最新HXD1B型电力机车介绍与探析

最新HXD1B型电力机车介绍与探析

王超

王超邮编：100018

[内容摘要]：根据我国电力机车的介绍，针对最近几年问世的HXD1B型机车运行中的一些问题，分析原因并提出相应的对策并有针对性地进行改造。经过实践证明电力机车对现代发展的重要性。

[关键词]：HXD1B型机车介绍问题分析对策重要性

本文主要根据本人学到的知识以及掌握的资料，从电力机车的发展过程和目前最新型HXD1B型电力机车所遇到问题及解决措施进行阐述。

一、电力机车的介绍

1、电力机车的历史沿革

1835年荷兰的斯特拉廷和贝克尔两人就试着制以电池供电的二轴小型铁路车辆。1842年苏格兰人R.戴维森首先造出一台用40组电池供电的重5吨的标准轨距电力机车。由于电动机很原始，机车只能勉强工作。1879年德国人W.von西门子驾驶一辆他设计的小型电力机车，拖着乘坐18人的三辆车，在柏林夏季展览会上表演。机车电源由外部150伏直流发电机供应,通过两轨道中间绝缘的第三轨向机车输电。这是电力机车首次成功的实验。电力机车用于营业是从地下铁道开始的。1890年英国伦敦首先用电力机车在5.6公里长的一段地下铁道上牵引车辆。干线电力机车在1895年应用于美国的巴尔的摩铁路隧道区段，采用675伏直流电，自重97吨,功率1070千瓦。19世纪末，德国对交流电力机车进行了试验,1903年德国三相交流电力机车创造了每小时210.2公里的高速纪录。

中国于1914年在抚顺煤矿使用1500伏直流电力机车。干线铁路电力机车采用单相交流25000伏50赫电流制。1958年制成第一台以引燃管整流的“韶山”型电力机车。1968年改用硅整流器成功,称“韶山1”型，持续功率为3780千瓦。近年来干线电力机车向大功率、高速、耐用方面发展，客运电力机车速度已从每小时160公里增加到200公里，并向250公里迈进。各国制造的电力机车电压制较复杂，不便于国际间铁路联运过轨。近年来国际上已定出几种电力机车用标准电压。直流电压为600伏(非优先选用)、750伏、1500伏和3000伏。单相交流电压6250伏（非优先选用）、工频50或60赫，电压15000伏、工频赫，电压25000伏、工频50或60赫等几种。

2、最新HXD1B型电力机车的介绍

HXD1B型电力机车是大功率交流传动六轴干线货运用电力机车。是中国首三款使用最大功率1,600千瓦交流电牵引电动机的六轴和谐系列电力机车车型之一，主要服务中国华南、中部和东南地区,是“和谐型”大功率交流电力机车系列其中一型主型机车。该型机车由南车株洲电力机车有限公司与德国西门子公司联合研制。HXD1B型六轴电力机车是株洲电力机车在HXD1型电力机车设计制造技术平台的基础上研制的，参考了EG3100型电力机车。车型代号HXD1B（数字是生产厂商代号：1代表株洲电力机车），一般称为和谐1B型电力机车（车辆编HXD1B0xxx）。该型机车采用IGBT牵引变流器，单轴控制技术，单轴交流电牵引电动机最大功率1600kW、总功率9600kW，轴式Co-Co。铁道部于2007年8月与株洲电力机车及西门子签约，采购500辆HXD1B型电力机车，合同总值超过3.34亿欧元。首辆机车于2009年1月16日在株洲厂下线。首批5台HXD1B型电力机车于6月底交付武汉铁路局江岸机务段运用。最近投入在武汉北至郑州北区间承担6000吨货列重载运输的牵引任务。2010年春运期间，配属南局向段HXD1B机车开始投入到京九线运行，担当阜阳北至向塘西间货运列车牵引任务。实现京九线电力换型。目前我国配属有HXD1B型电力机车的机务段为：武局江段、南局向段、郑局郑段。本文主要依据武局江段出现的问题所进行的部分探讨：

二、HXD1B型机车问题分析与对策

1、零位防溜、相位防溜

机车运行中，司机将换向手柄放置“向前或向后”，不再转换手柄，只对功率手柄进行“零位”和“非零位”操作。该机车换向手柄置“零位”时,LKJ记录“零位”；换向手柄不在零位，而功率手柄在“零位”时显示“非零位”。无论司机如何操作主手柄,LKJ均显示“非零位”,没有“零位”显示，手柄防溜频繁动作。

操纵端换向后，LKJ有“向前或向后”记录，到非操纵端检查，前端显示“向前或向后”后端也显示“向前或向后”，非一端显示“向前”，另一端显示“向后”，相位防溜频繁动作。根据铁运【2009】98号文件的相关要求，最终效果显示更改控制电路设计，机车改造后，LKJ没有出现相位防溜、0位防溜问题。

2、网络通信干扰与对策效果

HXD1B型电力机车采用网络控制技术，主要控制模块间通过车辆总线（简称MVB）方式通信。由于受到环境磁场和机车内部电磁场的双重影响，网络通信设备频繁受到干扰，机车运行中经常发生不升弓、高压隔离开关自动断开、主断路器（简称HVB）跳闸、中央控制单元（简称CCU）与牵引控制单元(简称TCU)及制动控制单元（简称CCBⅡ）间无法通信、网络中断牵引单元、逆变器、871代码等等故障。此类故障具有突发性，没有预见性，打乱乘务员的正常工作思路，经常误导乘务员的操纵，影响机车的正常牵引任务。

网络通信接口加装抗干扰器，重新计算网络控制系统的抗干扰系数。调整无电区网压感应的上限值优化TCU和CCU的控制软件，消除机车运行中的通信干扰，提高控制系统的稳定性。

3、自动过分相

机车自动过分相后控制系统瘫痪，机车降弓、HVB跳闸、主逆变器保护,显示牵引单元、变流器故障和过流、过压等故障。

机车控制系统的无电区网压感应电压上限值为10KV/S,实测机车在分相无电区的感应电压在16.5-17.3之间。将HXDIB005、HXDIB082机车的感应电压值调整到16.5KV/S后故障消除。

针对自动过分相产生的问题，实施“人控为主、机控为辅”过渡，增强过分相装置的可靠度；及时监测管理增加地面磁钢的检测功能；增强语音提示功能等显得更为重要。

4、空调器

电力机车司机室没有风扇，乘务员主要靠空调降温，但是空调经常误保护和不制冷。

①冷凝风机频繁过载。空调机组运行时，随着机车运行速度的变化，冷凝风机的工作电流因进风阻力变化而波动。冷凝风机过载整定值为2A,实测值则大于2.2A，在试调整过载整定值后，故障消除。试验证明：因为没有考虑环境和机车运动等因素，冷凝风机过载计算值偏低，导致冷凝风机频繁过载。

②压缩机频繁停机，重启正常。低压压力保护单元采集到压力开关动作信号后锁死故障，压缩机停止工作。断DC24V开关后重启系统复位,故障消除。经过多次调查,原因是控制软件的压力信号采集和执行方式存在问题。而最终解决为：冷凝风机热继电器整定值调整为2.5A。更新空调控制程序，延长低压压力故障信号的滤波时间，避免由于错误信号引起压缩机停机。更改低压压力保护故障的锁死程序，完善故障信号记录功能。

5、水泵、油泵断路器

机车运行中多次发生油泵、水泵的三相断路器（简称TPCB)频繁跳开的现象。结果证明油泵、水泵的TPCB均工作在临界状态,当机车负载发生变化时,断路器保护跳闸。

以上所述现象也要求必须加强乘务员的业务培训、学习并掌握机车的牵引特性和操纵特点，提高乘务员的操控和故障处理能力。

三、结语

随着问题的陆续解决，相信在不久的将来，机车的可靠性和稳定性将大幅提高，对我国的发展将起到更大更有力的促进。

参考文献：

[1].株洲电力机车有限公司.HXD1B型交流传动《电力机车维修手册》.

[2].曾越华.《电力线路抢修应急预案》.