直流電力機(jī)車 - 背景知識(shí)

電力機(jī)車本身不帶原動(dòng)機(jī)，靠接受接觸網(wǎng)送來(lái)的電流作為能源，由牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)車的車輪。電力機(jī)車具有功率大、熱效率高、速度快、過(guò)載能力強(qiáng)和運(yùn)行可靠等主要優(yōu)點(diǎn)，而且不污染環(huán)境，特別適用于運(yùn)輸繁忙的鐵路干線和隧道多，坡度大的山區(qū)鐵路。

電力機(jī)車是從接觸網(wǎng)上獲取電能的，接觸網(wǎng)供給電力機(jī)車的電流有直流和交流兩種。由于電流制不同，所用的電力機(jī)車也不一樣，基本上可以分為直-直流電力機(jī)車、交-直流電力機(jī)車、交-直-交流電力機(jī)車三類。

直流電力機(jī)車 - 特點(diǎn)

直-直流電力機(jī)車采用直流制供電，牽引變電所內(nèi)設(shè)有整流裝置，它將三相交流電變成直流電后，再送到接觸網(wǎng)上。因此，電力機(jī)車可直接從接觸網(wǎng)上取得直流電供給直流串勵(lì)牽引電動(dòng)機(jī)使用，簡(jiǎn)化了機(jī)車上的設(shè)備。傳統(tǒng)的直流電力機(jī)車其供電電流經(jīng)受電弓和調(diào)壓電阻直接進(jìn)入牽引電動(dòng)機(jī)。這種機(jī)車電工設(shè)備少，技術(shù)簡(jiǎn)單;由于采用直流供電，對(duì)電網(wǎng)和沿線沒(méi)有干擾，接觸網(wǎng)電壓低，功率也較小，廣泛用于工礦的運(yùn)輸中。

直流制的缺點(diǎn)是接觸網(wǎng)的電壓低，一般為l500V或3000V，接觸導(dǎo)線要求很粗，要消耗大量的有色金屬，加大了建設(shè)投資。

直流電力機(jī)車 - 結(jié)構(gòu)組成

直流電力機(jī)車(除礦井下的小機(jī)車外)一般由車體和轉(zhuǎn)向架兩部分組成，車體安裝在轉(zhuǎn)向架上。在露天礦區(qū)，為了裝貨方便，接觸網(wǎng)移到路側(cè)，此時(shí)，直流電力機(jī)車除帶有頂部中央的受電弓外，還有旁受電弓。為了近距離瞭望，一般工礦機(jī)車車體的前后端較低，內(nèi)部安裝電工設(shè)備;車體中間較高，并設(shè)有可以兩個(gè)方向運(yùn)行操縱的司機(jī)室。用于地面的大型工礦直流電力機(jī)車，除少數(shù)重型電力機(jī)車外，一般有4～6臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)，功率為1000～2000kW，機(jī)車重約80～160t。用于礦井下的狹軌直流電力機(jī)車，只有1～2臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)，功率小到10kW以下。[

直流電力機(jī)車 - 原理

直流電力機(jī)車一般采用串勵(lì)牽引電動(dòng)機(jī)。這種電動(dòng)機(jī)不僅調(diào)速方便，而且其機(jī)械特性軟，使機(jī)車具有接近恒功率的理想牽引特性。此外，當(dāng)機(jī)車輪對(duì)直徑有差異時(shí)，各電動(dòng)機(jī)之間負(fù)載分配比較均勻;當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí),電動(dòng)機(jī)中電流的沖擊也較小。具有4～8臺(tái)電動(dòng)機(jī)的直流電力機(jī)車在起動(dòng)過(guò)程中，為減少起動(dòng)電阻中的能耗，電動(dòng)機(jī)為串-并聯(lián)換接。如四軸機(jī)車首先全部四臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，然后改為兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)串聯(lián)后再并聯(lián)。多數(shù)直流電力機(jī)車具有電氣制動(dòng)性能。這時(shí)的牽引電動(dòng)機(jī)變?yōu)橹绷靼l(fā)電機(jī)運(yùn)行，把機(jī)車的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽脑陔娮柚谢蚍答伝仉娋W(wǎng)。近代的直流電力機(jī)車，已逐步采用直流斬波器代替啟動(dòng)電阻調(diào)壓。斬波調(diào)壓可達(dá)到節(jié)能、改善牽引性能、降低啟動(dòng)電流和網(wǎng)壓降落、減少維修、消除復(fù)雜的串-并聯(lián)切換的目的。機(jī)車上用的直流斬波器由電力電子器件構(gòu)成，串入牽引電動(dòng)機(jī)的電樞電路。改變斬波器中晶閘管等電力電子器件的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間的比例(導(dǎo)通比)，即可達(dá)到調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)端電壓大小的目的，并使機(jī)車平滑地調(diào)速而沒(méi)有啟動(dòng)電阻上的能量消耗。

直流電力機(jī)車 - 北京地鐵

主導(dǎo)時(shí)期

20世紀(jì)50年代前，在電力牽引領(lǐng)域中，直流電力機(jī)車占有主導(dǎo)地位。直流車承擔(dān)了20世紀(jì)80、90年代北京市市公共交通運(yùn)輸重要任務(wù)，因沒(méi)有空調(diào)被稱為“悶罐車”。1971年北京地鐵正式接待乘客，截至1999年交流車在1號(hào)線上使用，直流車共運(yùn)送乘客約62億人次。

逐漸被替代

此后因?yàn)橐箅娏恳β什粩嗉哟蠛痛蠊β孰娏ψ兞髌鞯某霈F(xiàn)，除個(gè)別地區(qū)(如蘇聯(lián)一些地區(qū))外，在鐵路干線上的直流電力機(jī)車已被網(wǎng)壓高、功率大的工頻交流電力機(jī)車所取代。由于應(yīng)用交流籠式電動(dòng)機(jī)的一系列優(yōu)點(diǎn)，大型工礦直流電力機(jī)車，也向直流供電下的交流傳動(dòng)方向發(fā)展。

退出北京地鐵

2012年4月12日上午，地鐵1號(hào)線直流車(悶罐車)舉行退役儀式。據(jù)悉，19組114輛直流車今天將全部完成“交班”。自此，北京地鐵將從直流車進(jìn)入全交流車時(shí)代。據(jù)悉，這些退役的直流車有的將進(jìn)行拍賣。