1、HXD1C机车总体介绍南车株洲电力机车有限公司2013-06Page 2总体说明 Page 3总体说明主要特点一Page 4总体说明主电路：机车牵引电路采用由IGBT模块(3.3kV/1200A)组 成的四象限整流器和逆变器，采用牵引电机轴控技术。辅助电路：机车辅助电路采用独立的辅助逆变器供电，辅助变流器分别由恒频恒压变流器（CVCF）与变频变压变流器（VVVF）两个模块构成。控制网络：机车采用微机控制系统，实现网络化、模块化，使机车控制系统具有控制、诊断、监测、传输、显示和存储功能，控制网络符合IEC 61375的标准要求。重联控制：机车具有通过WTB总线进行多机(最多三台)重联控制及显 示
2、功能，并预留了远程重联控制系统的软件、硬件接口及安装平台。主要特点Page 5总体说明设备布置：机车总体结构为双司机室、机械间设备按斜对称原则布置、中间走廊、采用预布线和预布管设计。通风方式：机车采用独立通风方式，增加了机械间冬夏季温度调节模式转换设计，更好的改善了机车运用环境。车体：车体采用整体承载结构型式，全部由钢板及钢板压型件组焊而成的全钢焊接结构。车体纵向压缩载荷取3000kN，纵向拉伸载荷取2500kN。转向架：机车采用两台C0转向架。驱动系统采用滚动抱轴承传动的抱轴悬挂驱动，构架为箱形梁焊接构架，齿轮箱采用了高强度铝合金；一系悬挂采用轴箱拉杆螺旋钢弹簧方式；二系悬挂采用高挠螺旋钢弹
3、簧结构；牵引装置采用低位牵引。空气制动系统：机车采用CCBII、DK-2、法维莱制动机。其它：机车预留有信息系统的安装位置和接口。主要特点Page 6总体说明环境条件二Page 7总体说明 用途：铁路干线用机车。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）：-25+40 机车基础结构按照-40运用环境设计，并预留加强防寒设备安装接口和布线空间。机车能够在-40 环境下存放，加强防寒后能够在-25-40环境下正常运用。月平均最大相对湿度（该月月平均最低温度不低于2
4、5）：95%环境条件：能承受风、雨、雪、盐雾、煤尘和偶有沙尘暴。环境条件Page 8总体说明基本技术参数三Page 9总体说明 电流制:25kV/50Hz 网压在17.5kV31 kV范围内，机车功率发挥情况见曲线图：在22.5kV到30kV网压下，功率为7200kW;22.5kV到19kV，功率从7200kW线性减小到6080kW；30kV到31kV，功率从7200kW线性减小到0；19kV到17,5kV，功率从6080kW线性减小到0。在网压允许波动范围内，辅助功率一直有效。Page 10总体说明功率发挥曲线%功率发挥网压Page 11总体说明 轨距:1435 mm 轴式:Co-Co 机车
5、整备重量:无配重：138 +3-1%t 加配重后：150 +1-3%t 轴荷重:无配重：23 t 加配重后：25 t 机车可以从23 t轴重转换成25 t，也可以从25 t轴重转换成23t，机车交车时轴重为25t(包括轴重转换所有需要的配件)。轴重转换过程中，除拆装配重块以外，仅需增减悬挂系统的垫片厚度。Page 12总体说明机车主要尺寸 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（后视镜处于打开工作状态）3329mm 机车车顶距轨面高度 4040mm车体机械间底架上平面距轨面高 1600mm 机车转向架中心距 11760 mm 机车转向架固定轴距1轴到2
6、轴 2250 mm2轴到3轴 2000 mmPage 13总体说明机车主要尺寸机车主要尺寸 车钩中心线距轨面高度为(新轮)880 10 mm 受电弓降下时受电弓滑板距轨面高度 4750mm(新轮)在牵引时，受电弓滑板距轨面工作高度 5200 6500mm 齿轮箱底面最低点距轨面高度不小于（新轮）120 mm 机车排障器距轨面高度：100（+10 0）mm 转向架扫石器距轨面高度 30 mm Page 14总体说明主要技术参数 机车轮周牵引功率（持续制）7200 kW机车轮周电制动功率（持续制）7200 kW 机车起动牵引力（05 km/h速度范围内半磨耗的轮周平均牵引力，干燥无油轨面）23t轴
7、重时520 kN 25t轴重时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）1322 km/hPage 15总体说明 持续速度 23t轴重时70 km/h 25t轴重时65 km/h 机车持续制牵引力 23t轴重时370 kN 25t轴重时400 kN 机车最大制动力 23t轴重时370 kN 25t轴重时400 kNPage 16总体说明Page 17总体说明Page 18总体说明设备布置四Page 19总体说明设备布置设备布置HXD1C机车采用双司机室、机械间为贯穿中间走廊结构（宽度600mm），机械间设备按照斜对称布置的原则进行布置。全车设备布置可分为：车顶
8、设备布置 司机室设备布置 机械间设备布置 车下设备布置 辅助设备布置等Page 20总体说明n 2个受电弓及绝缘子 n 2个高压隔离开关n 1个高压电压互感器n 1个真空主断路器n 1个接地开关n 1个避雷器n 1个登顶门n 1个高压电缆组成n 母线及支撑绝子n 天线车顶设备布置Page 21总体说明车顶设备布置Page 22总体说明n 整个司机室布置满足UIC651的要求 n 司机室及司机台的设计大量借鉴了HXD1B型机车的布置方案和成熟部件司机室设备布置Page 23总体说明司机室设备布置Page 24总体说明机械间设备布置Page 25总体说明车下设备布置车下设备布置自动制动和停车制动的
9、指示器自动制动和停车制动的指示器 Page 26总体说明子系统简介五Page 271.主传动系统 总体说明主变压器、牵引变流器和牵引电机主变压器、牵引变流器和牵引电机n“先进、成熟、经济、适 用、可靠”的设计理念 TBQ35-8900/25型主变压器TGA9型牵引变流器 JD160A型牵引电机n采用标准化、模块化设计n采用轴控方式，提高机车的可利用率n采用先进的再生制动方式，节能效果显著牵引变流器TCU Page 28主电路 总体说明3M3MM33M3M3MPage 29总体说明网侧主要电气部件网侧主要电气部件TSG15B受电弓BVAC.N99D主断路器和BTE25.04D高压接地开关 THG
10、2B型高压隔离开关避雷器 TBY1-25型电压互感器 高压电缆总成原边电流互感器Page 30辅助电气系统特点n采用冗余设计n变频功能，节能性好n采用标准化、模块化设计n为防寒设计预留接口和余量n配置卫生间、微波炉、冷藏箱等生活设施2.辅助系统辅助系统 总体说明总体说明Page 313AC440V供电电路原理图n主要辅机配置n冗余功能n库用辅机起动2.辅助系统辅助系统 总体说明总体说明Page 32220V辅助负载电路供电原理图n220V负载介绍n电源波动2.辅助系统辅助系统 总体说明总体说明Page 33DC110V电源及其配电原理图n给控制系统提供电源n转化DC 24V给照明、仪表电路供电
11、2.辅助系统辅助系统 总体说明总体说明Page 34辅助变流器柜特性及主要参数TGF54型辅助变流器 辅助变流器输出U/f特性曲线 248KVA额定容量 80440V(1060Hz)VVVF输出电压和输出频率 440V（60Hz）CVCF输出电压和输出频率 2.辅助系统辅助系统 总体说明总体说明Page 35控制电源柜性能参数TGY03型控制电源柜 DC115.2V1%快速充电电压DC108.0V1%浮充电压DC24V2%DC24V输出输出电压等级最大持续输出电流90ADC110V25ADC24VDC35A蓄电池最大充电电流2.辅助系统辅助系统 总体说明总体说明Page 36辅助电气系统主要电
12、气部件THTF4.5牵引风机 冷却塔风机 主压缩机冷却塔（含风机、水泵）司机室空调2.辅助系统辅助系统 总体说明总体说明Page 37辅助电气系统生活设施冷藏箱 转波炉上水式卫生间 2.辅助系统辅助系统 总体说明总体说明Page 38主要技术特点n符合IEC 61375-1标准的TCN网络n电磁兼容性符合EN 50121标准n标准化、模块化设计n采用冗余设计3.控制系统控制系统 总体说明总体说明Page 39控制系统结构拓扑图3.控制系统控制系统 总体说明总体说明Page 40主要功能模块介绍n中央控制单元CCU n司机室输入输出单元CIO n机械间输入输出单元MIOn微机显示屏IDU 3.控
13、制系统控制系统 总体说明总体说明Page 41中央控制单元CCU n中央控制单元CCU组成 由车辆控制模块VCM、WTB/MVB网关GWM和记录存储模块ERM构成，各个模块之间通过车辆总线MVB连接。n实现车辆级过程控制、通信管理控制、显示控制、故障诊断、列车级过程控制、列车总线管理、列车级数据通信、数据记录、数据转储功能。3.控制系统控制系统 总体说明总体说明Page 42司机室输入输出单元CIO n司机室输入输出单元CIO组成 司机室输入输出单元CIO由数字量输入输出模块DXM、数字量输入模块DIM、模拟量输入输出模块AXM构成，各个模块之间通过车辆总线MVB连接。n输入信号采集：将车辆间
14、电气信号转换成控制信号，经由列车控制网络传送给车辆控制模块VCM，完成各种控制功能；n控制信号输出：将网络控制信号转换成电气信号，控制如继电器等设备。3.控制系统控制系统 总体说明总体说明Page 43机械间输入输出单元MIO n机械间输入输出单元MIO组成 机械间输入输出单元MIO由数字量输入输出模块DXM、数字量输入模块DIM构成，各个模块之间通过车辆总线MVB连接。n输入信号采集：将车辆间电气信号转换成控制信号，经由列车控制网络传送给车辆控制模块VCM，完成各种控制功能；n控制信号输出：将网络控制信号转换成电气信号，控制如继电器等设备。3.控制系统控制系统 总体说明总体说明Page 44
15、微机显示屏IDU n微机显示屏IDU是网络控制系统TCMS的终端设备。n车信息显示：向车辆驾驶人员和维护人员提供车辆综合信息，各设备的工作状态，故障信息的综合与处理等功能；n参数设定：对轮径值、列车重量、站点、时间日期等参数进行更改与设定；n模拟测试：静止情况下，对辅助变流器系统相关部件进行模拟测试；n数据转储：通过USB接口，将故障信息转储地面进行统计、分析。3.控制系统控制系统 总体说明总体说明Page 45控制系统结构和特点控制系统主要功能控制系统介绍主要部件介绍3.控制系统控制系统 总体说明总体说明Page 46n 具有恒力矩、恒速和定速控制功能n 机车重联控制功能n 空转、滑行保护,
16、粘着利用控制和轴重转移补偿控制功能n 机车运行参数显示和记忆功能n 机车故障检测、故障诊断、故障处理提示的显示和记忆功能n 无人警惕控制功能n 自动过分相和半自动过分相控制功能n 通风机转速自动控制n 冗余控制功能控制系统主要功能介绍3.控制系统控制系统 总体说明总体说明Page 47控制系统主要部件车辆控制模块VCM 网关模块GWM 模拟量输入输出模块AXM 数字量输入模块DIM数字量输入输出模块DXM 事件记录模块ERM 3.控制系统控制系统 总体说明总体说明Page 48控制系统显示屏TPX21A型状态显示屏 温度 背光调节 音量调节 信息查询 取消 向下 向右关闭背光灯 昼夜切换事件查
17、询 帮助向上向左 确认 3.控制系统控制系统 总体说明总体说明Page 49u 满足（23+2）t轴重电力机车的运用要求；u 驱动系统采用牵引电机抱轴悬挂驱动；u 构架由两根侧梁、两根横梁和两根端梁焊接而成，梁体均为焊接箱型结构；u 一系悬挂采用螺旋钢弹簧配以垂向油压减振器，轴箱拉杆采用单拉杆；u 二系悬挂采用高挠螺旋钢弹簧配以垂向油压减振器，横向减振器设置在构架两端，同时起到抗蛇行作用；u 牵引装置采用低位推挽式牵引装置；u 基础制动采用轮盘制动；u 转向架空气管路采用不锈钢管路；u 轮缘润滑采用干式（润滑棒）润滑装置；u 采用具有加热烘干性能的砂箱结构等。4.转向架 总体说明转向架特点Pa
18、ge 504.转向架 总体说明Page 51 机车轴式 CoCo 轨距 1435 mm 轴重23 t2 t 最高运行速度 120 km/h 轴距22502000 mm 机车转向架中心距 11760 mm 轮径（新/半磨耗/全磨耗）1250/1200/1150 mm 轮对内侧距 1353+0.5-1 mm4.转向架 总体说明主要技术参数主要技术参数Page 524转向架 总体说明 踏面形状JM3型（TB/T 449）牵引电机功率1225 kW 传动方式单侧斜齿轮传动 传动比6.235(106/17)电机悬挂方式滚动抱轴悬挂 一系弹簧静挠度 39.5 mm（25吨轴重）一系垂向刚度（单轴箱）21.
19、2056 kN/mm 一系横向刚度（单轴箱）22.0348 kN/mm 一系纵向刚度（单轴箱）22.0696 kN/mmPage 535.车体 总体说明 车体主要结构技术参数车体长度（两端面间）22010 mm车体长度（车钩中心线）22670 mm车体底架长度 21885 mm车体宽度 3100 mm车体宽度（扶手杆处）3248 mm车体顶盖距轨面高度 4040 mm车钩中心线距轨面高度 88010mmPage 545.车体 总体说明 车体总体结构车体符合GB 146.1-83电力机车限界的要求，并符合客运车站高站台限界的要求。车体采用整体承载结构型式，由底架、侧墙、两端司机室等组焊成一箱形壳
20、体结构，车体顶盖可拆卸，以便于车内设备吊装。车体可承受纵向压缩载荷3000kN，纵向拉伸载荷2500kN。车内采用中央走廊方式，走廊宽度不小于600mm，走廊地板采用平整、具有防滑功能的花纹钢板，车内设备安装骨架与底架焊接在一起，主要采用导轨式安装结构，便于实现车内设备的模块化设计及其安装。Page 556.通风系统 总体说明整车通风系统采用独立通风方式，独立通风方式是指机车通风系统各通风支路都有其独立的进风风道，经风机送入到各需冷却部件进行强迫通风冷却。机械间内车内通过机械间通风机向车内送风维持正压，可以有效防止车外灰尘、雨雪等杂物进入车内。整车通风系统分成以下五个支路：牵引电机通风支路 冷
21、却塔通风支路 机械间散热通风支路 主压缩机散热器通风支路 辅助变流器通风支路Page 56整车通风系统 总体说明6.6.通风系统通风系统 总体说明总体说明Page 57总体说明牵引电机通风支路牵引电机通风支路的作用是冷却牵引电机。每一个牵引电机用一台风机进行强迫通风冷却。牵引通风机的主要性能参数如下：风量：1.4 m3/s全压：3800 Pa电机功率：13 kWPage 58总体说明辅助变流柜通风支路该通风支路的作用是冷却辅助变流器，同时向机械间提供新风，维持机械间正压和通风散热。辅助变流器风机提供的车外新风风量：约1.0 m3/s（夏季）；约0.33 m3/s（冬季）。Page 59总体说明
22、压缩机通风支路该通风支路的作用是冷却主压缩机。该通风支路设置有冬夏季转换装置。夏季将机械间内热空气和压缩机的热量排出 车外；冬季将压缩机的热量排在车内。压缩机散热风扇的风量约0.9 m3/s。Page 60总体说明冷却塔通风支路该通风支路的作用是冷却主变流器水和防冻液散热器和主变压器的油散热器组成的油水散热器。冷却塔风机的主要性能参数如下：风量：10.5 m3/s全压：1500 Pa电机功率：28 kWPage 61总体说明冷却塔通风支路Page 627.制动系统 总体说明空气制动与风源系统空气制动与风源系统制动及供风系统包括风源系统、制动机、基础制动以及管路系统。风源系统主要包括：主空气压缩
23、机 主空气干燥器 主风缸 辅助空气压缩机等。Page 637.制动系统 总体说明Page 64制动柜 总体说明 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。Page 65压缩空气供应系统 总体说明 机车有一个完整的压缩空气供应系统，由两台台主压缩机、两台空气干燥器以及压力控制器、总风缸、止回阀、安全阀和主空气管路重联等组成。空气供应系统产生压缩空气供给空气制动系统和气动辅助设备。总风缸(MR)和列车管(BP)保证列车压缩空气的供应。所有被拖曳车辆的非直
24、接制动、自动空气制动都连接到列车管。空气供应系统安装有一个低压保护装置。当总风缸压力低于600 kPa时，低压保护装置经显示屏发送一个信号给司机。与此同时，也发送一个信号切断牵引电源并投入常用制动。总风缸 Page 66压缩空气供应系统 总体说明辅助压缩机系统排风阀 Page 678.主要屏柜 总体说明低压电器柜 低压电器柜主要装有如下功能电路的电器元件：辅助回路1、2电源接触器 故障联络接触器 库内动车切换开关 压缩机接触器等 DC110V配电单极断路器 控制牵引风机、压缩机、水泵、油泵等辅助设备的过 流、短路保护的三相断路器 用于机车控制的CCU和MIO模块、电度表 Page 68低压电器
25、柜 总体说明柜体上部安装用于机车控制的GWM、VCM、ERM、DXM模块；柜前中部安装断路器、转换开关、DC110V插座等；柜体中间安装接触器等；柜体下部安装辅助回路的进线端子；左柜上部安装数字式电度表；左柜中下部安装库内动车转换装置；柜外右侧安装控制回路连接器；右柜后部安装继电器等。Page 69主要屏柜 总体说明蓄电池柜 蓄电池柜装有48节DM170型蓄电池，为6轴交流传动电力机车提供110V控制电源。蓄电池柜结构分为三层，每层摆放三组蓄电池组。三个门关上是门，打开是工装，更方便在车上对蓄电池进行维护，同时通风散热效果也更好控制电源柜 控制电源柜主要装有如下功能电路的电器元件：1）110V
26、电源模块，将220V交流转换成110V直流，为机车提供110V电源；2）24V电源模块，将110V直流转换成24V直流，为机车提供24V电源；3）监控单元模块，对机车蓄电池进行充电管理，如均充、浮充、恒流充电；并显示、记录模块的运行状态；4）用于交流220V回路的滤波器等电器元件。Page 70蓄电池柜 总体说明图1蓄电池柜的外形效果图图2蓄电池柜使用效果图Page 71控制电源柜 总体说明Page 72第三方设备柜 总体说明第三方设备柜 第三方设备柜是在HXD1B机车第三方设备柜的基础上作局部优化设计，第三方设备柜主要预留有如下用途的部件：1）用于远程监控发送的TSC1型列车运行数据无线传输
27、跟踪查询系统主机、TAL93型通讯接线盒；2）用于机车信号车载系统设备的JT-C型机车信号主机；3）用于列车无线调度电台（CIR）的机车综合无线通信主机以及多频段合路器空间；4）用于机车安全信息综合监测装置（含TMIS车号识别系统）的TAX箱；5）用于LKJ2000列车运行监控记录装置的LKJ2000型监控主机，数模转换盒，调车灯显接口盒、本/补切换装置，机车鸣笛记录接口装置，GPS-2000控制盒，总线扩展盒，事故状态记录器。Page 73第三方设备柜 总体说明序号名称数量配属备注1机车综合无线通信主机（包括多频段合路器）1列车无线调度电台（CIR）第一层2LKJ2000型监控主机1LKJ2000列车运行监控记录装置第二层3TAX箱1TAX2型机车安全信息综合监测装置（含TMIS车号识别系统）第三层4JT-C型机车信号主机1JT-C系列机车信号车载系统设备5总线拓展盒 1第四层6TSC1型列车运行数据无线传输跟踪查询系统主机1远程监控发送装置7机车鸣笛记录接口装置1第五层8本/补切换装置19事故状态记录器1第六层10GPS-2000控制盒111数模转换盒112TAL93型通讯接线盒1第二层13调车灯显接口盒1第二层左侧墙14插座215接线端子排1第一层第二层第三层第四层第五层第六层Page 742009年中国南车工作会议年中国南车工作会议谢谢 谢！谢！
