电力火车是什么?
电力火车俗称“电车”,指靠从接触网、第三轨等固定供电设备直接获取电能,通过牵引电动机产生动力的火车。世界上电力火车的使用历史比内燃火车更为久远,世界上第一条电气化客运铁路于1896年在德国建成。
电力火车的最大优点是不携带燃料,因此不存在排烟,对运行区间的环境破坏很小。同时,牵引电动机功率大,能够提供很高的加速度,特别适合客运和矿石、煤炭等大宗货物运输。电力火车的缺点也很突出,主要是铁路牵引供电系统建设和维护成本很高。另外,由于铁路牵引供电系统的输出电压很高,在电气化铁路区段,一旦发生高压电意外进入其他系统,容易发生严重的次生灾难性事故。
现代电力机车
电力机车牵引系统和辅助系统由主变压器分别供电。在机车起动或低速运行时,变压器一次边通过晶闸管整流器来调节牵引电压。此外,为防止出现环流,设置了扼流变压器。电力机车走行部转向架采用轴悬式电机悬挂装置。机车的制动采用电气制动与再生制动的混合制动系统,在再生制动系统中,电流流经制动电阻器后向牵引供电系统回馈电能。
现代电动车组
由带有自载式牵引动力的拖车和无动力的拖车构成的固定编组的电动车组,主要用于客运;有的拖车仅用作座席和卧铺车厢,有的则兼作动力车。电动车组的优点是车速高,具有良好的乘座舒适性。
电动车组的走行部均用转向架支承。牵引电动机、变流器和变压器布置于车厢之下。车顶上布置着受流装置。制动系统通常由电气制动与空气制动组成。
电动车组的动力分散布置,可将牵引力平均地分配于多个轴上,所以可以传递大牵引力;与同轴数的电力机车牵引客车相比,单位轴重大、全长短、惯性小。因此,电动车组起动快,能作大加速和大减速;可在运行较小的曲线半径;在高速通过接触网锚段关节时,运行品质好。
现代电动车组采用电气和空气制动配合,能充分发挥电气制动的优点,缩短制动距离,并可减轻制动系统的磨耗。电动车组具有如下缺点:由于转向架上装载着牵引电动机和制动装置,所以拖车的固定间隔较小,影响了车厢内的有效面积;在发生事故时,由于车上有高压电路和电气设备,所以对人员的安全有危险性。
电动机车的牵引动力设备安装在机车上,由受电弓从接触网接收电能,或受电轨从第三导线接收电能,经过电气控制和调节系统调整后供给牵引电动机。牵引电动机将电能转变为机械能,通过传动装置驱动车轮。制动装置用以实现减速和停车。走行部分由转向架支承,轴重一般为20吨或23吨,货运电力机车可达25吨。电力机车还设有冷却通风、加热和照明设备以及隔音、减振装置。机车的控制与调节包括换向、制动、调速及电路、磁场、电压和电流的调节。电力机车还备有自动重联控制、无线遥控和调度电话等设备。