轮子是什么机构,轮子和轴的关系

首页 > 经验 > 作者:YD1662024-03-30 18:06:06

四连杆机构-pic fr. Internet

再说"回的那条线",动车组是靠什么实现回流的?

答案是靠「轮对」与「钢轨」相接触以实现回流的。

那,轮对又是个啥?轮对就是我们通常所说的"火车的车轮子 车轴"。

那么,你可能会想?

从「受电弓」获得的这么大的电流,它又是怎么通过「轮对」传到「钢轨」上的?这肯定得有条线吧?

对,其实这条线确实还挺讲究的。

目前主要有两种方式:

· 轴端接碳刷(动车组常用方式)

轮子是什么机构,轮子和轴的关系(9)

轴端接碳刷-pic fr. Ref. 1

· 轴身接碳刷(CRH2A采用的方式)

轮子是什么机构,轮子和轴的关系(10)

轴身接碳刷-pic fr. Ref. 1

通过上面的讲解,相信我们已经大致明白动车组的供电线路、受流以及回流装置了。

下面,我们再谈谈动车组的牵引传动方式以及具体的牵引传动设备。

先放一张总图。

轮子是什么机构,轮子和轴的关系(11)

牵引传递系统-pic fr. Me

这张图里有两个重要的信息:

· 动车组的牵引传动方式是"交-直-交",也就是从"交流电"到"直流电",再到"交流电"。

· 动车组的牵引传动设备主要有:「受电弓」→「变压器」→「牵引变流器」→「牵引电机」→「联轴节」→「齿轮箱」→「车抽」→车轮」。

先谈谈牵引传动方式。

我国CRH动车组的牵引传动方式是"交-直-交"。

那么你可能会问,为什么是"交-直-交"?,而不是"直-直","直-交","交-直",亦或"交-交"呢?

下面简单回答下。

Q1:为什么输入端是交流?而不是直流?

在1956年,我国铁道电气化刚起步,采用"交流式"还是"直流式"受到人们极大的关注,因为它关系到我国电气化铁路的长远发展方向。

当时,西南交通大学的曹建猷院士通过论证分析,建议电气化铁路采用单相交流25kV的供电制式。随后,1957年经国家正式批准,单相交流25kV的供电制式被定为我国电气化铁道的标准。

通过查阅相关文献,谈谈为什么动车组要采取这一供电制式呢?(非供电专业,不严谨处请指正)

这一供电制式主要有两个特点:一是高压(25kV),二是交流供电(AC)。下面逐点进行分析。

1) 为什么是高压?

a. 因为选择高压输电,将能降低输电线的能耗。

CRH动车组的运营速度一般在200公里及以上,其牵引功率要比地铁等城市轨道交通装备大很多。如CRH2A的牵引功率是4800kW,CRH380A的牵引功率是9600kW,而成都1号线地铁列车的牵引功率是2160kW。

我们知道P=UI。若U都取1500V,CRH2A、CRH380A和成1要达到自己需求的功率,那么CRH2A的、CRH380A、成1的电流分别是3200A、6400A、1440A。

在中学课本里,我们知道P=I²×R,电路中如果电流较大,电能的损失是很大的。很明显,动车组的电能损耗高于地铁。

因此,鉴于CRH动车组的大功率特性,选择高压输电,将能降低输电线的能耗——功率一定,电压变高,则电流变小,则损失的电能变小。

b. 因为选择高压输电,将能减少设备的运营费用。

直流供电与交流供电的供电规律都符合电压越高,负荷矩越大,供电距离越远的趋势。——Ref. 3

因此,鉴于CRH动车组运营里程较长的特点,选择高压输电,将能减少牵引变电所的数量,从而降低设备的运营费用。

2) 为什么是交流供电?

由上我们可知,选择高压输电大有益处。

但,你可能会问:为什么一定得选择交流高压供电?直流高压供电不可以吗?

其实,从技术上来说,直流高压输电也是可行的(随着电力电子技术的新突破),其问题的关键主要在于以下两点:

a. 交流变压比直流变压方便,变压效率高[Ref. 4]。b. 交流电有电流波形的过零点, 因此灭弧比直流容易[Ref. 5]。

因此,综上,CRH动车组为了降低输电线的能耗,降低设备的运营费用,选择高压输电;为了保障变压效率和质量,选择交流电压。

两者复合[高压 交流],就形成交流高压供电制式了,即单相交流25kV。

目前,国铁(运营普通列车与动车组)与城市轨道交通车辆(地铁等)的供电制式已形成国家标准[Ref. 6]。

· 国铁:单相交流AC 25kV,50Hz。

· 城市轨道交通车辆的供电制式为:DC 750/1500 V。

两者具体的技术特点可以参考下表[Ref. 6]。

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