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六轴7200KW大功率交流传动电力机车的研发与应用

发布:2021-04-09 阅读:

  改革开放以来,国民经济高速发展,运输需求急剧增大,铁路运输能力不能满足经济高速发展的需求,其中运输装备尤为突出。铁路牵引动力一直采用交直流传动机车,机车牵引能力小、运行速度低,单轴最大牵引功率800kW、货运机车构造速度100km/h。2004年铁道部根据国务院《机车车辆装备现代化会议纪要》提出了研制开发大功率交流传动机车的要求,中国北车集团承担了研制6轴7200kW大功率交流传动货运电力机车(HXD3型)的任务。


  该机车牵引功率7200kW,轴功率1200kW,最大运用速度120km/h,起动牵引力570kN,再生制动功率7200kW,最大电制动力400kN,功率因数≥0.98。机车具有结构强度高、控制功能完善、安全可靠、节能环保、维护量少等特点,作为货运牵引的主力机型,单机牵引5000~5500吨。


  项目主要技术创新点:


  (1)建立了6轴7200kW交流传动货运电力机车的技术创新平台。为建立我国交流传动机车的技术创新体系奠定了基础,实现了铁路牵引动力由直流传动向交流传动的历史性转换;


  (2)研制了轴控模式的6轴交流传动系统和车载计算机控制及通讯网络系统。实现了机车的智能化控制与信息化,提高了机车安全性,降低了乘务、检修人员劳动强度;


  (3)研制了适应重载轮轨关系的转向架、高强度车体及车体过载保护结构。实现良好的机车动力学性能,有效利用了轮轨粘着,提高了承载部件强度,实现了车体过载保护,保障了司乘人员安全;


  (4)研制了大容量的牵引变压器和大功率交流异步牵引电机。使单轴功率由过去直流传动机车最大800kW提升到1200kW,同时还实现了免维护或少维护;


  (5)研制了具有计算机控制网络和大功率轮盘制动装置的空气制动系统。该系统与再生制动技术配合使用,提高了列车制动的准确性和安全可靠性,减少车轮踏面磨耗、延长车轮寿命。


  项目形成1部著作,17篇学术论文,2项发明专利,6项实用新型专利。


  截止2009年12月,大连机辆公司累计销售HXD3型电力机车715台,实现销售收入917,931万元,产生利润26,444万元,累计上缴各项税费达到16,150万元。从2007年1月至 2009年12月,有805台机车在9个铁路局17个机务段投入运用。累计完成货物运输64574000万吨公里,运送旅客2884万人次,最先配属的武汉、上海、北京、西安铁路局已创经济效益286.3亿元。该机车已成为铁路货运牵引的主力机型。至2010年6月,该机车将累计交付1040台,成为世界上单品种应用数量最多的交流传动电力机车。机车的制造技术由大连机车车辆有限公司向大同电力机车有限责任公司和北京二七轨道有限公司推广。同时,还拉动了机车制造企业相关的电力电子、冶金、机械制造等相关产业的技术进步,带动了地方经济的快速发展。


  该项目荣获2010年度国家科技进步一等奖,主要完成单位有中国北车集团大连机车车辆有限公司,永济新时速电机电器有限责任公司,中国北车股份有限公司,大连理工大学,西南交通大学,大连交通大学,中国铁道科学研究院,主要完成人有孙喜运,崔殿国,杨绍清,高洪光,奚国华,张大勇,查广军,孙永才,刘会岩,李群锋,程  强,何福汉,姚陶生,杨守君。



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