天梭型電力機車
天梭型電力機車是中國鐵路的電力機車車型之一，由中國北車集團大同機車廠聯合株洲電力機車研究所於2002年研製成功，也是大同機車廠生產的第一種交—直—交流電傳動電力機車。天梭型電力機車是在「奧星」機車、「中華之星」電力動車組基礎上改進而成的交流傳動高速客運電力機車，持續功率為4,800千瓦，最高運用速度為200公里/小時，採用中國自主研製的GTO水冷牽引變流器、交流傳動控制系統、牽引電動機和微機控制系統。
| 天梭 | |
|---|---|
| 概覽 | |
| 類型 | 電力機車 |
| 原產國 |  中國 |
| 生產商 | 大同電力機車 |
| 序列編號 | 0001 |
| 生產年份 | 2003年 |
| 產量 | 1台 |
| 技術數據 | |
| 華氏輪式 | 0-4-4-0 |
| UIC軸式 | Bo'Bo' |
| 軌距 | 1,435毫米 |
| 輪徑 | 1,250毫米（新輪） |
| 軸重 | 20.5噸 |
| 軸距 | 2,650毫米（固定軸距） |
| 機車長度 | 19,440毫米（車鈎中心距） |
| 機車寬度 | 3,104毫米 |
| 機車高度 | 4,000毫米（落弓狀態） |
| 整備重量 | 82噸 |
| 受流電壓 | 單相交流 25 kV/50 Hz |
| 傳動方式 | 交—直—交流電 |
| 最高速度 | 200公里/小時 |
| 持續速度 | 85公里/小時 |
| 牽引功率 | 4,800千瓦 |
| 牽引力 | 264 kN（起動） 203 kN（持續） |
| 設計加速度 | 0.851km/h/s |
| 制動方式 | 輪盤制動、再生制動 |
| 制動功率 | 4,400千瓦（電制動） |
| 列車制動 | 電空制動 |
發展歷史
研製
2002年，中國北車集團大同機車廠與中國南車集團株洲電力機車廠、株洲電力機車研究所、青島四方機車車輛廠等單位參與了中國第九個五年計劃鐵路科技攻關重點項目，聯合研製了時速270公里/小時等級的DJJ2型「中華之星」電力動車組，其中兩台動力車分別由大同機車廠和株洲電力機車廠製造。同年，根據中國鐵路客運提速的需要，中國北車集團自行設立了開發時速200公里/小時交流傳動高速客運電力機車的重點科研項目，並由大同機車廠和株洲電力機車研究所聯合研製。
新型機車被命名為「天梭」（Tech-Speed），最高運用速度為200公里/小時，機車牽引功率為4800千瓦，單軸功率達到1200千瓦；機車總體結構基本繼承自DJ2型「奧星」電力機車和DJJ2型「中華之星」電力動車組動力車，採用了國產化的GTO水冷牽引變流器、牽引電動機、網絡控制系統等；機車主要用於既有幹線客運牽引和高速專線牽引。
試驗
2002年12月26日，天梭型電力機車於大同機車廠完成組裝，並開始進行廠內調試和試運行；機車原計劃於2003年初送往中國鐵道科學研究院北京環形鐵道試驗基地進行型式試驗和性能試驗，但受到當時在中國爆發的SARS疫情影響，試驗工作被迫延遲。隨着疫情消退，天梭型機車於同年10月被送往北京進行各種試驗[1]。2004年7月，天梭型電力機車配屬鄭州鐵路局鄭州機務段京廣車隊投入運用考核[2]，主要擔當鄭州至漯河、平頂山東、安陽、新鄉區段的旅客列車牽引任務。2006年，天梭型電力機車完成了10萬公里運行考核後，封存於鄭州機務北段儲備場（鄭州北站下行出發場附近），至2013年初轉移到鄭州機務段封存。
技術特點
總體佈置
天梭型電力機車是四軸高速客運電力機車，適用於供電制式為25千伏工頻單相交流電的電氣化鐵路，機車軸式Bo-Bo，持續功率4,800千瓦，設計最高運用速度為200公里/小時。機車總體佈置類似DJ2型「奧星」電力機車，採用輕量化整體承載式焊接車體結構及夾層式鋁合金頂蓋，設中間貫穿走廊、雙端司機室；車頭採用光滑流線型外形，車體兩側下部設有裙板。車頂裝有兩台德國斯特曼公司（Stemmann）的DSA250型單臂式受電弓、以及高壓隔離開關、接地裝置等；真空斷路器等高壓組件均置於車內。
總體設計採用了集成化、模塊化的設計，車內設備以分室斜對稱、屏櫃化佈置，由前至後分別為Ｉ端司機室、設備Ｉ室、主變流室、設備ＩＩ室、ＩＩ端司機室。司機室內設有符合人機工程學設計和中國鐵道部規範化的司機操縱台。主變流室內設有主變流櫃、主冷卻櫃。設備室內設有控制電源櫃、電空制動櫃、輔助變流櫃、牽引通風櫃、列車供電櫃等設備。機車採用了大同電力機車廠自行開發的JDFP-6272/75型臥式牽引變壓器，安裝於車底中部，與電抗器共用冷卻油箱。機車採用車體獨立通風方式，從車頂頂蓋夾層風道吸入冷風，向發熱部件冷卻後從車底排出，並維持機械間呈微正壓，改善機車防塵效果及防寒性能。機車採用DK-1型機車電空制動機、克諾爾螺杆式空氣壓縮機，並設有電空聯合制動功能，能同時實施空氣制動和再生制動。
機車主電路
天梭型電力機車是交—直—交流電傳動的單相工頻交流電力機車。接觸網導線上的25千伏單相工頻交流電電流，經受電弓進入機車後經過主斷路器再進入主變壓器，交流電經過主變壓器的四個牽引繞組後進入主變流器，分別向四個四象限脈衝整流器供電並整流為直流電，其中每兩個四象限整流器並聯輸出，然後共用一個電壓為2800伏的中間直流環節迴路，再由一個電壓型PMW逆變器轉換成三相交流電輸出，分別向每個轉向架上的兩台異步牽引電機並聯供電，使牽引電動機產生轉矩，將電能轉變為機械能，經過齒輪的傳遞驅動輪對。
機車採用了株洲電力機車研究所開發的國產交流傳動系統，包括大功率主變流器、異步交流牽引電動機、微機網絡控制系統，與DJ2型電力機車大致相同。TEP28WG01型牽引主變流器由四象限整流器、中間直流迴路、PMW逆變器三個部分組成，變流器設計容量為3500kVA，功率控制器件為GTO元件（4500V／3000A），冷卻介質為乙二醇和高純水的混合物[3]。機車採用鼠籠式三相異步牽引電動機，額定功率為1225千瓦，採用直接轉矩控制。TEC01B型國產分佈式微機網絡控制系統借鑑了Adtranz公司「MITRAC」系統，採用符合列車通訊網絡（TCN）標準的多功能車輛總線（MVB）和絞線式列車總線（WTB），具有控制、通信、診斷顯示功能。
輔助電路
天梭型電力機車採用交流輔助電路系統，模式與DJ2型機車大致相同。機車上設有一台TGF9A型輔助變流器。每台輔助變流器容量為100kVA，由一套整流模塊、兩套逆變模塊、兩套EMC濾波器、控制箱及電抗器組成。整流器採用晶閘管半控橋電路；逆變器採用電壓型逆變電路，功率開關器件為IGBT，每台逆變器容量為70kVA，輸出380伏三相交流電[4]。此外，機車並裝設有TGF7A型列車供電櫃，用於向列車提供兩路600伏直流電源，輸出功率為2×400千瓦[5]。
轉向架
機車走行部為兩台二軸轉向架，是由DJJ1型「藍箭」電力動車組、DJJ2型「中華之星」電力動車組的動力車高速轉向架發展而來，結構大致相同，主要差異在於軸距和牽引電動機懸掛方式。天梭型機車轉向架固定軸距為2650毫米，而「藍箭」、「中華之星」動力車固定軸距為3000毫米；天梭型機車採用與DJ2型機車相同的六連杆輪對空心軸彈性傳動裝置、牽引電動機架懸式全懸掛、單邊剛性直齒傳動，而其餘兩者採用半體懸式牽引電動機。轉向架採用單拉杆軸箱定位，一系懸掛為軸箱兩側螺旋鋼彈簧和橡膠墊，配有垂向油壓減震器；二系懸掛為高柔度螺旋圓彈簧配橡膠墊；車體和構架之間並設有垂向減振器、橫向減振器和抗蛇行減振器的組合。牽引力或制動力通過中間低位推挽式牽引裝置傳遞[6]。
參看
參考文獻
- ^ 中國鐵道年鑑編輯部. 《中国铁道年鉴：2005》. 北京: 中國鐵道出版社. 2005.
- ^ 北车集团技术引进和自主创新取得显著成果. 新浪財經. 2006-01-23 [2012-04-30]. （原始內容存檔於2019-05-19）.
- ^ 何多昌、楊文昭. 3500kVA水冷GTO机车主变流器技术. 《機車電傳動》 (株洲: 株洲電力機車研究所). 2001年9月: 14–17. ISSN 1000-128X.
- ^ TGF9型辅助变流器. 株洲南車時代電氣股份有限公司. [2012-03-17]. （原始內容存檔於2011-07-12）.
- ^ TGF7型列车供电柜. 株洲南車時代電氣股份有限公司. [2012-03-17]. （原始內容存檔於2011-07-12）.
- ^ 孟宏、翟婉明 等. "天梭"号交流传动电力机车转向架的研制. 《機車電傳動》 (株洲: 株洲電力機車研究所). 2004年6月: 15–17. ISSN 1000-128X.
外部連結
- （簡體中文）中國北車股份有限公司:「天梭」號交流傳動電力機車[永久失效連結]