【电力机车知识大全】电力机车的特点 电力火车种类

【电力机车知识大全】电力机车的特点 电力火车种类

电力机车主要优点

1、电力机车具有功率大、速度快、过载能力强、自身负重低、牵引力和加速度大、整备作业时间短、维修量少、能源利用率高、运营费用低、便于实现多机牵引、能采用再生制动以及清洁环保等优点。使用电力机车牵引车列能提高列车运行速度和承载重量，从而大幅度地提高铁路的运输能力和通过能力，特别利于旧铁路的提速。我国的京广、京沪和京九等干线铁路进行电气化升级改造后大面积开行电力机车，有效缩短了列车旅行时间。

2、电力机车清洁环保，运行时不像蒸气机车或柴油机车那样产生废气。供电气化铁路使用的发电厂在采用化石燃料时，均会控制废气排放，除此之外也可使用低污染的风力或水力发电，还能提高热效率。在噪音方面，电力机车在运行时亦比柴油机车安静得多。因此，电力机车十分适用于在城市轨道交通线上运营。

3、在性能上，电力机车不需像蒸汽机车或柴油机车那般自携很重的引擎以及燃料，能减轻自重，因此在加减速和最高速方面均比蒸汽机车和柴油机车优胜，可进一步缩减行车时间，是高速列车、动车组等的第一选择。

电力机车主要缺点

1、电力机车的缺点在于其本身没有动力源，电能来自外部的电缆或电轨，如遇自然灾害、战争等不可抗力状况引发断电就无法运行，导致运输瘫痪，甚至可能引起事故。2008年我国华南地区遭遇大面积强降雪，损坏了铁路沿途线上的供电设备，致使多个班次的电力火车停运，造成严重的旅客滞留。混合动力是一种折中方案，即在电力机车上额外配备有应急柴油发电机或增挂柴油发电机车厢，以应付突发的断电状况，但会增加运输成本。

2、电力机车的研制、生产和维修及其所需电气化铁路的建设、运营和维护，都要高昂的费用和高端的技术，导致整条铁路系统的施工难度和养护成本比非电气化铁路的高很多。若在经济贫困、人口稀疏、地势险峻、气候恶劣等环境下修建电气化铁路，将对国家或当地的财政压力和科技水平提出苛刻要求。

3、电力机车依赖电气化铁路，大量的电网电轨设施会存在一定的安全隐患，如果有人肆意闯入铁道或爬上车顶就会诱发触电事故。城市街区中电气化铁路的高压电网如果发生意外坍塌，也易引发触电后果。

因此，电力机车不能全面取代内燃机车。

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电力机车应用领域

城市轨道：地铁、轻轨、单轨、有轨电车、磁悬浮轨道、旅客自动捷运系统等城市轨道交通线上都运营电力列车。

旧线改造：只要经济条件和科技水平许可，各国一般都会尽量将旧铁路电气化升级改造，使电力机车能运作其中。

高速铁路：我国新建的高速铁路、快速铁路、城际铁路、市域铁路等都属于电气化铁路，并广泛运行电力动车组。

电力机车分类

电力机车按使用场合可分为：工矿电力机车和干线电力机车两类。工矿电力机车多采用直流制，功率和速度一般比干线电力机车小，习惯上按机车的粘着重量分级，如150吨，100吨，85吨，70吨，60吨，50吨和更轻的等级。较大吨位机车用于标准轨距线路，较轻型的机车多用于各种窄轨距线路。干线电力机车按用途可分为客运电力机车，货运电力机车，客货两用电力机车和调车电力机车四种。按照电气化铁路采用的电流制来分类，干线电力机车可分为两类。按照动力分配类型可分为传统电力机车和电力动车组。

直流电力机车

装有直流串励牵引电动机的机车，接触网电压为1500伏或3000伏直流电压。直流电力机车的起动和速度调节以往是借助于调节起动电阻和牵引电动机的串联-并联转换来完成的。但这种起动和调速方式不能作到连续平滑地调节速度，而且电能耗损大，线路转换复杂。随着直流斩波技术的发展，逐渐为新的脉冲调压方式所代替。在直流电力机车上通常采用牵引电动机磁场削弱的办法来提高机车速度，增加机车功率。磁场削弱的级数一般为二至三级。

交流电力机车

接触网电压20千伏或25千伏，单相工频为50或60赫。在欧洲少数国家如联邦德国、瑞典、瑞士等国亦有采用单相低频交流制的，此时接触网电压为11～16千伏,单相工频为25赫。交流电力机车根据变流装置和牵引电动机类型，主要有以下三种类型。

①整流器电力机车：又称单相-直流电力机车，是当前应用最广的一种交流电力机车。在整流器电力机车上，接触网上的单相高压交流电首先通过牵引变压器降压，然后通过由硅整流元件或晶闸管组成的整流装置将单相交流电变换为直流电，供给牵引电动机。一般采用脉流串励电动机作为牵引电动机。这种电力机车有变压器和整流装置，因此采用改变变压器副边电压或对整流装置实行相位控制的办法均可改变整流电压，从而达到调节机车速度的目的。改变变压器副边输出电压的方式有两种,即低压侧调压和高压侧调压。中国的“韶山”1型电力机车即属于低压侧调压型。为了防止动轮空转，改善机车的粘着性能，便于牵引和制动两种工况间的相互转换，整流器电力机车也可采用他励牵引电动机，如中国试制的“韶山2”型电力机车和瑞典制造的“Rc”型电力机车即是采用他励牵引电动机。

②单相整流子电动机电力机车:又称直接式交流电力机车，采用单相整流子牵引电动机。接触网上的高压交流电经过变压器降低电压后，就直接供电给牵引电动机。这种机车电气设备简单，但单相整流子电动机的换相条件随交流电频率的增高而恶化，因此多用于单相低频交流制的电气化铁路上。

③交-直-交流电力机车：有时又称为单相-三相电力机车。在这种机车上，接触网上的高压交流电首先通过牵引变压器降压、整流，使中间直流环节保持稳定的直流电压或稳定的直流电流。然后再由逆变电路将中间直流电变换为三相交流电供给三相异步牵引电动机或三相同步牵引电动机。改变逆变装置输出的三相交流电的频率和电压即可调节机车的功率和速度。联邦德国研制成的“E120”型电力机车即为此种机车。