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基于自主技术平台的系列化大功率交流传动电力机车研发及应用

发布:2021-04-15 阅读:

  国民经济的快速发展、国家科技方针政策和《中长期铁路网规划》对我国轨道交通装备现代化提出了更高要求,重载与高速作为现代轨道交通装备的两大技术主流,大功率交流传动电力机车成为实现重载货运的必然选择。由于国内现有的重载机车基础相对薄弱,国外产品技术封锁且对国内运用条件多样化不适应,因此从2006年开始,南车株洲电力机车有限公司牵头,联合株洲南车时代电气股份有限公司、南车株洲电机有限公司等单位,开展了和谐1型八轴9600kW(HXD1)、六轴9600kW(HXD1B)、六轴7200kW(HXD1C)等电力机车产品的研发,成功构建了大功率交流传动电力机车创新平台,形成了单轴功率1200kW、1600kW的六轴和八轴系列化产品,目前已有2179台机车在13个铁路局(公司)的25个机务段投入运用。


  项目主要技术创新点:


  攻克了交流传动电力机车系统多学科交叉、界面耦合最优化技术难题,研发了适用于不同运用环境条件、不同运用需求的高性能、高效率的系列化大功率交流传动电力机车产品。创建了包括电网、牵引变压器、牵引变流器、牵引电机的系统动态数学模型,解决了大功率交流传动牵引系统车网匹配、动态响应、鲁棒性、轮轨粘着利用等世界级共性技术难题。首创了三向刚度解耦一系、高挠钢弹簧二系和低位两节结构推挽式牵引装置的最佳匹配技术,研制了粘着重量利用高、动力学性能优的三轴/两轴转向架。首创了五路纵向力流分散传递整体承载式的车体结构技术、机车冲击碰撞时三级吸能技术,研制了高强度、长疲劳寿命、高安全性的电力机车车体。首创了EP闭环模拟控制、电子分配阀控制和智能化诊断等技术,研制了基于分布式网络架构的微机控制机车制动系统。


  本成果已形成专利88项,其中:发明专利23项,实用新型专利65项;软件著作权4项,专著1项,论文73篇。截止2013年12月,南车株洲电力机车有限公司累计销售大功率交流传动大力机车2179台,其中HXD1型机车323台、HXD1B型机车650台、HXD1C型机车1206台。2011年1月至2013年12月,南车株洲电力机车有限公司共计销售大功率交流传动大力机车670台,实现销售收入193.40亿元,产生利润30.70亿元,上缴各项税费达到6.78亿元。


  目前,系列化大功率交流传动HXD1、HXD1B、HXD1C等电力机车均已成为我国铁路牵引的主力机型,现有2179台机车在13个铁路局(公司)的25个机务段投入运用。最先配属的武汉铁路局、郑州铁路局、兰州铁路局、广州铁路(集团)公司等已累计完成货物运量281351356.1万吨公里,创造经济效益2171.08亿元。同时,机车制造技术的平移促进了国内其它轨道交通装备企业的技术升级,通过项目构建的完整的供应商体系提高了配件和材料供应商的配套能力,拉动了轨道交通装备相关产业的发展。


  该项目荣获国家科技进步二等奖,主要完成单位有南车株洲电力机车有限公司,株洲南车时代电气股份有限公司,南车株洲电机有限公司,主要完成人有傅成骏,李扬,樊运新,索建国,陈喜红,刘可安,江有名,康明明,彭新平,金希红。



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