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1、HXD1B机车介绍,内容,HXD1B机车研发历程 HXD1B机车主要技术参数 HXD1B机车设备布置 HXD1B机车机械间设备布置 HXD1B机车司机室 主变流器 主变压器 牵引电机,HXD1B机车研发历程,南车株洲电力机车有限公司与铁道部在2007年8月18日正式签订了大功率交流传动9600kW六轴货运电力机车项目购销合同，“合同编号：07HT10500000126”，共计500台。作为该项目的大部件供应商，西门子公司与南车株洲电力机车有限公司已在2007年7月底签订相关合同。 从项目合同谈判起，公司六轴车项目设计组早已开始前期调研、初步设计等技术储备工作，自合同生效后，六轴车项目设计组制定
2、了周密的设计进度计划，并严格按照此计划开展工作，经历了3个月的方案设计、3个月的技术设计和4个月的工作图设计。 截止2008年8月8日，大功率交流传动9600kW六轴货运电力机车设计工作已按计划完成 。 2008年12月22日，HXD1B电力机车在南车株洲电力机车有限公司顺利落车。 2009年5月24日，HXD1B机车完成了型式试验所有项目。,HXD1B机车技术参数,用途及使用环境条件 用途：铁路干线用牵引货物列车，当牵引重量为5000吨时，在平直道的最高运营速度为120 km/h。 机车在下列条件下，能按机车额定功率正常工作。 海拔高度：不超过 2500 m 在海拔高于1400m、环境温度接
3、近+40、连续在最大功率状态下运行时可能出现功率限制。 环境温度（遮荫处） -40 +40 月平均最大相对湿度（该月月平均最低温度不低于25） 95 % 环境条件：能承受风、雨、雪、盐雾、煤尘和偶有沙尘暴 。,HXD1B机车技术参数,电流制 网压在17.5kV31 kV范围内，机车功率发挥情况见下图： 在22.5kV到30kV网压下，功率为9600kW；22.5kV19kV，功率从9600kW线性减小到8106kW ；30kV31kV，功率从9600kW线性减小到0 ；19 kV 17.5 kV，功率从8106kW线性减小到0。,HXD1B机车技术参数,轨距: 1435 mm 轴式: Co-C
4、o 机车整备重量: 150 t -3 +1% 轴荷重: 25 % t 同一节车，每根轴轴荷重和平均轴荷重之差，不大于该机车的平均轴荷重的 2% 各个轮荷重不超过（各自轮对）平均轮荷重的（按照标准IEC61133铁路设施 铁路车辆 车辆组装后和运行前的整车试验） 4% 机车受电弓完全降弓和后视镜完全收回时，在平直轨道上，机车外形尺寸符合GB146.1-83标准轨距铁路机车车辆限界的要求。. 车钩中心线距轨面高度为(新轮) 880mm 10 mm 受电弓降下时受电弓滑板距轨面高度 4720 mm(新轮) 齿轮箱底面最低点距轨面高度不小于（新轮） 120 mm,HXD1B机车技术参数,机车排障器距轨
5、面高度 110mm10 mm (在踏面允许磨耗范围内可调) 转向架扫石器距轨面高度 30 mm (在踏面允许磨耗范围内可调) 机车主要尺寸 机车前后车钩中心距 22670 mm 机车车体宽度 3100 mm 机车最大宽度（车体外附属设备处于工作状态） 3560 mm 机车车顶距轨面高度 4040 mm 车体机械间设备安装平面距轨面高 1810 mm 车体机械间底架上平面距轨面高 1600 mm 机车转向架中心距 11760mm 机车转向架固定轴距 1轴到2轴 2250 mm 2轴到3轴 2000 mm,HXD1B机车技术参数,主要技术参数 机车轮周牵引功率（持续制） 9600 kW 机车轮周电
6、制动功率（持续制） 9600 kW 机车起动牵引力（0km/h5 km/h速度范围内半磨耗的轮周平均牵引力，干燥无油轨面） 570 kN 机车速度 机车最高运营速度 120 km/h 最高试验速度（新轮） 132 km/h2 km/h 持续速度 81.9 km/h 机车持续制牵引力 422 kN 机车最大制动力 346kN 恒功率速度范围: 牵引： 76km/h120 km/h 再生制动： 100 km/h 120 km/h 当机车功率大于20 %额定功率时， 功率因数 ( ): 0.98,HXD1B机车技术参数,牵引特性曲线,HXD1B机车技术参数,制动特性曲线,HXD1B机车技术参数,机车
7、电传动型式：采用“交-直-交”电传动形式。电源侧采用四象限斩波整流器，电机侧采用变压变频式逆变器，向三相异步牵引电动机供电。每个电机由各自的逆变器供电（轴控）。 机车在额定网压下，在牵引工况下发挥持续额定功率时，机车总效率 0.85 机车能以5 km/h速度安全通过R=125m的曲线。机车能够通过R=500m的竖曲线，并能在R=250m的曲线上进行正常摘挂作业。 机车安全性指标含脱轨系数、轮重减载率等，其中脱轨系数不大于0.9；轮轴横向力按TB/T2360评定，其系数不大于1.0。,HXD1B机车技术参数,机车主电路,HXD1B机车技术参数,机车辅助电路,HXD1B机车技术参数,机车电气线路
8、机车主电路采用由IGBT模块组成的四象限整流器和逆变器对牵引、再生制动和辅助供电系统实行连续控制。 机车辅助电源为三相交流440V/60Hz ，采用由IGBT元件组成的辅助逆变机组。机车控制电源为直流110V。 机车安装智能化诊断系统，能对主电路、辅助电路、控制系统以及空气制动系统的故障进行诊断和安全导向。在重联状态下，从控机车的状态及故障信息能在主控机车显示。 机车设有联锁保护系统，其作用为：当变流器柜门或者车顶门打开时，能防止升起受电弓或闭合主断路器。,HXD1B机车技术参数,控制系统TOP结构图,HXD1B机车技术参数,机车照明 机车头灯，其照明符合TB/T2325，具有远近光调节功能。
9、 机车前窗下侧左右各有一个副头灯、一个标志灯（红光），标志灯采用LED灯具。 机车走廊和机械室均有良好照明，并设有检查用行灯插座（DC110V），和4个车下行灯。 在每台机车车体外两侧适当位置装有如下插座： 二个（每侧各一个）库内动车用3孔插座（提供三相380V，50Hz电源，为主变流器电路供电，使机车可以在库内移动；并为机车辅助电机供电）。 一个供蓄电池充电和库内低电压试验用电的外接电源插座。,HXD1B机车技术参数,车体 车体采用整体承载的框架式焊接结构。顶盖为可拆卸顶盖。 车体(包括司机室)承载能力按UIC566客车车体及其部件的载荷确定，但其纵向压缩载荷取3000kN，纵向拉伸载荷取2
10、500kN。 车体排障器中央的底部能承受137kN的静压力而不产生永久性变形。 车体侧梁外侧设有4个检修作业用的吊车销孔，车体前后牵引梁两旁还分别设有救援用的吊车销孔（共计 4个）。 车体与转向架之间设有备用的连接装置，可将车体同转向架一并吊起。车体和转向架同时整体或一端吊起时，车体各部分不得产生永久性变形和其它损坏。车体和转向架一起被起吊，必须使用整车起吊孔。 每节车体侧下设有4个架车支承座和供检修用的四个支承点。 走廊宽度不小于600mm。,HXD1B机车技术参数,车体 机车通风系统 牵引电机采用直接强迫风冷，空气入口在侧墙上部。 冷却塔采用直接强迫风冷，空气入口在车顶。 机械室通风将采用
11、直接风冷，空气入口在侧墙上部。 每个司机室侧面设有两个带锁的入口门，每个入口两端设有扶手。 机车的两端设有调车员脚踏板，并有相应的扶手。第一级脚蹬上平面距轨面高度为400 mm20mm。 车体两端司机室下方装有排障器，且能承受137kN的静压力，排障器能方便上下调节，以保证其距轨面高度为110 mm +10 mm。 车体前端结构能在不拆除排障器的情况下能方便地更换车钩及缓冲器。 车顶顶盖表面进行防滑处理，确保车顶检查作业人员安全。,HXD1B机车技术参数,车钩和缓冲器 在缓冲器和车体间提供一个变形元件进行车体超载保护。 型号: NX03 容量: 450kJ 车钩 车钩钩体最小破坏载荷： 400
12、5 kN 车钩钩舌最小破坏载荷： 3430 kN 车钩钩舌在最小载荷为1780kN时，最大永久变形为0.8mm。 车钩能与中国标准车钩相联挂，车钩装有下作用式单侧手提杆。 车钩的牵引能力与车体相符合。 车钩型号: 13号B型E级钢车钩 缓冲器型号 QKX100 缓冲器容量 95kJ 阻抗力 小于2500kN 车钩及缓冲器能在不架起车体的情况下进行拆装检修。,HXD1B机车技术参数,转向架 采用三轴转向架。两个转向架能整体互换，除轴箱安装有不同的传感器或其它小的附件外。转向架的零部件可以通用和互换。 主要技术参数 轮对内侧距（空载） 1353+0.5-1 mm 车轮踏面形状 JM3 转向架自重
13、31083 kg 每轴簧下质量 5364kg 转向架组装几何尺寸公差及重量偏差 a）新造机车车轮轮径差：同轴0.5 mm，同转向架1.0 mm，同车2.0 mm； b）使用限度允许机车车轮轮径差：同轴2mm ，同转向架20 mm，同车32 mm。,HXD1B机车技术参数,转向架 轮轴驱动系统 轮对驱动制动系统由驱动齿轮箱（含齿轮）、轮对、轴箱、牵引电机、制动盘和类似BR189的抱轴装置等部件组成。 牵引电机和驱动齿轮箱采用一体化整体设计。牵引电机输出轴与小齿轮轴之间设弹性联轴节，小齿轮轴两端各设一个轴承。 抱轴箱、牵引电机和齿轮箱组成一个刚性构件。一端通过抱轴装置支承在车轴上，另一端悬挂于转向
14、架构架上。 轮对 轮对采用整体碾钢车轮 新轮直径: 1250 mm 计算轮径: 1200 mm 到限轮径: 1150 mm,HXD1B机车技术参数,转向架 齿轮箱在正常运行和检修条件下，40万公里内不漏油。齿轮箱为承载式结构，支撑一部分驱动单元，且可以垂向分离。 驱动齿轮箱设有油量观察装置，观察装置上有明确的最少油量和最多油量标识线。观察窗有防护，以防石击并易于清洁。 驱动齿轮箱设有加油孔、排油孔和磁性螺堵。 驱动齿轮箱动密封采用迷宫密封；以保证外界污染物、水不进入齿轮箱内，并保证齿轮箱内部的润滑油不泄漏。 一系悬挂系统由轴箱定位装置、橡胶件、钢弹簧、减振器等组成。 二系悬挂系统由定位装置、橡
15、胶件、钢弹簧、减振器等组成。 转向架的前端安装扫石器以清扫轨面。转向架扫石器距轨面高度30mm (可调)。扫石器橡胶板材料： 橡胶 转向架上装有轮缘润滑装置，在该装置正常使用的情况下，保证机车轮缘磨耗0.3mm/104km。,HXD1B机车技术参数,制动及供风系统 采用基于AAR规则的机车制动系统。 紧急制动的距离：在平直道上，时速120km/h时，25t轴重时：1100m 风源及干燥系统主要包括：主空气压缩机、主空气干燥器和过滤器、主风缸、辅助空气压缩机、辅助空气干燥器和过滤器、辅助风缸等。 基础制动采用轮盘制动方式 闸片的材料： 合成闸瓦 砂箱容积： 8100L 机车顶上每端有2个高音风笛
16、（其中1个向前，1个向后）和1个低音风笛，高音和低音风笛可单独控制，也可同时控制。,HXD1B机车设备布置,HXD1B机车设备布置,HXD1B机车设备布置,转向架 转向架主要由构架、轮对、驱动单元、一系悬挂和二系悬挂、一系减振器和二系减振器、牵引装置（转向架和车体的连接）、制动装置和转向架附属装置等组成。 牵引力和制动力经过轴箱拉杆（3）从轴箱传递到转向架构架（4）。 转向架构架是一个简单、封闭的“目”形框架，有两根侧梁，通过2根中间横梁和前后端梁连接在一起。横梁和前后端梁由箱形焊接截面制作而成。机加工时，所有连接点及加工面都有固定的公差。因此，转向架具有可互换性，其组合部件或模块也容易更换。
17、,HXD1B机车设备布置,HXD1B机车设备布置,弹性联轴节式驱动系统,HXD1B机车设备布置,接地回流装置及速度传感器,HXD1B机车机械间设备布置,HXD1B机车机械间设备布置,机车冷却通风系统,1.牵引风机冷却系统 2.冷却塔冷却系统,HXD1B机车机械间设备布置,冷却塔冷却系统,HXD1B机车机械间设备布置,冷却塔冷却系统 冷却塔有两个独立的冷却回路，用于牵引变流器水冷却液回路，主变压器油冷却液回路。 主冷风机从机车车顶进风口吸入环境空气，空气向下经过冷却塔，穿过复合散热器，最后经机车地板吹到路基。 水冷却回路包含一个冷却水泵和一个膨胀箱，冷却水泵用于提供冷却水，膨胀箱用于自动通风及平
18、衡冷却水热量引起的膨胀。 可以在膨胀箱上的液位显示处通过膨胀箱中的漂浮开关检查冷却液液位。 在1号冷却塔油冷却回路中集成了一个副油箱（5）和一个布赫继电器（3），副油箱用于平衡油热量引起的膨胀。 冷却塔通过法兰直接连接到变流器水的入口和出口，它包含用于牵引逆变器的冷却管路以及用于主变压器的冷却管路。冷却塔拥有冷却水泵（2）和用于牵引变流器冷却的膨胀箱（1）。,HXD1B机车机械间设备布置,HXD1B机车机械间设备布置,机械间通风 机械间通风支路的作用是用来调节机械间空气温度，并维持机械间正压。 机械间正压可以有效防止车外灰尘、雨雪等杂物进入车内。 机械间通风系统可以根据环境温度条件按冬、夏季模
19、式进行调节。 夏季： 2个辅助滤波侧墙风道上的旁风口关闭（安装封板）； 2个压缩机风道旁风口关闭（安装封板），风道下风口打开（安装网板）。 冬季： 2个辅助滤波侧墙风道上的旁风口打开（拆除封板）； 2个压缩机风道旁风口打开（安装网板），风道下风口关闭（安装封板）。,HXD1B机车机械间设备布置,HXD1B机车机械间设备布置,制动柜 制动柜是一个整体电空制动部件，它将电制动要求转变成空气制动压力。制动控制单元安装在制动柜中，负责空气制动系统。为了和CCU交换制动灵敏信号，制动控制单元与CCU的接口设计成一个MVB连接。,HXD1B机车机械间设备布置,HXD1B机车机械间设备布置,HXD1B机车机
20、械间设备布置,风源柜 风源柜内主要布置有2个300L的总风缸、辅助压缩机站、压车铁等。,HXD1B机车机械间设备布置,干燥器及撒砂、风笛、轮喷模块,HXD1B机车机械间设备布置,低压柜,HXD1B机车机械间设备布置,HXD1B机车机械间设备布置,牵引变流器,HXD1B机车机械间设备布置,HXD1B机车机械间设备布置,第三方设备柜,HXD1B机车机械间设备布置,HXD1B机车机械间设备布置,综合柜,1.OCU主机（预留接口） 2.RDTE主机（预留接口）3 自动过分相主机,HXD1B机车机械间设备布置,电源柜,HXD1B机车机械间设备布置,蓄电池柜,HXD1B机车机械间设备布置,工具柜及微波炉,
21、HXD1B机车机械间设备布置,卫生设施,HXD1B机车机械间设备布置,接地棒、床,HXD1B机车司机室,HXD1B机车司机室,操纵台,HXD1B机车司机室,司机侧后墙柜,1 插座（E426/10US） 2 后墙加热器（BSJCR-2A） 3 添乘座椅 4 手提式水基型灭火器(MSWZ/3),HXD1B机车司机室,司机侧后墙柜,1 紧急阀 2 后墙加热器（BSJCR-2B） 3 添乘座椅 4 手提式水基型灭火器(MSWZ/3) 5 行灯插座（C4-6/4）,HXD1B机车牵引变流器,HXD1B机车牵引变流器,重量：2800kg 外形尺寸：3400（长）x2000（高）x1040（宽） 冷却介质：
22、Antifrogen N/水：56/44 4QC 额定输入电压： 2 x 2121V 1 AC 输入电压范围： 1485V - 2630V 输入频率： 50Hz IGBT开关频率： 最大 450Hz (正常运用) 额定输入电流（牵引运用） 2 x 1297A rms 电机逆变器模块 输出频率 (电机频率)： 0Hz到165Hz 额定输出电流 (牵引运用)： 420A rms 3AC IGBT开关频率： 最大 500Hz,HXD1B机车牵引变流器,辅助逆变器模块 输出频率范围： 10 . 60Hz 额定输出电流（冗余模式） 130A rms 3AC IGBT开关频率： 最大 780Hz 直流环节
23、 中间直流电压： 3500V 控制电压 控制电压： DC110V 控制电压范围： 110V +25% / -30% (77V 到 138V) 冷却 冷却介质最大流量： 345l/min 冷却介质最高温度： 55摄氏度,HXD1B机车牵引变流器,HXD1B机车牵引变流器,1 4QC模块 2 PWM逆变器 3 辅助逆变器模块 4a HCB 硬撬杠 4b 软撬杠 5 输入断路器 6 TCU 7 预充电开关 8 风扇 9 预充电电阻 10 直流环节断路器 11 放电电阻,HXD1B机车牵引变流器,12 接地检测电阻 13 直流环节电容 14 软撬杠电阻 15 谐振吸收电容,HXD1B机车主变压器,HX
24、D1B机车主变压器,特点： 单相油浸式变压器 底架安装 两路冷却回路 特殊的矿物油作为冷却和绝缘介质 由铁芯、一组原边绕组、四组次边绕组、两个谐振电抗器构成 原边绕组额定电压：单相25kV，50Hz 额定容量：11000kVA（25kV） 牵引绕组：4x2121V,HXD1B机车主变压器,HXD1B机车主变压器,铁芯,导电部件,谐振电抗器,HXD1B机车牵引电机,HXD1B机车牵引电机,独立通风风量： 1.60 m3 转子直径： 495 mm 定子孔径： 500 mm 转子长度： 350 mm 气隙： 2.5 mm 电机总重： 2980 kg 转子总重： 672 kg 定子总重： 1750 kg 传动比： 6.294,HXD1B机车牵引电机,