪地的寒冷地区,只要有电力供应,电力机车就能牵引列车昼夜行驶.
　　四是电力机车使用的是电能,既可由煤炭、石油来发电,也可由水力、核能、天然气、地热、太阳能等发电,能量来源比蒸汽机车和内燃机车丰富,而且效率高.蒸汽机车的热效率只有 7%；内燃机车的热效率较高,也仅为28%；而采用火力发电的电力机车,其效率可达30%,若以水力发电时,热效率高达60%～70%.
　　本世纪50年代,由于石油得到大量开采,价格低廉,所以世界各国郡在研制和使用内燃机车,而把电子机车放在次要地位.但是,在石油生产国提高石油价格,发生了世界性的石油危机之后,人们又把注意力转向了电力机车,从而促进了电力机车的迅速发展.
　　当时欧洲各国的电力机车的发展较快,如瑞士、荷兰等国研制的电力机车和供城市交通使用的有轨电车.日本制成了一种交直流两用电力机车,使用更为方便.
　　我国对电力机车使用很重视,除了建成宝成路电气化线路外,又修建了多条电气化线路,大大提高了机车的运载量.与此同时,我国还研制成了“韶山”型电力机车,也投入使用.
　　电力机车除了在铁路和城市地面交通（即有轨电车）使用外,还多用于城市中地铁,如意大利米兰市地铁、我国北京地铁用的电力机车等.现在的北京地铁电力机车上的“长辫子”已经不见了.这是怎么回事呢?原来,它是将“长辫子”从车顶上移到铁轨旁边的路基上.这样,架设和检修都很方便,但路轨附近有触电的危险,所以严禁乘客跳下站台,以保证人身安全.
　　目前,有的国家已制成了具有万匹马力的电力机车,使火车的速度超过了每小时200公里.还有的在研制14000马力的大功率电力机车,将会使火车的速度得到进一步提高.看来,电力机车将有着美好的发展前景.
　　二、交直流电传动机车动作原理
　　机车蓄电池供96V启动,80KW启动发电机.启动发电机发动机车柴油机,柴油机运转带动同步主发电机运行,45KW的感应子励磁机通过整流输出直流电给同步主发电机转子励磁,主发电机正常发电,（当柴油机运转后 启动发电机转成他励发电机运行发出110V恒定直流电,供给空压机以及一些机车辅助设备,另外再给机车蓄电池充电）,同步主发电机发出三相交流电,经过主整流柜,供给六台直流牵引电机,最后,机车启动.
　　三、电力机车结构原理
　　电力机车是从接触网获取电能,再利用牵引电机驱动的机车,是非自带能源式的机车.
　　四、电力机车种类
　　1、直流电力机车
　　这种机车在国内应用最广,城市电车、地铁、铁道运输等方面都有应用,但受接触网电压的影响,机车功率受到一定限制.
　　2、单相低频交流电力机车
　　这种机车采用单相整流子牵引电机（现在也有用直流他励牵引电机的）,主要问题是整流要求采用较低的供电频率比如16又三分之二赫兹或者25赫兹这种机车在欧美有应用,需要设立专门的发电厂和变频装置.
　　3、单相工频交流电力机车（整流器式电力机车）
　　这种机车是国内普遍采用的,像韶山1型、韶山3型等.
　　4、其他
　　（1）、采用直流他励牵引电机的机车 像韶山2型
　　（2）、采用交流无换向器牵引电机的机车交－直－交制 交－交制的机车已经在这种系统中应用,像德国的ICE型高速电动车组株洲厂的DJ2型等等,电力机车由机械、电气、空气管路三大系统组成,下面简要说一下 整流器式和交直交电力机车原理：接触网供单相交流电－机车内牵引变压器降压－整流后变成直流电－供给直流牵引电机－牵引电机旋转带动机车运行