韶山 7 型电力机车 (SS7)是中国铁路的电力机车车型之一,是根据山区小半径曲线区段电气化铁路而研制的客、货运两用干线电力机车,由大同机车厂、株洲电力机车研究所于 1992 年研制成功, 1996 年投入批量生产,累计生产了 113 台韶山 7 型电力机车消化吸收了进口 8K、 6K 型电力机车的先进技术,应用了 Bo-Bo-Bo 轴式转向架、两段相控整流桥电路、复励牵引电动机、再生制动、功率因数补偿等技术目录[隐藏] 1 发展历史o 1.1 背景o 1.2 研制o 1.3 试验o 1.4 生产及运用 2 技术特点o 2.1 总体布置o 2.2 机车主电路o 2.3 转向架o 2.4 控制系统o 2.5 技术问题 3 机车命名 4 参看 5 参考书目 6 参考文献 7 外部链接[编辑]发展历史[编辑]背景1980 年代末,中国的电气化铁路 大多为山区铁路,例如宝成铁路、成渝铁路、贵昆铁路、石太铁路、鹰厦铁路等,这些铁路不仅弯道较多,且曲线半径小,不少为250~350 米半径的小半径曲线当时国产电力机车车型主要为 韶山 1 型、 韶山 3型电力机车,均采用 Co-Co 轴式,导致轮缘和钢轨磨耗严重;而 Bo-Bo-Bo 轴式与 Co-Co 轴式相比,机车走行部在小半径多弯道的线路上更具有明显的优越性。
为了研制适用于山区小半径曲线区段铁路的电力机车,株洲电力机车研究所于1989 年率先设置了 Bo-Bo-Bo 轴式电力机车走行部的研制课题,对 Bo-Bo-Bo 轴式电力机车的动力学性能、横向稳定性能、粘着重量利用性能进行了理论计算和分析在此基础上,株洲电力机车研究所随后向中华人民共和国铁道部上报有关研制Bo-Bo-Bo 轴式电力机车的建议,并得到大力支持 [1][编辑]研制1990 年 5 月,铁道部正式下达了韶山 7 型电力机车设计任务书,由大同机车厂、株洲电力机车研究所、成都机车车辆厂等单位共同研制;同年 12 月,铁道部科技司代表国家计委,对韶山 7 型电力机车的技术设计进行了论证和审查,并列入国家重点企业技术开发项目、中国第八个五年计划重点科研项目1991 年 1 月,韶山7 型电力机车通过了技术设计审查;同年 5 月至 8 月又对牵引电动机、转向架等部件进行了设计审查为了令新机车更符合实际需要,铁道部决定分别试制两台样车,在第一台机车的试验过程中收集运用部门的意见,修改设计后再试制第二台机车 [2][编辑]试验首台韶山 7 型电力机车于 1992 年 12 月 30 日出厂,并于 1993 年 3 月至 1994 年12 月间交付成都铁路局马角坝机务段,在 宝成铁路广元至成都区段投入 20 万公里运行考核。
根据首台机车运用中发现的问题,对设计进行了 12 项改进后开始制造第二台机车1994 年 3 月,第二台韶山 7 型电力机车也在马角坝机务段投入了 10万公里运用考核试验 [3]1994 年 12 月,两台机车均已完成运行考核根据铁道部安排,第一台机车返回大同机车厂,对其进行解体检查,证明各主要部件状况良好,并将首台机车按照第二台机车的设计进行了相应的 12 项改进而第二台机车于 1995 年 3 月转赴山西省,在北同蒲铁路大新至宁武区段进行了动力学试验;后转往铁道科学研究院北京环行铁道进行余下的型式试验 [3]1995 年 9 月,韶山 7 型电力机车正式通过部级技术鉴定,并于 1996 年起开始批量生产, 1997 年获铁道部科技进步一等奖和国家科技进步二等奖 [4][编辑]生产及运用配属 数量 机车编号 运用南宁机务段 111 0001~0111 南昆铁路山西孝柳铁路 2 0112~0113 孝柳铁路首批韶山 7 型电力机车于 1996 年 9 月配属成都铁路局成都机务段,同年 10 月 28日投入运用1997 年 12 月,南昆铁路开通运营,韶山 7 型电力机车开始大批配属昆明铁路局昆明机务段和柳州铁路局南宁机务段,同时原配属成都机务段的韶山7 型机车全部调至昆明机务段。
截至 2007 年,大同电力机车厂累计生产了 113 台韶山 7 型电力机车其中五台韶山 7 型电力机车( 0080~0084 )是 韶山 7C 型快速客运电力机车的原型车,由大同机车厂于 1998 年生产虽然仍然沿用韶山 7 型机车的车体结构,但其电机电器、牵引性能以及车身涂装均与韶山 7C 型机车大致相同,构造速度为 120 公里/小时,轴重 22 吨,惟不设机车供电插座该五台机车出厂后,连同首两台韶山 7C 型电力机车样机,配属郑州铁路局西安机务段,于 1998 年 10 月投入陇海铁路进行运行考核,担当西安至宝鸡、西安至郑州的客运牵引任务;至 2001 年后,西安机务段的韶山 7 型、韶山 7C 型电力机车逐步调至安康机务段,投入襄渝铁路、西康铁路运用此外,山西省孝柳铁路公司于 2006 年订购了两台韶山 7 型机车,编号0112 及 0113,于 2007 年 3 月 14 日出厂2007 年 8 月,由昆明机务段调拨 24 台韶山 7 型机车到南宁机务段,由柳州铁路局集中配属,担当南昆铁路跨局货运长交路2009 年,昆明机务段余下的所有韶山 7 型机车全部改配属南宁机务段2011 年,由西安机务段调拨 5 台韶山 7 型机车到南宁机务段;至此,南宁机务段配属韶山 7 型机车 111 台,山西孝柳铁路配属韶山 7 型机车 2 台。
[编辑]技术特点[编辑]总体布置韶山 7 型电力机车是六轴干线客货运通用电力机车车体采用了框架式整体承载结构,总体布置沿用了中国“韶山”系列国产电力机车的传统方式,为双侧走廊、两端司机室;主要电器设备以机车最重设备主变压器为中央,其他设备分平面斜对称布置为主,有利于重量平衡;车顶两端司机室之后各装一台 TSG3 型(仿 8K 型机车受电弓)或 LV-2600III 型(仿 6K 型机车法维莱受电弓)单臂式受电弓;车顶中部装一台主断路器 [2]司机室内设有正副司机操纵台及空调机组等设备,而从 0094号机车以后采用了标准化司机室车内电气设备借鉴了 8K 型机车的布置方式,实现屏柜化、单元化由于韶山 7 型电力机车采用 Bo-Bo-Bo 轴式转向架,使主变压器只能安装在车体内,为了进一步减少所占空间,因此将平波电抗器、功率因数补偿电抗器、高压电流互感器等全部装在变压器内,共用冷却油箱,组成为组合式变压器,并卧放在车体中部通风系统采用车体通风方式,侧墙竖式百叶窗是车内设备通风冷却的进风窗口,经过通风支路向牵引电动机、整流装置、变压器、稳定电阻等设备冷却 [2][编辑]机车主电路韶山 7 型电力机车是交 —直流电传动的单相工频交流电力机车。
接触网导线上的25 千伏单相工频交流电电流,经受电弓进入机车后经过主断路器再进入主变压器,交流电从主变压器的牵引绕组经过晶闸管整流后,向六台分两组并联的牵引电动机集中供应直流电,使牵引电动机产生转矩,将电能转变为机械能,经过齿轮的传递驱动轮对 [2]机车主电路沿用 8K 型机车的晶闸管两段串联相控整流桥调压方式,由一段半控整流桥和一段全控整流桥组成,牵引时实现相控无级调速特性控制,而使用再生制动时全控挢变为逆变装置,半控桥作为励磁电源装置韶山 7 型型电力机车虽然拥有三组转向架,但在主电路中只有两组,中间转向架上的两台牵引电动机分属前后两组,机车牵引时向两组各三台牵引电动机并联供电,有利于充分发挥粘着、防止发生空转;此外,每调压整流电路还有一段励磁半控桥给三台串联的电机他励绕组供电由于韶山 7 型机车采用了复励牵引电机,因此只要平滑减少他励电流,就能够实现无级磁场削弱,并实现机车恒功速度范围达到 44~80 公里/ 小时机车主电路并带有功率因数补偿装置,兼作三次谐波滤波器,通过在主电路中投入或切除电容器来提高机车的功率因数,机车在 50~100%功率范围内功率因数均可大于 0.9,以提高电气化铁路的总效率、减少对无线通信的干扰。
韶山 7 型机车并设有再生制动,制动时可向电网反馈电能,反馈电能约为总消耗电能的 3%,轮周制动功率 4000 千瓦此外,韶山 7 型电力机车并预留了向旅客列车供电功能,在主变压器设置了容量为 800kVA、电压为 1500V×2 的交流供电绕组,但没有可供配套使用的铁路客车,列车供电功能并未开放使用 [2][编辑]转向架机车走行部为三台二轴转向架,所有车轴均为动轴,机车轴式 Bo-Bo-Bo,机车固定轴距较短,曲线通过性能好与传统 Co-Co 轴式机车相比,在小半径弯道线路上运行时,导向轮对作用于钢轨的侧向力下降 30~60%,轮对作用于构架的横向力平均减小 30%,导向外轮的冲角和轮缘磨耗指数分别减少约 20%和 40%,脱轨系数约降低 30%转向架设计借鉴了 6K 型电力机车,采用旁承弹簧承受车体载荷的无摇枕转向架三台转向架各自独立,中间转向架与两端转向架的区别在于增加了横向位移的横动装置,相对于车体有多达 220 毫米的横向偏移量,取消了停车制动装置,二系悬挂静挠度稍大,因此无法与两端转向架互换使用 [2]韶山 7 型机车并沿用了 6K 型机车的 Z 型低牵引拉杆牵引装置,车体上有六个牵引拉杆座,通过六根牵引拉杆分别与三台转向架呈“Z”形联接,两端转向架牵引点交于轨面以下 10 毫米,并能够灵活调节,有利于通过曲线和减少轴重转移,辅之以电气轴重转移补偿,能获得较高的粘着性能。
一系悬挂采用轴箱螺旋弹簧和橡胶垫加油压减震器的独立悬挂结构;二系悬挂采用螺旋弹簧系统、橡胶元件和油压减震器的组合,中间转向架并设有滚子轴承基础制动装置采用双侧制动独立单元制动器转向架并设有储能停车制动器、轮缘喷油器等 [2]每台转向架装有两台由永济电机制造的 ZD111 型复励脉流牵引电动机,为六极、中电压、带有补偿绕组、全 H 级绝缘、全叠片机座的脉流电动机,持续功率 800千瓦复励电机具有他励绕组,牵引工况下空转时,不会失去他励磁场,因此再粘着特性较好牵引电机采用滚动轴承抱轴悬挂结构、单边直齿传动[编辑]控制系统韶山 7 型电力机车采用标准电子控制装置,具有恒流起动及准恒速运行特性控制、粘着特性限制、恒功限压、轴重转移电气补偿等功能在机车起动时按恒流方式起动,待进入特性曲线的斜线段后按调速手轮所指定的速度范围内准恒速运行;而在制动时机车也具有同样的限流准恒速控制特性韶山 7 型机车并设有微机防空转系统,以一个 16 位英特尔 8098 微控制器为控制核心,通过检测轮周速度差异进行电机减载、自动撤砂来校正牵引力,防止轮轨擦伤 [2][编辑]技术问题主变压器漏油是韶山 7 型电力机车的常见故障之一,主要原因包括,变压器油箱、储油柜及散热器等组件焊接质量不良;主变压器和变风机连接处出现裂纹导致变压器箱体漏油;以及密封件老化或质量不过关造成变压器密封失效。
韶山 7 型 0017号机车曾经发生主变压器漏油而导致机车烧毁,事故后由大同机车厂重新制造了一台韶山 7 型机车作为替代,沿用相同车号韶山 7 型电力机车投入运用初期其整流柜经常发生故障,硅机组元件击穿时有发生,由于无法自动切除故障支路或故障整流桥,而造成硅机组大面积烧损,仅 2003 年5 月至 10 月间便有 14 台韶山 7 型机车出现问题 [5]为此大同机车厂修改设计,为所有韶山 7 型机车硅机组阀侧增加了快速熔断器,以自动隔离击穿硅元件的整流桥,防止故障扩大但改造实施后,机车又频繁发生快速熔断器爆炸喷弧的情况,甚至在硅元件正常情况下也时有发生,主要原因的快速熔断器检测不足 [6]韶山 7 型韶山 7 型 0076 号机车在南昆铁路石林站概览类型 电力机车原产国 中国生产 大同机车厂型号 SS7机车编号 0001~0113生产年份 1992 年— 2006 年产量 113 台主要用户 中华人民共和国铁道部技术数据UIC 轴式 Bo'Bo。