CN1044922A - 电气机车和其装备方法 - Google Patents

Abstract

一种电气机车，装在电气机车车体内的电气设备被分配至电源块和有关控制的设备块中，涉及电源的电气设备集中装配在电源块中形成一个单元，涉及制动控制的电气设备集中装配在有关控制的设备块中，以形成一个或多个单元，各块单个地装在车体上。

Description

本发明涉及一种电气机车和其装备方法。

在如日本专利公开号87-131862中所述的一种常规的电气机车中的电气设备，是按照电流在电气机车车体的行进方向上的流动，同时考虑安装与接线而排列的。

在上述常规的结构中，各个电气设备单个地安装在车体上，这样，安装每个电气设备到车体上和各个电气设备的接线所需的在每个电气设备周围的工作空间必须予以保证。因此，为把电气设备装入车体所需的空间增加的了，且车体不得不加长。又，用于在各个电气设备之间进行电气连接的导线不能缩短，因此，导线重量的减轻和导线电阻的降低都受到限制。另外，不同的电气设备在坚固性和车体运行时引起的震动情况方面自然是不同的，故不得不使用能允许在其间作相对移动的柔性导线或类似物来连接各个电气设备，并需要定期地检查接头的松动等情况和维修（例如更换损坏的导线等）。

本发明的目的是提供一种电气机车，其中，在车体内安装电气设备所需的空间可以减小，并且在电气上连接各个电气设备所需的导线的长度可以缩短。

本发明的另一个目的是提供一种装备电气机车的方法，在这种方法中，电气设备的安装能容易地完成。

简要地说，本发明的电气机车的特征在于把要安装在电气机车车体内的电气设备分配至电源块和一个或多个有关控制的设备块中，涉及电源的电气设备集中装配在电源块中并形成一个单元，涉及制动控制的电气设备集中装配在有关控制的设备块中并形成一个或多个单元，各块单个地安装在车体上。

在每个块中的电气设备集中装配成一个单元，这样，使每个块中的电气设备所占用的空间可大大减小，并且在不扩大车体的同时，可在每个块的周围留出充足的工作空间。集中装配的电气设备互相之间能够用较短的电导体或导线进行电气连接。

此外，电气设备可以在车体外装入每个块中，同时在每个块中的各电气设备之间接上线。因此，装配工作的容易程度和效率可大大提高。

图1是本发明的电气机车主要部件的示意图。

图2是沿图1中的2-2线的平面图。

图3是部分电气机车的平面图，其中图示了电气设备配置的一种例子。

下面将参照图1、图2所示的实施例详细叙述本发明。

图1、图2图示了一种交直流两用电气机车的例子。

图1、图2所示的电气机车有一对转向架和安装于转向架16A、16B上的车体1。每个转向架16A、16B均包含车轮2和用于驱动车轮2的牵引电动机3。车体1安装有多个被分类后分配到2个或2个以上的块中的电气设备。通过受电弓17A、17B从高架线18取得的电力经电气设备提供给牵引电动机3，以便向车轮提供牵引力。各块之一是电源块4，其余的块是控制器或有关控制的设备块9A、9B。电源块4安装于车体1的纵向上的中央部分，例如，当车体1用两个转向架支撑时，电源块安装于一对转向架16A、16B之间，控制器块9A、9B沿车体1的纵向安装于电源块4的前后两侧。

电源块4由超高压设备的所谓的有关电源的设备5A和5B、变压器6、高速断路器7A和7B、整流器8A和8B等组成。块4有提供电源的功能。

在电源块4两侧的控制器块9A、9B包含控制器10A和10B、制动电阻器11A和11B、三相交流变换器12A和12B等。

图3画出了电源块4和有关控制的设备块9A和9B的更具体的例子。在图3中，电源块4由在电气上和安装于车体1顶上的受电弓17A和17B连接的受电弓隔离开关501A和501B;与受电弓隔离开关501A和501B进行电气连接的、在出故障时切断电源的断路器7;在高架线或受电弓被雷击时允许电流流过轨道而不使高压加至电气设备上的避雷器502;用于将交流20000V到25000V的高架线电压转换到例如约1500V的可控电压的变压器6和用于对交流电进行整流以产生直流电的整流器8A、8B组成。这些电气设备相对于线L作对称排列，该线L垂直于车体1的纵向，且通过块4的中心。每个有关控制的设备块9A、9B由与电源块的整流器8A和8B作电气连接的用于平滑来自电源块的电源的电压、电流的波动的平滑电抗器101A、101B;用于从直流电产生驱动牵引电动机3的三相交流电源的三相交流变换器12A、12B;与平滑电抗器101A、101B作电气连接的、暂时贮存电能以便使控制交流变换器12A、12B变得很方便的滤波电容器102A、102B;与三相交流变换器连接的、在把动能转换成电能而进行电制动时控制电压用的制动轿波器103A、103B和用于把电能转换成热能从而连续消耗能量的制动电阻器11A、11B组成。有关控制的设备块9A和9B相对于电源块4作对称排列。如上所述，每个块9A、9B均有以下功能，即从电源块接收电能、并改变电压、电流、电源频率等，以及控制牵引电动机3的转矩和每分钟的转速以驱动牵引电动机3。

在块4、9A和9B的每个块中的电气设备都相互装配成一个整体，形成一个块或单元，且用铜棒或类似物进行电气连接，以使块4、9A和9B中的每个块在整体上起到电源或控制器的作用。电源块4和控制器块9A和9B通过比铜棒19更柔软的导线或柔性导体13A、13B相连。例如，电源块4的功能是不断地提供电力，该电力是通过受电弓17A、17B，从高架线18作为交流电力或直流电力而供给的，并作为电压恒定的直流电力送至控制器块9A和9B。在这个例子中，因构成主电路和装在电气机车的车体1内的电气设备被安装在车体1上的三个块中，他们可以通过车体1顶部的能打开的部分（图中未画出）带入车体1内，且利用各块之间形成的通道空间安装在车体1上。在设备块安装到车体1上之前，利用块的顶部、底部和两边完成每个块内的接线工作。因此，在每个块里不需要专门的接线空间。在各块4、9A、9B里，电气设备互相靠紧，因此连线的长度和电气设备所在的空间能大大减小。

此外，就各个块4、9A、9B来说，在装入车体1之前，在车体1外，就将电气设备与电气连线一起安装在各自共同的框架内或安装在基座14、15A和15B上。因此在安装时，仅需要把块4、9A、9B放入车体1内即可。所以，由于把电气设备装上车体1的工作是通过把装有电气设备的安装基座14、15A、15B装至车体1内实现的，因此这项工作很容易完成。

在上述例子中，两个控制器块9A、9B被安装在电源块4的两侧，所以电气机车的全部牵引力的一半是通过使两个有关控制的设备块9A、9B之一工作来产生的，且一个或两个有关控制的设备块能按轻负荷运行、重负荷运行或斜坡坡度运行起作用。但有关控制的设备块也能装成一个控制块。

按照本发明，把电气设备装上电气机车的车体所需的安装的工作空间能减小，且安装工作很容易进行。此外，由于工作空间的减小或电气设备之间紧密排列，连线的长度能减小，从而连线电阻和由于发热而引起的能量损耗均下降。

由于不同的电气设备在装配时相互组成为一整体块，因此，车体1运行时产生的震动将只能使它们整体移动，在每个块4、9A、9B内的电气设备接线不需要考虑应允许它们相对移动。因此接线可以使用性能不会恶化的和高刚性的材料，如铜棒。

因为高刚性的材料如铜棒在接线和安装以后不会因震动等而移动，所以不需要提供由于电压差而需要的绝缘用距离或间隙。而且在这种连接方式中，能够提高每个块中的设备的密集度。

Claims (12)

1、一种电气机车，其中从电气机车外取得电力并通过多个装在车体上的电气设备馈送至牵引电动机，由此产生牵引力，其特征在于所述的多个电气设备被分配到电源块和有关控制的设备块中，所述的电源块包括一个或一些涉及电源的所述电气设备，所述的有关控制的设备块具有装成一个单元的其余的电气设备。

2、如权利要求1所述的电气机车，其特征在于所述的电气机车还包括一个有关控制的设备块，所述的两个有关控制的设备块中的每个设备块都安装在所控制的所述的牵引电动机的附近。

3、如权利要求2所述的电气机车，其特征在于所述的有关控制的设备块和所述的电源块在车体行进方向上排成一列，以致所述的有关控制的设备块分别位于电源块的前后两侧。

4、如权利要求3所述的电气机车，其特征在于所述的电源块和所述的有关控制的设备块有基座，所述的电气设备分别安装在所述的基座上，所述的基座安装于车体上，以便在所述的相邻基座之间留有足够的工作空间。

5、如权利要求4所述的电气机车，其特征在于在每个所述的有关控制的设备块和所述的电源块中，所述的电气设备相互在机械上和电气上连接成一个单元。

6、如权利要求4所述的电气机车，其特征在于所述的每个块中的所述电气设备通过棒形导体或柔性导体进行电气连接。

7、一种电气机车，其中通过装在所述的电气机车的车体外的受电弓从高架线上取得电力，并馈送至驱动车轮的牵引电动机，从而产生使机车运行的牵引力，其特征在于所述的电气设备按照功能分类入多个块中，每个所述块都有可完成相同功能的电气设备，并互相在机械上和电气上连接成一个单元，每个所述块单个地安装在车体上。

8、如权利要求7所述的电气机车，其特征在于所述块之一具有电源功能，其余的块具有控制功能。

9、如权利要求8所述的电气机车，其特征在于所述的每个块中有一块基板，在所述的基板上安装有以相邻关系联接在一起的所述的电气设备，所述基板安装在车体上，其周围留有足够的工作空间。

10、一种为电气机车装备电气设备的方法，通过该电气设备从车体外的电线取得电力，并馈送至牵引电动机以产生牵引力，其特征在于装备的步骤是：

把所述的电气设备进行分类归于电源块和有关控制的设备块;

把每个所述块中的所述的各电气设备在机械上和电气上连接起来以形成一单个的块;

把所述的块安装在所述的车体上，并在所述块之间留有足够的工作空间;

在所述的各块之间进行接线。

11、如权利要求10所述的方法，其特征在于在所述的每个块中的电气设备被安装在基板上，所述的基板则安装在所述的车体上。

12、如权利要求11所述的方法，其特征在于所述每个块中的电气设备在车体外进行装配，将装配好的块带入所述车体中并安装于车体上。