我国动车组发展论文研究

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作为现代科技结晶的高速铁路融合了诸如动车组制造技术、轨道铺设技术、调度指挥技术以及运营维护技术等多项前沿科技，然而，在这样一个技术集成体系中，最具代表性、难度最高的当属动车组制造技术，因此，下文在论述中国高铁发展阶段的时候主要以动车组的发展演变为主线。到目前为止，中国高速动车组的发展演化经历了三个阶段。第一阶段肇始于2004年，主要特征是从日、法、德等国家引进成熟的动车组，代表型号是CRH1、CRH2、CRH3、CRH5，其目的是为2007年的第六次铁路大提速做准备。CRH1型动车组是青岛-庞巴迪运输设备有限公司生产。最高运营速度250Km/h，实际运营速度200km/h。其中，CRH1A是8节短编组动车，CRH1B是16节长编组动车，CRH1C是16节长编组动卧。CRH2型动车组是由四方公司和日本川崎重工合作生产，其技术原型是日本新干线的E2-1000型动车组。最高运营速度250Kmh，实际运营速度200km/h。其中，CRH2A是8节短编组动车，CRH2B是16节长编组动车，CRH2C是16节长编组动卧。CRH3型动车组是唐山轨道客车有限公司与德国西门子公司合作生产的，其技术原型是德国ICE3系动车组。最高速度380Km/h，实际运营速度330km/h。其中，CHR3C是8节短编组动车，CRH3D是16节长编组动车。CRH5型动车组是由长春轨道客车股份有限公司与法国阿尔斯通公司合作生产，其技术原型是意大利潘多利诺摆式动车组。只有一种型号CRH5A，最高运营速度250Km/h，实际运营速度200km/h。在第一阶段的四种动车组中，值得一提的是CRH2C和CRH3C，它们是为了迎接2008年北京奥运会而生产的高速动车组。CRH3C采用的是德国西门子技术。CRH2C是在CRH2A的基础上研发的车型，其生产过程又可分为两个阶段。一阶段，四方公司将该车功率由CRH2A的4800千瓦提高到7200千瓦，共生产30列。二阶段，四方公司又对车体、转向架、受流等技术进行了重新设计和改进，将功率由7200千瓦提高到8760千瓦，进一步保障了列车350公里/小时的持续运营速度。中国高铁发展的第二阶段肇始于2007年。 2008年2月26日铁道部和科技部联合启动了《中国高速列车自主创新联合行动计划》，该计划提出设计制造拥有自主知识产权的时速350Km/h及以上等级的高速动车组列车。第二代动车组列车被命名为CRH380系列，共有四种型号。CRH380A（L）型动车组是由青岛四方公司设计制造的。持续运营速度380km/h，实际运营速度350km/h。2010年12月，CRH380A（L）在京沪高铁先导段上创造了486.1km/h的世界运营最高速度记录。CRH380B（L）是在CRH3C基础上，由长春客车厂和唐山客车厂研制而成的。持续运营速度380km/h，实际运营速度350km/h。2011年1月，CRH380B(L)在京沪高铁先导段进行速度实验中创造了487.3公里的中国高铁最高试验记录。CRH380C（L）是由中国长春客车厂在CRH3C、CRH380BL型动车组基础上自主研发的。持续运营速度380km/h，实际运营速度350km/h。CRH380D是基于ZEFIRO平台研发的，由青岛四方庞巴迪公司制造的动车组列车。持续运营速度380km/h，实际运营速度350km/h。与前三款动车组不同，CRH380D的技术源自庞巴迪公司，并在欧洲研发基地研发。中国高铁发展的第三阶段肇始于2012年。为了彻底摆脱CRH380系列动车组中国外技术的影子，建立中国自己的技术标准，2012年由中国铁路总公司主导，铁科院技术牵头，中国标准动车组复兴号正式步入研发阶段，经过3年左右的时间，2015年6月30日，由四方公司和长客公司研发的中国标准动车组诞生。2017年6月25日，中国标准动车组被正式命名为复兴号。复兴号初期主要有两个型号，即CR400AF和CR400BF，后续又研发了CR300和CR200系列。CR400系列运营速度是350km/h，CR300系列运营速度是250km/h，CR200系列运营速度是160km/h。CR400AF是由青岛四方公司生产的电动车组，2017年投入运营。该动车组试验速度420km/h，运营速度350km/h。采用铝合金车体，动力分散，交流传动。CR400BF是由长春客车厂和唐山客车厂研制生产的电动车组。该动车组试验速度超过400km/h，运营速度350km/h。与和谐号动车组相比，第三阶段的复兴号动车组在节能降噪、使用寿命和美观程度方面均更胜一筹。除此之外，车内服务设施也更为人性化和智能化。

【动车组的历史和发展】使用动车的比重以日本为最大，占87%；荷兰、英国次之，分别占83%和61%；法国、德国又次之，分别占22%和12%。动车组称得上是铁路旅客运输的生力军。 德国是最早制造和运用动车的国家，制造技术一直领先。1903年7月8日，首先运行了由钢轨供电的动车组，由4节动车和2节拖车编成。同年8月14日，又运行了由接触网供电的动车组，这是世界上第一列由接触网供电的单相交流电动车组。同年10月28日，西门子公司制造的三相交流电动车进行了高速试验，首创时速210.2公里的历史性记录。 常见的动车组有日本新干线，德国ICE，法国TGV，欧洲之星，瑞典X2000，美国ACELA，中国的蓝箭，中原之星，中华之星，新曙光，香港KTT……从1998年我国第一列商用动车组在南昌铁路局运营以来，目前已有几十列动车组奔驰在全国万里铁道线上，成为铁路运输一道亮丽的风景。正如一位铁路资深老专家所说，动车组的运营，不仅为我国中短途客运增加了一种新型的铁路交通工具，更重要的是它为铁路运输带来了新的活力。动车组虽然在我国真正投入商业运营的时间并不长，但其良好的发展前景已被国内外普遍看好。国外经验表明，除了中长途运输外，在中短途运输、大城市近郊、大城市与卫星城市之间，铁路客运的作用仍然不可忽视。随着我国城市化进程的持续发展和城市化水平的不断提高，城市的数量不仅要增加，城市的规模也在不断扩大，未来城际间的客运市场潜力巨大。在城市交通体系中，轨道交通以其用地省、运能大、速度快、节约能源、减少污染、运行经济、安全性好等优点，越来越受到人们的重视。 据专家预测，未来的城市轨道运输由“地铁+轻轨+市郊动车组”的模式组成，构成一个由内向外、层层分流的立体交通网络。即在市区采用地铁运输，人口相对较少的地区采用轻轨，在城市周围和市郊采用动车组。这种组合的优点是：地铁运量大，可将密集地区的人流迅速分散出去；轻轨车运行时间机动，可灵活应对不确定的客流；市郊出行距离加大，

摘要：随着近几年我国高速铁路的投入运营和快速发展，人们出行变得方便快捷。动车组安全运用与维修的问题就变得更加突出。结合CRH5型动车组多年的运用经验积累，对CRH5型动车组的牵引传动系统的特点及原理进行深入研究、探讨，为 CRH5型动车组现场作业人员对牵引传动系统的知识学习及应急故障处理提供指导。 关键词：CRH5动车组 牵引 传动系统 1 牵引传动系统原理 1.1 CRH5型动车组牵引传动系统简介 牵引传动系统相当于动车组的心脏，将电能从接触网吸收下来，传输到各个电气设备，使之正常工作。如果牵引传动系统故障，列车可能会影响运行速度，旅客服务品质，甚至无法开动，更严重会造成救援等后果。 CRH5型动车组牵引系统使用交-直-交传动方式，主要由受电弓、主断路器、牵引变压器、牵引变流器及牵引电机组成。受电弓通过电网接入25kV的高压交流电，输送给牵引变压器，降压成1770V的交流电。降压后的交流电再输入牵引变流器，逆变成电压和频率均可控制的三相交流电，输送给牵引电机牵引整个列车。 牵引基本动力单元由1台牵引变压器、2台牵引变流器、8台牵引电机构成，1台牵引变流器驱动4台牵引电机。四台牵引电机并联使用。四台牵引电机特性差异控制在±5％以内，以便电流负荷分配均匀。 CRH5型动车组有两个相对独立的主牵引动力单元。正常情况下，两个牵引单元均工作。当设备故障时，M1车和M2车可分别使用。另外，整个基本单元可使用VCB（断路器）切除，不会影响其它单元工作。 1.2CRH5型动车组牵引传动系统布置 主牵引系统布置：3、6号车车下各设一台牵引变压器，而1号车、2号车（M1）、4号车（M2）、7号车（M1s）、8号车的车底下均悬挂一台牵引变流器，及车下转向架分别安装4台牵引电机。 其中3号车和6号车车顶均设受电弓、保护接地开关EGS、故障隔离开关一套，3、4号车之间和5、6号车之间的车顶上设置高压电缆连接器，4、5号车之间的车顶上，设置了高压电缆用倾斜型电缆连接器。 1.3CRH5型动车组牵引传动系统单元构成 CRH5型动车组牵引传动系统每个动力单元的牵引设备都由下列设备组成： 1．一个高压单元，具有受电设备、保护装置和主变压器，安装在TTP和TTPB车上。 2．一个主变压器，采用强制油冷却，安装在TTP和TTPB车上。 3．第一牵引动力单元具有3个牵引/辅助变流器，第二牵引动力单元具有2个牵引/辅助变流器，每台牵引/辅助变流器驱动2台牵引电机。牵引/辅助变流器获得可调节的直流电压，并驱动异步牵引电机的牵引和再生制动。在过电分相时由于再生制动短时停止工作，过渡的制动电阻器投入使用。每辆动车配置2台异步牵引电动机，底架悬挂，单台电机设计持续功率可达到550kW，并且车轮的直径差（在相同车轴上）接近3mm时也能够提供500kW的负载。 2 牵引传动系统受电弓 受电弓系统的概述及工作原理 压缩空气通过电控阀经过滤器进入精密调压阀,精密调压阀用于调节受电弓接触压力，输出压力恒定的压缩空气，其精度偏差为±0.002 Mpa。因为气压每变化0.01Mpa(0.1kgf/c㎡)会使接触压力变化10N。期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆 注:精密调压阀调压阀在工作过程中，为保证输出压力穏定，溢流孔和主排气孔始终有压缩空气间歇性排出，属正常现象。 压力表显示值仅作为参考,应以实测接触压力为准。单向节流阀用于调节升弓时间，单向节流阀用于调节降弓时间。如果精密调压阀出现故障，安全阀会起到保护气路的作用。 注：精密调压阀运用中不得随意改变其调整值，为保证各种控制阀正常使用，应严格防止水和其它杂质渗入。 3 CRH5型动车组牵引变流器 牵引变流器的概述及控制原理 牵引/辅助变流器系阿尔斯通技术引进经国产化后用于CRH5型动车组的变流装置，内部分别有两组四象限整流器（4QC）和逆变器，同时还有一组辅助逆变器，每一组逆变器控制一台568kW 牵引电机，辅助逆变器向车载三相400V/50Hz用电设备供电。变流器的主要功能是将25KV/50Hz的单相交流电压通过牵引变压器降压后，输出单相AC1770V/50Hz的电压，经四象限整流得到3600V的中间直流电压，再经逆变器输出电压频率可调的0～2808V的三相交流电压来控制每台电机；同时辅助逆变器从中间回路输入直流3600V电压经斩波降压逆变后输出三相400V/50Hz的交流电压，为辅助系统的设备供电。变流器由8个组件平台构成，它们分别是两个辅助组件平台，两个牵引模块组件平台，两个用户组件平台，一个冷却系统平台，一个电阻组件平台，8 个平台通过中央线槽连接形成一个整体。 牵引/辅助变流器主要由两组四象限整流器（4QC）、牵引逆变器和一组辅助逆变器组成。每一组牵引逆变器控制一台568KW牵引电机，辅助逆变器向车载三相400V/50HZ用电设备供电。变流器的主要功能是将牵引变压器降压后输出单相AC1770V/50HZ的电压，经四象限整流得到3600V的中间直流电压，再经牵引逆变器输出电压频率可调的0～2808V的三相交流电压来控制每台电机；同时辅助逆变器从中间回路输入直流3600V电压经斩波降压逆变后输出三相400V/50HZ的交流电压，为辅助系统的设备供电。 4 CRH5型动车组牵引电机 牵引电机概述及控制原理 列车上使用的电机是一种三相异步、六电极、强迫通风型电机，带有定子开启式分层，不带机壳。每节动车装有2个牵引电机。每个牵引电机由一个牵引逆变器提供能源8 车编组的每列列车上有1 0个电机。6FJA3257A 牵引电机是一个交流鼠笼式电机，敞开式的并且是强制风冷的。 该电机结构简单，重量轻，性能可靠，故障率低，功率大，符合列车运行对电机的要求型号YJ87A(6 FJA3257 A)，是三相鼠笼式异步电机，六极，采用开放式强迫风冷，通过两台可提供恒定风量的风机冷却，通风装置设在电机两侧。电机安装一套速度检测系统供监控之用，并且在定子线圈上预埋温度传感器用来电机定子温度测量，牵引电机采用弹性吊架吊装于车体底架上，电机通过万向轴与转向架上的齿轮箱连接。 电机与车辆的机械连接是通过带弹性悬挂装置的支架实现的。运动是通过一个适当的万向轴和变速箱向电机轮对传输的。 牵引电机和万向轴之间通过一个安全装置机械性连接，假设在牵引电机两相线圈之间发生短路，安全接头将会保护万向轴和齿轮箱避免过转矩。当过转矩时，安全装置中连接部分滑动，内部油压增大, 剪切阀的顶部被打开，这时在安全装置内释放油压，这个过程在几毫秒内发生，释放后安全装置将会在轴上自由转动。 5 结论 随着高寒动车组的大量投入使用，CRH5型动车组的相关知识、技术和应急处理技能的普及迫在眉睫，对于各个层面都是十分重要的，尤其是CRH5动车组牵引传动系统的知识和应急处理技能尤为重要。本论文结合CRH5型动车组多年的运用经验积累，对CRH5型动车组的牵引传动系统进行深入研究、探讨，希望通过本文的介绍能提高CRH5型动车组现场作业人员对牵引传动系统的学习及应急故障处理的能力，保证CRH5型动车组的运行稳定性。