【電力機車知識大全】電力機車的特點 電力火車種類

電力機車主要優(yōu)點

1、電力機車具有功率大、速度快、過載能力強、自身負重低、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、便于實現多機牽引、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行電氣化升級改造后大面積開行電力機車，有效縮短了列車旅行時間。

2、電力機車清潔環(huán)保，運行時不像蒸氣機車或柴油機車那樣產生廢氣。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力或水力發(fā)電，還能提高熱效率。在噪音方面，電力機車在運行時亦比柴油機車安靜得多。因此，電力機車十分適用于在城市軌道交通線上運營。

3、在性能上，電力機車不需像蒸汽機車或柴油機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車和柴油機車優(yōu)勝，可進一步縮減行車時間，是高速列車、動車組等的第一選擇。

電力機車主要缺點

1、電力機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，如遇自然災害、戰(zhàn)爭等不可抗力狀況引發(fā)斷電就無法運行，導致運輸癱瘓，甚至可能引起事故。2008年我國華南地區(qū)遭遇大面積強降雪，損壞了鐵路沿途線上的供電設備，致使多個班次的電力火車停運，造成嚴重的旅客滯留?；旌蟿恿κ且环N折中方案，即在電力機車上額外配備有應急柴油發(fā)電機或增掛柴油發(fā)電機車廂，以應付突發(fā)的斷電狀況，但會增加運輸成本。

2、電力機車的研制、生產和維修及其所需電氣化鐵路的建設、運營和維護，都要高昂的費用和高端的技術，導致整條鐵路系統(tǒng)的施工難度和養(yǎng)護成本比非電氣化鐵路的高很多。若在經濟貧困、人口稀疏、地勢險峻、氣候惡劣等環(huán)境下修建電氣化鐵路，將對國家或當地的財政壓力和科技水平提出苛刻要求。

3、電力機車依賴電氣化鐵路，大量的電網電軌設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如果發(fā)生意外坍塌，也易引發(fā)觸電后果。

因此，電力機車不能全面取代內燃機車。

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電力機車應用領域

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：只要經濟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。

電力機車分類

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

直流電力機車

裝有直流串勵牽引電動機的機車，接觸網電壓為1500伏或3000伏直流電壓。直流電力機車的起動和速度調節(jié)以往是借助于調節(jié)起動電阻和牽引電動機的串聯(lián)-并聯(lián)轉換來完成的。但這種起動和調速方式不能作到連續(xù)平滑地調節(jié)速度，而且電能耗損大，線路轉換復雜。隨著直流斬波技術的發(fā)展，逐漸為新的脈沖調壓方式所代替。在直流電力機車上通常采用牽引電動機磁場削弱的辦法來提高機車速度，增加機車功率。磁場削弱的級數一般為二至三級。

交流電力機車

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

①整流器電力機車：又稱單相-直流電力機車，是當前應用最廣的一種交流電力機車。在整流器電力機車上，接觸網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。一般采用脈流串勵電動機作為牽引電動機。這種電力機車有變壓器和整流裝置，因此采用改變變壓器副邊電壓或對整流裝置實行相位控制的辦法均可改變整流電壓，從而達到調節(jié)機車速度的目的。改變變壓器副邊輸出電壓的方式有兩種,即低壓側調壓和高壓側調壓。中國的“韶山”1型電力機車即屬于低壓側調壓型。為了防止動輪空轉，改善機車的粘著性能，便于牽引和制動兩種工況間的相互轉換，整流器電力機車也可采用他勵牽引電動機，如中國試制的“韶山2”型電力機車和瑞典制造的“Rc”型電力機車即是采用他勵牽引電動機。

②單相整流子電動機電力機車:又稱直接式交流電力機車，采用單相整流子牽引電動機。接觸網上的高壓交流電經過變壓器降低電壓后，就直接供電給牽引電動機。這種機車電氣設備簡單，但單相整流子電動機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-交流電力機車：有時又稱為單相-三相電力機車。在這種機車上，接觸網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或三相同步牽引電動機。改變逆變裝置輸出的三相交流電的頻率和電壓即可調節(jié)機車的功率和速度。聯(lián)邦德國研制成的“E120”型電力機車即為此種機車。