【電力機(jī)車知識大全】電力機(jī)車的特點 電力火車種類

電力機(jī)車主要優(yōu)點

1、電力機(jī)車具有功率大、速度快、過載能力強(qiáng)、自身負(fù)重低、牽引力和加速度大、整備作業(yè)時間短、維修量少、能源利用率高、運營費用低、便于實現(xiàn)多機(jī)牽引、能采用再生制動以及清潔環(huán)保等優(yōu)點。使用電力機(jī)車牽引車列能提高列車運行速度和承載重量，從而大幅度地提高鐵路的運輸能力和通過能力，特別利于舊鐵路的提速。我國的京廣、京滬和京九等干線鐵路進(jìn)行電氣化升級改造后大面積開行電力機(jī)車，有效縮短了列車旅行時間。

2、電力機(jī)車清潔環(huán)保，運行時不像蒸氣機(jī)車或柴油機(jī)車那樣產(chǎn)生廢氣。供電氣化鐵路使用的發(fā)電廠在采用化石燃料時，均會控制廢氣排放，除此之外也可使用低污染的風(fēng)力或水力發(fā)電，還能提高熱效率。在噪音方面，電力機(jī)車在運行時亦比柴油機(jī)車安靜得多。因此，電力機(jī)車十分適用于在城市軌道交通線上運營。

3、在性能上，電力機(jī)車不需像蒸汽機(jī)車或柴油機(jī)車那般自攜很重的引擎以及燃料，能減輕自重，因此在加減速和最高速方面均比蒸汽機(jī)車和柴油機(jī)車優(yōu)勝，可進(jìn)一步縮減行車時間，是高速列車、動車組等的第一選擇。

電力機(jī)車主要缺點

1、電力機(jī)車的缺點在于其本身沒有動力源，電能來自外部的電纜或電軌，如遇自然災(zāi)害、戰(zhàn)爭等不可抗力狀況引發(fā)斷電就無法運行，導(dǎo)致運輸癱瘓，甚至可能引起事故。2008年我國華南地區(qū)遭遇大面積強(qiáng)降雪，損壞了鐵路沿途線上的供電設(shè)備，致使多個班次的電力火車停運，造成嚴(yán)重的旅客滯留?；旌蟿恿κ且环N折中方案，即在電力機(jī)車上額外配備有應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)或增掛柴油發(fā)電機(jī)車廂，以應(yīng)付突發(fā)的斷電狀況，但會增加運輸成本。

2、電力機(jī)車的研制、生產(chǎn)和維修及其所需電氣化鐵路的建設(shè)、運營和維護(hù)，都要高昂的費用和高端的技術(shù)，導(dǎo)致整條鐵路系統(tǒng)的施工難度和養(yǎng)護(hù)成本比非電氣化鐵路的高很多。若在經(jīng)濟(jì)貧困、人口稀疏、地勢險峻、氣候惡劣等環(huán)境下修建電氣化鐵路，將對國家或當(dāng)?shù)氐呢斦毫涂萍妓教岢隹量桃蟆?/p>

3、電力機(jī)車依賴電氣化鐵路，大量的電網(wǎng)電軌設(shè)施會存在一定的安全隱患，如果有人肆意闖入鐵道或爬上車頂就會誘發(fā)觸電事故。城市街區(qū)中電氣化鐵路的高壓電網(wǎng)如果發(fā)生意外坍塌，也易引發(fā)觸電后果。

因此，電力機(jī)車不能全面取代內(nèi)燃機(jī)車。

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電力機(jī)車應(yīng)用領(lǐng)域

城市軌道：地鐵、輕軌、單軌、有軌電車、磁懸浮軌道、旅客自動捷運系統(tǒng)等城市軌道交通線上都運營電力列車。

舊線改造：只要經(jīng)濟(jì)條件和科技水平許可，各國一般都會盡量將舊鐵路電氣化升級改造，使電力機(jī)車能運作其中。

高速鐵路：我國新建的高速鐵路、快速鐵路、城際鐵路、市域鐵路等都屬于電氣化鐵路，并廣泛運行電力動車組。

電力機(jī)車分類

電力機(jī)車按使用場合可分為：工礦電力機(jī)車和干線電力機(jī)車兩類。工礦電力機(jī)車多采用直流制，功率和速度一般比干線電力機(jī)車小，習(xí)慣上按機(jī)車的粘著重量分級，如150噸，100噸，85噸，70噸，60噸，50噸和更輕的等級。較大噸位機(jī)車用于標(biāo)準(zhǔn)軌距線路，較輕型的機(jī)車多用于各種窄軌距線路。干線電力機(jī)車按用途可分為客運電力機(jī)車，貨運電力機(jī)車，客貨兩用電力機(jī)車和調(diào)車電力機(jī)車四種。按照電氣化鐵路采用的電流制來分類，干線電力機(jī)車可分為兩類。按照動力分配類型可分為傳統(tǒng)電力機(jī)車和電力動車組。

直流電力機(jī)車

裝有直流串勵牽引電動機(jī)的機(jī)車，接觸網(wǎng)電壓為1500伏或3000伏直流電壓。直流電力機(jī)車的起動和速度調(diào)節(jié)以往是借助于調(diào)節(jié)起動電阻和牽引電動機(jī)的串聯(lián)-并聯(lián)轉(zhuǎn)換來完成的。但這種起動和調(diào)速方式不能作到連續(xù)平滑地調(diào)節(jié)速度，而且電能耗損大，線路轉(zhuǎn)換復(fù)雜。隨著直流斬波技術(shù)的發(fā)展，逐漸為新的脈沖調(diào)壓方式所代替。在直流電力機(jī)車上通常采用牽引電動機(jī)磁場削弱的辦法來提高機(jī)車速度，增加機(jī)車功率。磁場削弱的級數(shù)一般為二至三級。

交流電力機(jī)車

接觸網(wǎng)電壓20千伏或25千伏，單相工頻為50或60赫。在歐洲少數(shù)國家如聯(lián)邦德國、瑞典、瑞士等國亦有采用單相低頻交流制的，此時接觸網(wǎng)電壓為11～16千伏,單相工頻為25赫。交流電力機(jī)車根據(jù)變流裝置和牽引電動機(jī)類型，主要有以下三種類型。

①整流器電力機(jī)車：又稱單相-直流電力機(jī)車，是當(dāng)前應(yīng)用最廣的一種交流電力機(jī)車。在整流器電力機(jī)車上，接觸網(wǎng)上的單相高壓交流電首先通過牽引變壓器降壓，然后通過由硅整流元件或晶閘管組成的整流裝置將單相交流電變換為直流電，供給牽引電動機(jī)。一般采用脈流串勵電動機(jī)作為牽引電動機(jī)。這種電力機(jī)車有變壓器和整流裝置，因此采用改變變壓器副邊電壓或?qū)φ餮b置實行相位控制的辦法均可改變整流電壓，從而達(dá)到調(diào)節(jié)機(jī)車速度的目的。改變變壓器副邊輸出電壓的方式有兩種,即低壓側(cè)調(diào)壓和高壓側(cè)調(diào)壓。中國的“韶山”1型電力機(jī)車即屬于低壓側(cè)調(diào)壓型。為了防止動輪空轉(zhuǎn)，改善機(jī)車的粘著性能，便于牽引和制動兩種工況間的相互轉(zhuǎn)換，整流器電力機(jī)車也可采用他勵牽引電動機(jī)，如中國試制的“韶山2”型電力機(jī)車和瑞典制造的“Rc”型電力機(jī)車即是采用他勵牽引電動機(jī)。

②單相整流子電動機(jī)電力機(jī)車:又稱直接式交流電力機(jī)車，采用單相整流子牽引電動機(jī)。接觸網(wǎng)上的高壓交流電經(jīng)過變壓器降低電壓后，就直接供電給牽引電動機(jī)。這種機(jī)車電氣設(shè)備簡單，但單相整流子電動機(jī)的換相條件隨交流電頻率的增高而惡化，因此多用于單相低頻交流制的電氣化鐵路上。

③交-直-交流電力機(jī)車：有時又稱為單相-三相電力機(jī)車。在這種機(jī)車上，接觸網(wǎng)上的高壓交流電首先通過牽引變壓器降壓、整流，使中間直流環(huán)節(jié)保持穩(wěn)定的直流電壓或穩(wěn)定的直流電流。然后再由逆變電路將中間直流電變換為三相交流電供給三相異步牽引電動機(jī)或三相同步牽引電動機(jī)。改變逆變裝置輸出的三相交流電的頻率和電壓即可調(diào)節(jié)機(jī)車的功率和速度。聯(lián)邦德國研制成的“E120”型電力機(jī)車即為此種機(jī)車。