基于自主技術(shù)平臺的系列化大功率交流傳動電力機車研發(fā)及應用
1.技術(shù)內(nèi)容
國民經(jīng)濟的快速發(fā)展、國家科技方針政策和《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》對我國軌道交通裝備現(xiàn)代化提出了更高要求，重載與高速作為現(xiàn)代軌道交通裝備的兩大技術(shù)主流，大功率交流傳動電力機車成為實現(xiàn)重載貨運的必然選擇。由于國內(nèi)現(xiàn)有的重載機車基礎相對薄弱，國外產(chǎn)品技術(shù)封鎖且對國內(nèi)運用條件多樣化不適應，因此從2006年開始，南車株洲電力機車有限公司牽頭，聯(lián)合株洲南車時代電氣股份有限公司、南車株洲電機有限公司等單位，開展了和諧1型八軸9600kW（HXD1）、六軸9600kW（HXD1B）、六軸7200kW（HXD1C）等電力機車產(chǎn)品的研發(fā)，成功構(gòu)建了大功率交流傳動電力機車創(chuàng)新平臺，形成了單軸功率1200kW、1600kW的六軸和八軸系列化產(chǎn)品，目前已有2179臺機車在13個鐵路局（公司）的25個機務段投入運用。
2.主要技術(shù)創(chuàng)新
攻克了交流傳動電力機車系統(tǒng)多學科交叉、界面耦合最優(yōu)化技術(shù)難題，研發(fā)了適用于不同運用環(huán)境條件、不同運用需求的高性能、高效率的系列化大功率交流傳動電力機車產(chǎn)品。創(chuàng)建了包括電網(wǎng)、牽引變壓器、牽引變流器、牽引電機的系統(tǒng)動態(tài)數(shù)學模型，解決了大功率交流傳動牽引系統(tǒng)車網(wǎng)匹配、動態(tài)響應、魯棒性、輪軌粘著利用等世界級共性技術(shù)難題。首創(chuàng)了三向剛度解耦一系、高撓鋼彈簧二系和低位兩節(jié)結(jié)構(gòu)推挽式牽引裝置的最佳匹配技術(shù)，研制了粘著重量利用高、動力學性能優(yōu)的三軸/兩軸轉(zhuǎn)向架。首創(chuàng)了五路縱向力流分散傳遞整體承載式的車體結(jié)構(gòu)技術(shù)、機車沖擊碰撞時三級吸能技術(shù)，研制了高強度、長疲勞壽命、高安全性的電力機車車體。首創(chuàng)了EP閉環(huán)模擬控制、電子分配閥控制和智能化診斷等技術(shù)，研制了基于分布式網(wǎng)絡架構(gòu)的微機控制機車制動系統(tǒng)。
3.授權(quán)專利
本成果已形成專利88項，其中：發(fā)明專利23項，實用新型專利65項；軟件著作權(quán)4項，專著1項，論文73篇。
4.技術(shù)經(jīng)濟指標
截止2013年12月，南車株洲電力機車有限公司累計銷售大功率交流傳動大力機車2179臺，其中HXD1型機車323臺、HXD1B型機車650臺、HXD1C型機車1206臺。2011年1月至2013年12月，南車株洲電力機車有限公司共計銷售大功率交流傳動大力機車670臺，實現(xiàn)銷售收入1933983.08萬元，產(chǎn)生利潤307013.03萬元，上繳各項稅費達到67772.58萬元。
5.應用推廣及效益
目前，系列化大功率交流傳動HXD1、HXD1B、HXD1C等電力機車均已成為我國鐵路牽引的主力機型，現(xiàn)有2179臺機車在13個鐵路局（公司）的25個機務段投入運用。最先配屬的武漢鐵路局、鄭州鐵路局、蘭州鐵路局、廣州鐵路（集團）公司等已累計完成貨物運量281351356.1萬噸公里，創(chuàng)造經(jīng)濟效益2171.08億元。
同時，機車制造技術(shù)的平移促進了國內(nèi)其它軌道交通裝備企業(yè)的技術(shù)升級，通過項目構(gòu)建的完整的供應商體系提高了配件和材料供應商的配套能力，拉動了軌道交通裝備相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
HXD1機車擔當單機萬噸運輸
HXD1B機車單軸功率世界最大，在中東部地區(qū)可以重載高速運行
HXD1C機車及其衍生產(chǎn)品適用于中國絕大部分地區(qū)的重載運輸，世界唯一能夠在4000m高海拔運用
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