动车传动装置

Ⅰ 机车传动装置的分类

利用原动机驱动离心泵，使获得能量的工作液体（机车用油）冲击涡轮从而驱动车轮来实现传递动力的装置。1902年德国的费廷格提出了液力循环元件（液力耦合器和液力变扭器）的方案，即将泵轮和涡轮组合在同一壳体内，工作液体在壳体内循环流动。采用这种元件大大提高了液力传动装置的效率。液力传动首先用于船舶。1932年制成第一台约60千瓦的液力传动柴油动车。
液力耦合器有相对布置的一个泵轮和一个涡轮。泵轮轴和涡轮轴的扭矩相等。涡轮转速略低于泵轮转速，二者转速之比即为液力耦合器的效率。液力耦合器用于机车主传动时，效率约为97%。液力变扭器除泵轮和涡轮外，还有固定的导向轮。涡轮与泵轮的扭矩之比称变扭比，转速比越小则变扭比越大。在同样的泵轮转速下，涡轮转速越低则涡轮扭矩越大。因此机车速度越低则牵引力越大，机车起动时的牵引力最大。液力变扭器的效率只在最佳工况下达到最大值。现代机车用的液力变扭器效率可达90%～91%。但当转速比低于或高于最佳工况时,效率曲线即呈抛物线形状下降。为使机车在常用速度范围内都有较高的传动效率，机车的液力传动装置一般采用不止一个简单的液力变扭器。机车液力传动装置如梅基特罗型、克虏伯型、苏里型、SRM型、ΓΤК型等，都是将一个液力变扭器与某种机械传动装置结合使用。福伊特型则是采用 2～3个液力变扭器(最佳工况点的转速比一般并不相同)或液力耦合器(图1),利用充油和排油换档，在各种机车速度下都使当时效率最佳的那一液力循环元件充油工作。换档时，前一元件排油和后一元件充油有一段重叠时间，所以换档过程中的机车牵引力只是稍有起伏而不中断。和其他类型相比，福伊特型液力传动装置的重量较大，但有结构简单、可靠性较高的优点。到60年代，经验证明：对于1500千瓦以上的液力传动装置，福伊特型较为适用。中国机车所用的液力传动装置都是这一类型的。
大功率增压柴油机车的液力传动装置都不用液力耦合器，但燃气轮机车的液力传动装置则用一个启动变扭器，并在高速时用一个液力耦合器。
液力循环元件传递功率P的能力也像其他液力机械一样，与工作液体重度r的一次方、泵轮转速n的三次方和元件尺寸D的五次方成正比，即P∝rnD。在柴油机车上,为了减小传动装置的尺寸,柴油机都不直接驱动液力循环元件的泵轮,而是通过一对增速齿轮,在轴承和其他旋转件容许线速度的限制范围内，尽可能提高泵轮转速。燃气轮机车由于转速很高，所以用一级甚至两级减速齿轮来驱动泵轮。同一种传动装置，只要改变这种齿轮的增速比或减速比，即可在经济合理的范围内应用于不同功率的机车。
液力传动装置通常包括一组使输出轴能改变转向的换向齿轮和离合器机构。输出轴通过适当的机械部件(万向轴和车轴齿轮箱,或曲拐和连杆等)驱动机车车轮。液力传动系统还可包括一组工况机构，使机车具有两种最高速度，在高速档有较高的行车速度，在低速档有较高的效率和较大的起动牵引力和加速能力。因此同一机车既可用于客运，也可用于货运，或者既可用于调车，也可用作小运转机车。而当调车工况的最高速度定得较低时，机车在起动和低速运行时的牵引力可以超过同功率的电力传动柴油调车机车。
1965年出现的液力换向柴油调车机车，传动装置有两组液力变扭器，每个行车方向各用一组，换向动作也用充油排油的方式来完成。当机车正在某一方向行驶时改用另一方向的液力变扭器充油工作，由于变扭器的涡轮转向与泵轮相反，对机车即起制动作用。机车换向不必先停车。只要司机改换行车方向手把的位置，机车即可自动地完成从牵引状态经过制动、停车，又立即改换行车方向的全部过程。
液力传动装置不用铜,重量轻,成本低,可靠性高,维修量少，并具有隔振、无级调速和恒功率特性好等优点，因而得到广泛采用。联邦德国和日本的柴油机车全部采用液力传动。 把机车原动机的动力变换成电能，再变换成机械能以驱动车轮而实现传递动力的装置。电力传动装置按发展的顺序有直-直流电力传动装置、交-直流电力传动装置、交-直-交流电力传动装置、交－交流电力传动装置四种。它们所用的牵引发电机、变换器（指整流器、逆变器、循环变频器等）和牵引电动机类型各不相同。
直-直流电力传动装置
1906年美国制造的150千瓦汽油动车最先采用了直-直流电力传动装置。1965年以前，世界各国单机功率75～2200千瓦的电传动机车都采用这种电力传动装置。这是因为同步牵引发电机无法高效变流，异步牵引电动机难于变频调速，只能采用直流电机。直－直流电力传动原理是基于直流电机是一种电能和机械能的可逆换能器，其原理见图 2。原动机G为柴油机,通过联轴器驱动直流牵引发电机ZF，后者把柴油机轴上的机械能变换成可控的直流电能,通过电线传送给1台或多台串并联或全并联接线的直流牵引电动机ZD，直流牵引电动机将电能变换成转速和转矩都可调节的机械能，经减速齿轮驱动机车动轮，实现牵引。此外设有自控装置。自控装置由既对柴油机调速又对牵引发电机调磁的联合调节器、牵引发电机磁场和牵引电动机磁场控制装置等组成,用来保证直-直流电力传动装置接近理想的工作特性。
交－直流电力传动装置
直流牵引发电机受整流子限制,不能制造出大功率电力传动装置。60年代前期,美国发明大功率硅二极管和可控硅，为制造大功率的电力传动装置准备了条件。1965年法国研制成 1765千瓦交-直流电力传动装置，它是世界各国单机功率 700～4400千瓦机车普遍采用的电力传动装置。
交-直流和直-直流电力传动原理相似。由图3可以看出两者差异在于柴油机 G驱动同步牵引发电机TF，经硅二极管整流桥ZL，把增频三相交流电变换成直流电，事实上TF和ZL组成等效无整流子直流电机。其余部分和自控装置主要工作原理与直-直流电力传动装置相同。
交-直-交流电力传动装置
异步牵引电动机结构简单，体积小，工作可靠，在变频调压电源控制下，能提供优良调速性能。联邦德国于 1971年研制成实用的交-直-交流电力传动装置，如图4所示。
交-直-交流电力传动原理如下：柴油机 G驱动同步牵引发电机TF，产生恒频可调压三相交流电（柴油机恒速时），经硅整流桥ZL变换成直流电，再经过可控硅逆变器 N（具有分谐波调制功能）再将直流电逆变成三相变频调压交流电，通过三根电线传输给多台全并联接线的异步牵引电动机AD。AD将交流电能变换成转速和转矩可调的机械能,驱动机车动轴,实现牵引。它的自控装置由联合调节器以及对同步牵引发电机磁场、变换器、异步牵引电动机作脉冲、数模或逻辑控制的装置组成，从而提供接近理想的工作特性。
交－交流电力传动装置
交-直-交变频调压电能经二次变换，降低了传动装置的效率，而且逆变器用可控硅需要强迫关断，对主电路技术有较高的要求。为提高效率,在交-交流电力传动装置中采用了自然关断可控硅相控循环变频器（图5）。60～70年代，美国在重型汽车上，苏联在电力机车上都采用了交-交流电力传动装置。不过美国用的是异步牵引电动机牵引，苏联用的是同步牵引电动机牵引。
交-交流电力传动原理如图5所示。柴油机G驱动同步牵引发电机TF,发出增频可调压交流电，经相控循环变频器FB变换成可变频调压的三相交流电（降频），输给多台全并联接线的异步牵引电动机AD。AD将交流电能变换成转速和转矩可调的机械能，驱动动轮实现牵引。它的自控装置也是由联合调节器、脉冲、数模、逻辑电路等装置构成（但对可控硅导通程序要求严格），同样能保证优良的工作特性。

Ⅱ CRH核心服务有哪些

CRH技术是高铁与普通铁路区分的关键技术因素之一。
高铁动车的基本组成：
1.车体
车体的作用是安装基础和承载骨架。现代动车组车体均采用整体承载的钢结构或者轻金属结构，以实现在最轻的自重下满足强度和刚度要求。
2.转向架
转向架有动力转向架和非动力转向架之分。其作用是承载、转向、减振、制动，动力转向架还具有驱动的功能。转向架由构架、悬挂装置、轮对轴箱装置和基础制动装置等组成。而动力转向架还有驱动装置。
3.牵引传动控制系统
作用是传递能量和运行控制。牵引传动系统主要是指列车的电气设备，分为传动电路系统、辅助电路系统和电子与控制电路系统。主传动电路系统主要包括主变压器、主变流器、牵引电机。辅助电路系统主要包括通风冷却装置、车内供电装置。
4.制动装置
该装置包括机械部分、空气管路部分和电气控制部分。制动方式有空气制动和电气制动，不同的制动方式有不同的制动装置。
5.车端连接装置

该装置包括各种车购缓冲装置、铰接装置和风挡等。作用是连接车辆成列及缓和纵向冲击。
6.受流装置
动车组均采用受电弓受流器。

7.车辆内部设备和驾驶室设备
这里面就是些类似于“家具”一样的东西了，如空调、灯、座椅等。
CRH核心技术点：
动车本质上是人类科学技术水平的集中体现，里面的所有设备装置都是科技在铁路运输上的应用。所以谈到动车组的核心技术，很多都是在别的地方有应用的。
动车组核心的核心是牵引传动系统：
我国动车组均采用交直交传动，接触网上的交流电经过受电弓和变压器之后，被整流成直流，再逆变成交流通入异步牵引电机。
弓网关系：
高速列车在运行的时候，列车速度越高，受电弓与接触网的良好接触就越难实现，这就是弓网关系。
轮轨关系（转向架）：
高速下，轮对与钢轨之间的蠕滑、轮轨动力学、运动稳定性、曲线通过性能，这些基本上可以归纳到转向架中。

变流技术：
要实现整流和逆变最根本的是器件，所以动车的运行必须要大功率的可控器件。其中以IGBT为代表。其次，逆变器和整流器的拓扑结构决定了输出的性能。再者，整流器和逆变器的控制技术也非常重要，而且控制技术牵涉到整车的运行策略和工况，难度非常高。
牵引电机控制技术：
对牵引电机的控制一般是将逆变器和电机作为整体进行控制的，现在最成熟的两种控制方法一个是矢量控制一个是直接转矩控制。在具体的控制方法中，还有很多实现上的困难。在其中，会添加一些技术，比如无传感器技术，非线性解耦等。
再生制动：
再生制动是一种非常环保的制动技术，它利用列车的动能发电，将电能返送到电网中去。再生制动技术本质上是控制技术，它不需要额外的主电气设备，它只是将电动机作为发电机，逆变器作为整流器，整流器作为逆变器，参照上图。再生制动技术中最主要的，是如何保证返送回电网的电能的质量。
网络控制系统和列车运行系统：
动车组通常动力较为分散，设备都分布在不同的车厢上，在高速运行中，如何使设备协调工作，消除延时，这个是网络控制系统解决的。其中涉及到信号传输、通信协议、车载计算机等技术。
至于列车运行系统主要针对外部和列车的协调。这其中包括区间闭塞技术、无线通信技术。
辅助供电系统：
动车组CRH和和谐电HXD系列。动车组的牵引供电系统由接触网经受电弓到牵引变压器，牵引变压器变压后到牵引整流器，然后是牵引逆变器，最后到牵引电机。这是牵引供电系统。而车厢内照明、空气制动机和列车控制系统供电来源是由辅助变流器得到，在变压器后面有另一个绕组接出，接上辅助变流器。而控制电路和照明供电有专门的蓄电池备用。