動車傳動裝置

Ⅰ 機車傳動裝置的分類

利用原動機驅動離心泵，使獲得能量的工作液體（機車用油）沖擊渦輪從而驅動車輪來實現傳遞動力的裝置。1902年德國的費廷格提出了液力循環元件（液力耦合器和液力變扭器）的方案，即將泵輪和渦輪組合在同一殼體內，工作液體在殼體內循環流動。採用這種元件大大提高了液力傳動裝置的效率。液力傳動首先用於船舶。1932年製成第一台約60千瓦的液力傳動柴油動車。
液力耦合器有相對布置的一個泵輪和一個渦輪。泵輪軸和渦輪軸的扭矩相等。渦輪轉速略低於泵輪轉速，二者轉速之比即為液力耦合器的效率。液力耦合器用於機車主傳動時，效率約為97%。液力變扭器除泵輪和渦輪外，還有固定的導向輪。渦輪與泵輪的扭矩之比稱變扭比，轉速比越小則變扭比越大。在同樣的泵輪轉速下，渦輪轉速越低則渦輪扭矩越大。因此機車速度越低則牽引力越大，機車起動時的牽引力最大。液力變扭器的效率只在最佳工況下達到最大值。現代機車用的液力變扭器效率可達90%～91%。但當轉速比低於或高於最佳工況時,效率曲線即呈拋物線形狀下降。為使機車在常用速度范圍內都有較高的傳動效率，機車的液力傳動裝置一般採用不止一個簡單的液力變扭器。機車液力傳動裝置如梅基特羅型、克虜伯型、蘇里型、SRM型、ΓΤК型等，都是將一個液力變扭器與某種機械傳動裝置結合使用。福伊特型則是採用 2～3個液力變扭器(最佳工況點的轉速比一般並不相同)或液力耦合器(圖1),利用充油和排油換檔，在各種機車速度下都使當時效率最佳的那一液力循環元件充油工作。換檔時，前一元件排油和後一元件充油有一段重疊時間，所以換檔過程中的機車牽引力只是稍有起伏而不中斷。和其他類型相比，福伊特型液力傳動裝置的重量較大，但有結構簡單、可靠性較高的優點。到60年代，經驗證明：對於1500千瓦以上的液力傳動裝置，福伊特型較為適用。中國機車所用的液力傳動裝置都是這一類型的。
大功率增壓柴油機車的液力傳動裝置都不用液力耦合器，但燃氣輪機車的液力傳動裝置則用一個啟動變扭器，並在高速時用一個液力耦合器。
液力循環元件傳遞功率P的能力也像其他液力機械一樣，與工作液體重度r的一次方、泵輪轉速n的三次方和元件尺寸D的五次方成正比，即P∝rnD。在柴油機車上,為了減小傳動裝置的尺寸,柴油機都不直接驅動液力循環元件的泵輪,而是通過一對增速齒輪,在軸承和其他旋轉件容許線速度的限制范圍內，盡可能提高泵輪轉速。燃氣輪機車由於轉速很高，所以用一級甚至兩級減速齒輪來驅動泵輪。同一種傳動裝置，只要改變這種齒輪的增速比或減速比，即可在經濟合理的范圍內應用於不同功率的機車。
液力傳動裝置通常包括一組使輸出軸能改變轉向的換向齒輪和離合器機構。輸出軸通過適當的機械部件(萬向軸和車軸齒輪箱,或曲拐和連桿等)驅動機車車輪。液力傳動系統還可包括一組工況機構，使機車具有兩種最高速度，在高速檔有較高的行車速度，在低速檔有較高的效率和較大的起動牽引力和加速能力。因此同一機車既可用於客運，也可用於貨運，或者既可用於調車，也可用作小運轉機車。而當調車工況的最高速度定得較低時，機車在起動和低速運行時的牽引力可以超過同功率的電力傳動柴油調車機車。
1965年出現的液力換向柴油調車機車，傳動裝置有兩組液力變扭器，每個行車方向各用一組，換向動作也用充油排油的方式來完成。當機車正在某一方向行駛時改用另一方向的液力變扭器充油工作，由於變扭器的渦輪轉向與泵輪相反，對機車即起制動作用。機車換向不必先停車。只要司機改換行車方向手把的位置，機車即可自動地完成從牽引狀態經過制動、停車，又立即改換行車方向的全部過程。
液力傳動裝置不用銅,重量輕,成本低,可靠性高,維修量少，並具有隔振、無級調速和恆功率特性好等優點，因而得到廣泛採用。聯邦德國和日本的柴油機車全部採用液力傳動。 把機車原動機的動力變換成電能，再變換成機械能以驅動車輪而實現傳遞動力的裝置。電力傳動裝置按發展的順序有直-直流電力傳動裝置、交-直流電力傳動裝置、交-直-交流電力傳動裝置、交－交流電力傳動裝置四種。它們所用的牽引發電機、變換器（指整流器、逆變器、循環變頻器等）和牽引電動機類型各不相同。
直-直流電力傳動裝置
1906年美國製造的150千瓦汽油動車最先採用了直-直流電力傳動裝置。1965年以前，世界各國單機功率75～2200千瓦的電傳動機車都採用這種電力傳動裝置。這是因為同步牽引發電機無法高效變流，非同步牽引電動機難於變頻調速，只能採用直流電機。直－直流電力傳動原理是基於直流電機是一種電能和機械能的可逆換能器，其原理見圖 2。原動機G為柴油機,通過聯軸器驅動直流牽引發電機ZF，後者把柴油機軸上的機械能變換成可控的直流電能,通過電線傳送給1台或多台串並聯或全並聯接線的直流牽引電動機ZD，直流牽引電動機將電能變換成轉速和轉矩都可調節的機械能，經減速齒輪驅動機車動輪，實現牽引。此外設有自控裝置。自控裝置由既對柴油機調速又對牽引發電機調磁的聯合調節器、牽引發電機磁場和牽引電動機磁場控制裝置等組成,用來保證直-直流電力傳動裝置接近理想的工作特性。
交－直流電力傳動裝置
直流牽引發電機受整流子限制,不能製造出大功率電力傳動裝置。60年代前期,美國發明大功率硅二極體和可控硅，為製造大功率的電力傳動裝置准備了條件。1965年法國研製成 1765千瓦交-直流電力傳動裝置，它是世界各國單機功率 700～4400千瓦機車普遍採用的電力傳動裝置。
交-直流和直-直流電力傳動原理相似。由圖3可以看出兩者差異在於柴油機 G驅動同步牽引發電機TF，經硅二極體整流橋ZL，把增頻三相交流電變換成直流電，事實上TF和ZL組成等效無整流子直流電機。其餘部分和自控裝置主要工作原理與直-直流電力傳動裝置相同。
交-直-交流電力傳動裝置
非同步牽引電動機結構簡單，體積小，工作可靠，在變頻調壓電源控制下，能提供優良調速性能。聯邦德國於 1971年研製成實用的交-直-交流電力傳動裝置，如圖4所示。
交-直-交流電力傳動原理如下：柴油機 G驅動同步牽引發電機TF，產生恆頻可調壓三相交流電（柴油機恆速時），經硅整流橋ZL變換成直流電，再經過可控硅逆變器 N（具有分諧波調制功能）再將直流電逆變成三相變頻調壓交流電，通過三根電線傳輸給多台全並聯接線的非同步牽引電動機AD。AD將交流電能變換成轉速和轉矩可調的機械能,驅動機車動軸,實現牽引。它的自控裝置由聯合調節器以及對同步牽引發電機磁場、變換器、非同步牽引電動機作脈沖、數模或邏輯控制的裝置組成，從而提供接近理想的工作特性。
交－交流電力傳動裝置
交-直-交變頻調壓電能經二次變換，降低了傳動裝置的效率，而且逆變器用可控硅需要強迫關斷，對主電路技術有較高的要求。為提高效率,在交-交流電力傳動裝置中採用了自然關斷可控硅相控循環變頻器（圖5）。60～70年代，美國在重型汽車上，蘇聯在電力機車上都採用了交-交流電力傳動裝置。不過美國用的是非同步牽引電動機牽引，蘇聯用的是同步牽引電動機牽引。
交-交流電力傳動原理如圖5所示。柴油機G驅動同步牽引發電機TF,發出增頻可調壓交流電，經相控循環變頻器FB變換成可變頻調壓的三相交流電（降頻），輸給多台全並聯接線的非同步牽引電動機AD。AD將交流電能變換成轉速和轉矩可調的機械能，驅動動輪實現牽引。它的自控裝置也是由聯合調節器、脈沖、數模、邏輯電路等裝置構成（但對可控硅導通程序要求嚴格），同樣能保證優良的工作特性。

Ⅱ CRH核心服務有哪些

CRH技術是高鐵與普通鐵路區分的關鍵技術因素之一。
高鐵動車的基本組成：
1.車體
車體的作用是安裝基礎和承載骨架。現代動車組車體均採用整體承載的鋼結構或者輕金屬結構，以實現在最輕的自重下滿足強度和剛度要求。
2.轉向架
轉向架有動力轉向架和非動力轉向架之分。其作用是承載、轉向、減振、制動，動力轉向架還具有驅動的功能。轉向架由構架、懸掛裝置、輪對軸箱裝置和基礎制動裝置等組成。而動力轉向架還有驅動裝置。
3.牽引傳動控制系統
作用是傳遞能量和運行控制。牽引傳動系統主要是指列車的電氣設備，分為傳動電路系統、輔助電路系統和電子與控制電路系統。主傳動電路系統主要包括主變壓器、主變流器、牽引電機。輔助電路系統主要包括通風冷卻裝置、車內供電裝置。
4.制動裝置
該裝置包括機械部分、空氣管路部分和電氣控制部分。制動方式有空氣制動和電氣制動，不同的制動方式有不同的制動裝置。
5.車端連接裝置

該裝置包括各種車購緩沖裝置、鉸接裝置和風擋等。作用是連接車輛成列及緩和縱向沖擊。
6.受流裝置
動車組均採用受電弓受流器。

7.車輛內部設備和駕駛室設備
這裡面就是些類似於「傢具」一樣的東西了，如空調、燈、座椅等。
CRH核心技術點：
動車本質上是人類科學技術水平的集中體現，裡面的所有設備裝置都是科技在鐵路運輸上的應用。所以談到動車組的核心技術，很多都是在別的地方有應用的。
動車組核心的核心是牽引傳動系統：
我國動車組均採用交直交傳動，接觸網上的交流電經過受電弓和變壓器之後，被整流成直流，再逆變成交流通入非同步牽引電機。
弓網關系：
高速列車在運行的時候，列車速度越高，受電弓與接觸網的良好接觸就越難實現，這就是弓網關系。
輪軌關系（轉向架）：
高速下，輪對與鋼軌之間的蠕滑、輪軌動力學、運動穩定性、曲線通過性能，這些基本上可以歸納到轉向架中。

變流技術：
要實現整流和逆變最根本的是器件，所以動車的運行必須要大功率的可控器件。其中以IGBT為代表。其次，逆變器和整流器的拓撲結構決定了輸出的性能。再者，整流器和逆變器的控制技術也非常重要，而且控制技術牽涉到整車的運行策略和工況，難度非常高。
牽引電機控制技術：
對牽引電機的控制一般是將逆變器和電機作為整體進行控制的，現在最成熟的兩種控制方法一個是矢量控制一個是直接轉矩控制。在具體的控制方法中，還有很多實現上的困難。在其中，會添加一些技術，比如無感測器技術，非線性解耦等。
再生制動：
再生制動是一種非常環保的制動技術，它利用列車的動能發電，將電能返送到電網中去。再生制動技術本質上是控制技術，它不需要額外的主電氣設備，它只是將電動機作為發電機，逆變器作為整流器，整流器作為逆變器，參照上圖。再生制動技術中最主要的，是如何保證返送回電網的電能的質量。
網路控制系統和列車運行系統：
動車組通常動力較為分散，設備都分布在不同的車廂上，在高速運行中，如何使設備協調工作，消除延時，這個是網路控制系統解決的。其中涉及到信號傳輸、通信協議、車載計算機等技術。
至於列車運行系統主要針對外部和列車的協調。這其中包括區間閉塞技術、無線通信技術。
輔助供電系統：
動車組CRH和和諧電HXD系列。動車組的牽引供電系統由接觸網經受電弓到牽引變壓器，牽引變壓器變壓後到牽引整流器，然後是牽引逆變器，最後到牽引電機。這是牽引供電系統。而車廂內照明、空氣制動機和列車控制系統供電來源是由輔助變流器得到，在變壓器後面有另一個繞組接出，接上輔助變流器。而控制電路和照明供電有專門的蓄電池備用。