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1、简介1879年出世的世界第一台 电力机车，是利用两条铁轨之间的第三条轨将电力引 进机车里的。这种供电方式适合于电压和功率都比较低的情况。随着电力机车的发展，要使它跑得快，运载量大，就得提高电力机车供电系统的 电压和功率，因而需要使用高压输电线和变电装置。在这种情况下，就不能再使用设 在地面上的第三条轨供电的方式了，因为这既不安全，又给使用带来不便。1881 年，德国试验成功一种适合以高压输电线供电的电力机车新的供电系统， 叫做“高架接触网 ”供电系统， 也就是将电力机车的供电线路由地面转向空中。 实际上， 这种供电系统和现在城市中的有轨电车相似，在车顶上装着一条“长辫子 ”。它与以前使用蓄电池
2、的电动机车的主要不同在于，它自身不带电源，由电厂供电，所以机车的 结构比较简单，但需要一套供电设备。这种装有 “长辫子”的火车，依靠装在车顶上的受电弓子把电力从架在空中的电线 上引到机车里。高压输电线送来的电是高达 110 千伏的三相交流电， 必须经过牵引变 电所变成 25 千伏的单相交流电，方能供机车使用。因此，在电力机车行驶的铁道沿 线上，每隔 50 公里左右设一个牵引变电所。变电所的电又被送到邻近的沿线接触网 上，通过机车上的受电弓将交流电引到机车的整流器上，把交流电变成直流电，使直 流电动机旋转，再经过一套传动装置，带动车轮转动，机车就会跑动起来。电力机车虽然问世较早， 但直到 20
3、世纪 60 年代才开始受到人们的重视， 被大量 普遍地使用起来，已成为铁路机车家族中的佼佼者。人们将电力机车称为神通广大的 “火车头 ”，就是因为它比蒸汽机车有着以下独特 的优点：一是它的马力大，拉得多、跑得快、爬坡的劲头足。例如，我国在 50 年代末期 修筑的第一条电气化铁路 宝 （鸡）成（都）铁路，就充分发挥了电力机车的优 越性。从宝鸡到成都，第一道关口就是要翻越气势雄伟的秦岭。过去用 3 台蒸汽机车 拉一列 950 吨货车上秦岭时，像老牛拉车每小时才行走 18 公里。蒸汽机车下坡时是 靠闸瓦制动的，而闸瓦因摩擦就会变热，如果不及时冷却就难以将机车制动住。为了 保证行车的安全，蒸汽机车的下
4、坡速度比爬还慢，有时甚至走走停停，以便使受热的 闸瓦有足够的时间冷却。后来用 3 台电力机车取代同样数量的蒸汽机车，就能拉着 2 400 吨的货物，以时速 50 公里快速上坡，比蒸汽机车在运货量和速度上都提高了近 两倍。电力机车下坡时，采用电阻制动，使列车能以每小时 40 公里的速度下坡，既 快速又安全。二是电力机车用的是 “干净”的电能，它不冒黑烟、扬灰渣，因而不会污染环境。 即便是通过几公里长的隧道，旅客也不必担心浓烟和废气熏人，也不会被讨厌的煤灰 渣迷住眼睛或弄脏衣服。机车驾驶人员也能在宽敞明亮的司机室进行操作。三是电力机车操作简便，出车前的准备时间短，不像蒸汽机车那样，既要装煤， 又要
5、加水，也不像内燃机车需要加油。无论是在缺水的沙漠地带，或是在冰天雪地的 寒冷地区，只要有电力供应，电力机车就能牵引列车昼夜行驶。四是电力机车使用的是电能，既可由煤炭、石油来发电，也可由水力、核能、天 然气、地热、太阳能等发电，能量来源比蒸汽机车和内燃机车丰富，而且效率高。蒸 汽机车的热效率只有 7%；内燃机车的热效率较高，也仅为 28% ；而采用火力发电的 电力机车，其效率可达30%，若以水力发电时，热效率高达 60%70%。本世纪 50 年代，由于石油得到大量开采，价格低廉，所以世界各国郡在研制和 使用内燃机车，而把电子机车放在次要地位。但是，在石油生产国提高石油价格，发 生了世界性的石油危
6、机之后，人们又把注意力转向了电力机车，从而促进了电力机车 的迅速发展。当时欧洲各国的电力机车的发展较快，如瑞士、荷兰等国研制的电力机车和供城 市交通使用的有轨电车。日本制成了一种交直流两用电力机车，使用更为方便。我国对电力机车使用很重视，除了建成宝成路电气化线路外，又修建了多条电气 化线路，大大提高了机车的运载量。与此同时，我国还研制成了“韶山”型电力机车，也投入使用。电力机车除了在铁路和城市地面交通（即有轨电车）使用外，还多用于城市中地 铁，如意大利米兰市地铁、我国北京地铁用的电力机车等。现在的北京地铁电力机车 上的“长辫子 ”已经不见了。这是怎么回事呢？原来，它是将 “长辫子 ”从车顶上移
7、到铁 轨旁边的路基上。这样，架设和检修都很方便，但路轨附近有触电的危险，所以严禁 乘客跳下站台，以保证人身安全。目前，有的国家已制成了具有万匹马力的电力机车，使火车的速度超过了每小时 200 公里。还有的在研制 14000 马力的大功率电力机车， 将会使火车的速度得到进一 步提高。看来，电力机车将有着美好的发展前景。二、交直流电传动机车动作原理机车蓄电池供 96V 启动， 80KW 启动发电机。启动发电机发动机车柴油机，柴油 机运转带动同步主发电机运行， 45KW 的感应子励磁机通过整流输出直流电给同步主 发电机转子励磁，主发电机正常发电，（当柴油机运转后 启动发电机转成他励发电 机运行发出 110V 恒定直流电，供给空压机以及一些机车辅助设备，另外再给机车蓄 电池充电），同步主发电机发出三相交流电， 经过主整流柜， 供给六台直流牵引电机， 最后，机车启动。三、电力机车结构原理 电力机车是从接触网获取电能，再利用牵引电机驱动的机车，是非自带能源式的机车。
