和諧3型電力機(jī)車.doc

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HXD3型電力機(jī)車（“和諧”電3型），最初曾稱SSJ3型、DJ3和神龍1型，是中國(guó)鐵路的干線貨運(yùn)用電力機(jī)車車型之一，是“和諧型”大功率交流電力機(jī)車系列其中一型。 目錄 [隱藏] 1概要 o 1.1SSJ3型機(jī)車 o 1.2HXD3型機(jī)車 2技術(shù)特點(diǎn) o 2.1機(jī)車微機(jī)控制功能 o 2.2機(jī)車動(dòng)力學(xué)性能 3主要結(jié)構(gòu)尺寸 4機(jī)車主要技術(shù)性能指標(biāo) o 4.1工作電源 o 4.2牽引性能參數(shù) o 4.3動(dòng)力制動(dòng)性能參數(shù) 5機(jī)車總體結(jié)構(gòu)/布置 o 5.1機(jī)車設(shè)備布置 o 5.2司機(jī)室設(shè)備布置 o 5.3車頂設(shè)備布置 o 5.4機(jī)車?yán)鋮s系統(tǒng) 6機(jī)車主要部件介紹 o 6.1真空斷路器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn) o 6.2牽引電動(dòng)機(jī) o 6.3受電弓 o 6.4驅(qū)動(dòng)裝置 o 6.5制動(dòng)系統(tǒng) o 6.6主變壓器特點(diǎn) o 6.7變流裝置 o 6.8復(fù)合冷卻器 7車輛配屬 8發(fā)現(xiàn)問題 9事故記錄 10其他 11同級(jí)產(chǎn)品 12參考資料 13外部鏈接 [編輯]概要 在2006年“和諧型”系列交流電力機(jī)車投產(chǎn)以前，中國(guó)鐵路普遍缺乏大功率電力機(jī)車，當(dāng)時(shí)只有韶山4型重聯(lián)直流電力機(jī)車能達(dá)到總功率6400千瓦（2 3200千瓦）。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)，鐵路貨運(yùn)需求也隨之增加，在2002年，時(shí)任鐵道部副部長(zhǎng)劉志軍提出鐵路“跨越式”發(fā)展大綱，其中一項(xiàng)是實(shí)現(xiàn)技術(shù)裝備現(xiàn)代化，對(duì)重載貨運(yùn)機(jī)車技術(shù)進(jìn)行整體引進(jìn)；并向貨運(yùn)重載化發(fā)展，提高列車牽引重量（牽引定額5,000噸以上），以求保持鐵路在貨物運(yùn)輸市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)。鐵道部的《鐵路機(jī)車車輛工業(yè)科技發(fā)展“十五”計(jì)劃綱要》中明確指出，第十個(gè)五年計(jì)劃期間，要研制最高速度120km/h的貨運(yùn)用電力機(jī)車，并采用國(guó)外流行的交流電傳動(dòng)技術(shù)，提升國(guó)產(chǎn)機(jī)車的設(shè)計(jì)制造水平。于是鐵道部決定訂購(gòu)能單機(jī)牽引5,000噸級(jí)重載列車的大功率交流電力機(jī)車，以應(yīng)付中國(guó)鐵路貨運(yùn)需求。 [編輯]SSJ3型機(jī)車 大連機(jī)車于2001年起就開發(fā)大功率交流電傳動(dòng)貨運(yùn)電力機(jī)車進(jìn)行研究，2001年6月正式申報(bào)開發(fā)項(xiàng)目并獲鐵道部批準(zhǔn)，最初定型為SSJ3，總體主管設(shè)計(jì)師是劉會(huì)巖[1]。由于當(dāng)時(shí)中國(guó)缺乏制造IGBTVVVF牽引逆變器等技術(shù)，因此大連機(jī)車選擇與日本東芝合作研制新型機(jī)車，并于2002年9月成立合資公司[2]，由東芝提供機(jī)車牽引逆變器及控制系統(tǒng)。 SSJ3型交流電力機(jī)車在研制過程中采用了集成化、模塊化的設(shè)計(jì)，車體采用框架式整體承載結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)化司機(jī)室，車體外觀是在韶山7E型電力機(jī)車基礎(chǔ)上略作調(diào)整。走行部為兩個(gè)三軸轉(zhuǎn)向架，軸式Co-Co，使用東芝的大功率逆變器，六軸每軸裝有一臺(tái)1,200 kW 交流電牽引電動(dòng)機(jī)，整車輸出功率為7,200 kW。技術(shù)上，SSJ3型機(jī)車是中國(guó)鐵路機(jī)車首次采用軸控技術(shù)，而非架控技術(shù)。架控方式即是當(dāng)轉(zhuǎn)向架中有一臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，機(jī)車只能關(guān)閉整個(gè)轉(zhuǎn)向架上的所有牽引電動(dòng)機(jī)，并損失一半牽引力，但采用軸控技術(shù)的機(jī)車在同樣情況下就可以單單關(guān)閉故障電動(dòng)機(jī)，三軸轉(zhuǎn)向架其它未故障的兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)作，機(jī)車牽引力僅損失六分之一[3]。另外其較長(zhǎng)的固定軸距令機(jī)車通過較小曲線半徑線路時(shí)也能發(fā)揮較好的性能。機(jī)車制動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ)制動(dòng)使用盤式制動(dòng)、電制動(dòng)采用再生制動(dòng)。 首臺(tái)原型車編號(hào)SSJ3-0001，于2003年年底完成，2004年4月26日由大連廠下線，并先后前往同蒲鐵路和北京鐵道科學(xué)研究院環(huán)形線進(jìn)行一系列試驗(yàn)[4]，試驗(yàn)于7月4日完成。至2005年5月至6月間，SSJ3-0001車前往遂渝鐵路參與“遂渝線200km/h提速綜合試驗(yàn)”，負(fù)責(zé)貨物列車試驗(yàn)、雙層集裝箱列車試驗(yàn)和5000噸貨物列車制動(dòng)試驗(yàn)，其中試驗(yàn)時(shí)牽引3100噸貨車最高速度達(dá)到136km/h[5]。及后這輛機(jī)車一直待在北京環(huán)鐵，至2008年送回大連廠。 [編輯]HXD3型機(jī)車 2004年6月，鐵道部進(jìn)行“大功率交流傳動(dòng)電力機(jī)車采購(gòu)和技術(shù)引進(jìn)項(xiàng)目”招標(biāo)。同年10月27日，鐵道部與大連機(jī)車簽訂合同，訂購(gòu)60輛新型機(jī)車，新車以試驗(yàn)型SSJ3-0001號(hào)車及日本貨物鐵道使用的EH500型作為技術(shù)平臺(tái)[6]。其中首4輛（30001-30004）整車進(jìn)口，12輛（30005-30016）散件進(jìn)口組裝，東芝提供原裝部件，包括牽引電動(dòng)機(jī)等，由大連機(jī)車組裝；其后44輛通過技術(shù)轉(zhuǎn)讓，由大連機(jī)車廠制造，并進(jìn)行“國(guó)產(chǎn)化”[7]。新車使用東芝提供的TT-78型轉(zhuǎn)向架及4,500 V /900 AIEGT牽引變流器[8]。單機(jī)功率7,200千瓦。網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)可實(shí)現(xiàn)機(jī)車重聯(lián)運(yùn)行，微機(jī)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控以及故障報(bào)警。 用于牽引貨運(yùn)列車的HXD3型機(jī)車 首輛機(jī)車于2006年出廠，編號(hào)DJ3-0001。[9]首輛國(guó)產(chǎn)化機(jī)車于2006年12月8日出廠及交付使用。[10]大連機(jī)車開始交付首批編號(hào)由30017號(hào)車起始的44臺(tái)機(jī)車為“國(guó)產(chǎn)化”車輛，使用國(guó)產(chǎn)異步牽引電動(dòng)機(jī)等部件，指其國(guó)產(chǎn)化比率達(dá)80%以上。首輛機(jī)車出廠曾被改稱為“神龍1型”（SL1），之后不久鐵道部將通過引進(jìn)技術(shù)制造的國(guó)產(chǎn)化大功率機(jī)車統(tǒng)一改稱為“和諧型”，而原來的神龍1型也改稱“和諧型”，編號(hào)改為HXD3xxxx（HXD之后的第一個(gè)數(shù)字是生產(chǎn)廠商代號(hào)：3代表大連機(jī)車）。 2006年，鐵道部追加訂購(gòu)了180臺(tái)HXD3型機(jī)車，其總數(shù)量增至240臺(tái)[10]，當(dāng)中有部份機(jī)車由北京二七機(jī)車廠協(xié)助制造，二七廠制造的首輛該型機(jī)車（編號(hào)HXD30061）于2006年12月28日出廠[11]。 這批180臺(tái)機(jī)車已于2008年4月完成生產(chǎn)。 2008年2月18日，鐵道部再向大連機(jī)車增購(gòu)400臺(tái)HXD3（HXD30241-HXD30640），總值近60億元人民幣[12]。于同年8月起陸續(xù)交付。第500輛HXD3型機(jī)車于2009年4月完成[13]。這批機(jī)車全部于2009年交付完畢。 由于大連機(jī)車需同時(shí)應(yīng)付HXN3型內(nèi)燃機(jī)車和HXD3B型電力機(jī)車的研制和生產(chǎn)，生產(chǎn)能力緊張，而大同電力機(jī)車的HXD2型電力機(jī)車的生產(chǎn)任務(wù)在2008年12月15日完成，因此部分HXD3型機(jī)車的生產(chǎn)任務(wù)將交給大同廠負(fù)責(zé)。大同廠生產(chǎn)的首臺(tái)HXD3型機(jī)車（HXD38001）在2009年7月底下線。 2009年10月，另外400臺(tái)訂單，從09年10月到10年6月期間交付。 2010年7月，大同機(jī)車（220臺(tái)）和大連機(jī)車（390臺(tái)），2011年7月以前交付完畢。據(jù)報(bào)道，大連機(jī)車的訂單中有350臺(tái)為HXD3C。 [編輯]技術(shù)特點(diǎn) HXD3型機(jī)車的轉(zhuǎn)向架 軸式為C0-C0，電傳動(dòng)系統(tǒng)為交直交傳動(dòng)，采用IGBT水冷變流機(jī)組，1250kW大轉(zhuǎn)矩異步牽引電動(dòng)機(jī)，具有起動(dòng)（持續(xù)）牽引力大、恒功率速度范圍寬、粘著性能好、功率因數(shù)高等特點(diǎn)。輔助電氣系統(tǒng)采用2組輔助變流器，能分別提供VVVF和CVCF三相輔助電源，對(duì)輔助機(jī)組進(jìn)行分類供電。該系統(tǒng)冗余性強(qiáng)，一組輔助變流器故障后可以由另一組輔助變流器對(duì)全部輔助機(jī)組供電。采用微機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了邏輯控制、自診斷功能，而且實(shí)現(xiàn)了機(jī)車的網(wǎng)絡(luò)重聯(lián)功能?？傮w設(shè)計(jì)采用高度集成化、模塊化的設(shè)計(jì)思路，電氣屏柜和各種輔助機(jī)組分功能斜對(duì)稱布置在中間走廊的兩側(cè)；采用了規(guī)范化司機(jī)室，有利于機(jī)車的安全運(yùn)行。車體的主要作用是承受上部載荷和傳遞機(jī)車牽引力；同時(shí)車體又是機(jī)車各動(dòng)力機(jī)組和設(shè)備的安裝基礎(chǔ)；并要為乘務(wù)人員提供工作場(chǎng)所，因此，要求為乘務(wù)員提供良好的工作環(huán)境的同時(shí)，更為重要的是要求車體鋼結(jié)構(gòu)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。采用帶有中梁的、整體承載的框架式車體結(jié)構(gòu)，有利于提高車體的強(qiáng)度和剛度。轉(zhuǎn)向架采用滾動(dòng)抱軸承半懸掛結(jié)構(gòu)，二系采用高圓螺旋彈簧；采用整體軸箱、推挽式低位牽引桿等技術(shù)。采用下懸式安裝方式的一體化多繞組（全去耦）變壓器，具有高阻抗、重量輕等特點(diǎn)，并采用強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)風(fēng)冷技術(shù)。采用獨(dú)立通風(fēng)冷卻技術(shù)。牽引電機(jī)采用由頂蓋百葉窗進(jìn)風(fēng)獨(dú)立通風(fēng)冷卻方式；主變流器水冷和主變壓器油冷采用水、油復(fù)合式鋁板冷卻器，由車頂直接進(jìn)風(fēng)冷卻；輔助變流器也采用車外進(jìn)風(fēng)冷卻的方式；另外還考慮了司機(jī)室的換氣和機(jī)械間的微正壓。采用了集成化氣路的空氣制動(dòng)系統(tǒng)，具有空電制動(dòng)功能。機(jī)械制動(dòng)采用輪盤制動(dòng)。采用了新型的模式空氣干燥器，有利于壓縮空氣的干燥，減少制動(dòng)系統(tǒng)閥件的故障率。 [編輯]機(jī)車微機(jī)控制功能 機(jī)車預(yù)備的順序邏輯綜合控制 機(jī)車牽引力和制動(dòng)力控制 機(jī)車空電聯(lián)合制動(dòng)控制 機(jī)車主、輔電路過流、過壓、欠壓、接地等保護(hù)控制 機(jī)車空轉(zhuǎn)/滑行保護(hù)控制 機(jī)車重聯(lián)控制 機(jī)車軸重轉(zhuǎn)移補(bǔ)償控制 機(jī)車定速控制 停車狀態(tài)下，微機(jī)控制系統(tǒng)自診斷功能 行駛過程中對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)診斷功能 故障信息的記錄、保存和顯示功能 故障記錄的轉(zhuǎn)儲(chǔ)功能 [編輯]機(jī)車動(dòng)力學(xué)性能 機(jī)車能以5km/h速度安全通過半徑為125m的曲線，并應(yīng)能在半徑250m的曲線上進(jìn)行正常摘掛作業(yè)。 機(jī)車單機(jī)以120km/h速度于平直道上施行緊急空氣制動(dòng)時(shí)，最大制動(dòng)距離 ≤800m（23t軸重）/≤900m（25t軸重） [編輯]主要結(jié)構(gòu)尺寸 軌距：1435 mm 軸式：Co-Co 機(jī)車總重：138t% t （23t軸重）/150t% t （25t軸重） 軸重：23+2 t 機(jī)車前、后車鉤中心距：20846 mm 車體底架長(zhǎng)度：19630 mm 車體寬度：3100 mm 車體高度：4100 mm（新輪） 機(jī)車全軸距：14700 mm 轉(zhuǎn)向架固定軸距：2250+2000 mm 車輪直徑：1250 mm（新輪）/1200 mm（半磨耗）/1150 mm（全磨耗） 受電弓落下時(shí)，滑板頂面距軌面高度：477530 mm 受電弓滑板距軌面的工作范圍：5200～6500 mm 車鉤中心線距軌面高度（新輪）：88010 mm 排障器距軌面高度：11010 mm [編輯]機(jī)車主要技術(shù)性能指標(biāo) [編輯]工作電源 電流制：?jiǎn)蜗嘟涣?0Hz 額定電壓：25kV 在22.5kV～31kV之間時(shí)，機(jī)車能發(fā)揮額定功率，在22.5kV～17.5kV和17.5kV～17.2kV范圍內(nèi)機(jī)車功率按不同斜率線性下降，在17.2kV時(shí)功率為零；在31kV～31.3kV范圍內(nèi)機(jī)車功率線性下降至零。 [編輯]牽引性能參數(shù) 電傳動(dòng)方式：交－直－交傳動(dòng) 持續(xù)功率：7200kW 機(jī)車速度： 持續(xù)速度：70km/h（23t軸重）/65km/h（25t軸重） 最高速度：120km/h 起動(dòng)牽引力：520kN（23t軸重）/570 kN（25t軸重） 持續(xù)牽引力（半磨耗輪）：370kN（23t軸重）/400 kN（25t軸重） 恒功率速度范圍：65km/h～120km/h（25t軸重）/70km/h～120km/h（23t軸重） [編輯]動(dòng)力制動(dòng)性能參數(shù) 電制動(dòng)方式：再生制動(dòng) 電制動(dòng)功率：7200kW（70km/h～120km/h）（23t軸重）/7200kW（65km/h～120km/h）（25t軸重） 最大電制動(dòng)力：370kN（15km/h～70km/h）（23t軸重）/400kN（15km/h～65km/h）（25t軸重） [編輯]機(jī)車總體結(jié)構(gòu)/布置 [編輯]機(jī)車設(shè)備布置 在機(jī)車的兩端各設(shè)有一個(gè)司機(jī)室，兩個(gè)司機(jī)室的中間是機(jī)械室。在機(jī)械室內(nèi)設(shè)有600mm寬的中央通道，在通道左右兩側(cè)設(shè)有主變流裝置、通風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等設(shè)備。在車體下設(shè)有2臺(tái)3軸的轉(zhuǎn)向架及主變壓器，在頂蓋上設(shè)有高壓電器。車內(nèi)設(shè)備布置以平面斜對(duì)稱布置為主，設(shè)備成套安裝，有利于機(jī)車的重量分配和機(jī)車的制造、檢修和部件的互換等。 [編輯]司機(jī)室設(shè)備布置 司機(jī)室內(nèi)設(shè)有操縱臺(tái)、八燈顯示器、司機(jī)座椅、端子柜、熱水器、緊急放風(fēng)閥、滅火器等設(shè)備。司機(jī)室頂部設(shè)有空調(diào)裝置(冷熱)、風(fēng)扇、頭燈、司機(jī)室照明等設(shè)備。司機(jī)室前窗采用電加熱玻璃，窗外設(shè)有電動(dòng)刮雨器，窗內(nèi)設(shè)有電動(dòng)遮陽簾；側(cè)窗外設(shè)有機(jī)車后視鏡。在操縱臺(tái)上設(shè)有TCMS顯示器、ATP顯示器、壓力組合模塊、司機(jī)控制器、制動(dòng)控制器、扳鍵開關(guān)組、制動(dòng)裝置顯示器、冰箱、暖風(fēng)機(jī)、腳爐和膝爐。 [編輯]車頂設(shè)備布置 車頂設(shè)備配置分布在頂蓋由3個(gè)頂蓋上，1端頂蓋、2端頂蓋配置有受電弓，中央頂蓋上配置有高壓隔離開關(guān)、高壓電壓互感器、真空斷路器、避雷器、接地開關(guān)等高壓電器。 在中央頂蓋上設(shè)有檢修升降口，由此上車頂進(jìn)行檢修和維修作業(yè)。(為確保安全，天窗設(shè)置鑰匙聯(lián)鎖裝置。) [編輯]機(jī)車?yán)鋮s系統(tǒng) 主要包括主變壓器系統(tǒng)冷卻、主變流裝置系統(tǒng)冷卻、牽引電動(dòng)機(jī)冷卻、輔助電源裝置冷卻、空氣壓縮機(jī)的冷卻及包括衛(wèi)生間通風(fēng)及車內(nèi)換氣等。 [編輯]機(jī)車主要部件介紹 [編輯]真空斷路器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn) 真空斷路器以真空作為絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)，利用真空狀態(tài)下的高絕緣強(qiáng)度和電弧高擴(kuò)散能力形成的去游離作用進(jìn)行滅弧的。電弧熄滅后，介質(zhì)強(qiáng)度恢復(fù)速度特別高。 與空氣斷路器相比，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、分?jǐn)嗳萘看蟆?dòng)作速度快、絕緣強(qiáng)度高等諸多優(yōu)點(diǎn)。另外，真空滅弧室不需要檢修，整機(jī)檢修工作量小，維修方便。 [編輯]牽引電動(dòng)機(jī) HXD3型機(jī)車使用六臺(tái)YJ85A型交流電牽引電動(dòng)機(jī)，該型電機(jī)由東芝負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)，永濟(jì)電機(jī)引進(jìn)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，每臺(tái)輸出功率1,200 kW。首批永濟(jì)廠批量生產(chǎn)的YJ85A電動(dòng)機(jī)為數(shù)312臺(tái)，于2006年12月完成交付。 至2007年12月20日，永濟(jì)廠在2007年全年共生產(chǎn)了1158臺(tái)YJ85A型牽引電動(dòng)機(jī)供193輛HXD3機(jī)車使用。由于日本的新型電力機(jī)車主要使用功率較小的牽引電動(dòng)機(jī)，但重量較輕，所以比較不好的鐵路上也可以營(yíng)運(yùn)。在中國(guó)國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品不及進(jìn)口的同級(jí)產(chǎn)品成熟，在運(yùn)用初期曾出現(xiàn)一些問題。 [編輯]受電弓 HXD3型電力機(jī)車所使用的DSA200受電弓改善了國(guó)產(chǎn)自行研發(fā)的受電弓對(duì)電網(wǎng)有磨壞的問題，令受電弓在機(jī)車高速運(yùn)行的情況下運(yùn)作良好。 [編輯]驅(qū)動(dòng)裝置 HXD3型電力機(jī)車均裝配了六組由德國(guó)福伊特提供的SET-553型驅(qū)動(dòng)裝置。2006年，鐵道部向福伊特批出總值1,450萬歐元的合同，訂購(gòu)1,440組驅(qū)動(dòng)裝置，供首240輛機(jī)車使用。其中驅(qū)動(dòng)裝置的從動(dòng)及主動(dòng)齒輪已先后于2007年及2008年實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。 [編輯]制動(dòng)系統(tǒng) HXD3型機(jī)車采用CCB-Ⅱ制動(dòng)機(jī)，是參考國(guó)外機(jī)車仿制的一款空氣制動(dòng)機(jī)。產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到全面國(guó)產(chǎn)化，現(xiàn)在為“和諧”系列電力、內(nèi)燃機(jī)車廣泛采用的一款制動(dòng)機(jī)。 [編輯]主變壓器特點(diǎn) 高壓引線采用法國(guó)NEXANS公司的端子。在低壓套管出線裝置中采用了新型合成樹脂的出線裝置，具有安裝拆卸方便，可靠及使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。 考慮到了機(jī)車的使用環(huán)境，提高了變壓器的抗振性能，所以該變壓器具有抗震、耐久的特點(diǎn)。 溫度計(jì)等需要經(jīng)常檢測(cè)及保養(yǎng)的部件裝配在油箱側(cè)面，以便于進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)、檢查。 將通過強(qiáng)大電流的低壓出線裝置分別安裝在主變流器最近處，使其間連線最短。 [編輯]變流裝置 每臺(tái)機(jī)車裝有兩臺(tái)變流裝置，每臺(tái)變流裝置內(nèi)含有三組牽引變流器和一組輔助變流器，使其結(jié)構(gòu)緊湊，便于設(shè)備安裝。 牽引變流器采用強(qiáng)制循環(huán)水冷方式。這種方式具有冷卻效果好、無污染、重量輕、結(jié)構(gòu)上維修方便等特點(diǎn)。 冷卻液采用亞乙基二醇純水溶液，確保在－40℃時(shí)不凍結(jié)。 另外，牽引變流器的冷卻液和主變壓器（Mtr）的冷卻油經(jīng)過復(fù)合冷卻器循環(huán)，依靠復(fù)合冷卻器風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷。 每組牽引變流器由一個(gè)四象限和一個(gè)逆變器組成。整流器單元使用了模塊化IGBT元件，采用脈寬調(diào)制（PWM）方式、兩點(diǎn)式電壓型，通過高次諧波整流和錯(cuò)開各組控制載波的相位，從而降低高次諧波和提高功率因數(shù)。 逆變器單元同整流器單元一樣使用模塊化IGBT元件、實(shí)現(xiàn)單元的標(biāo)準(zhǔn)化。 通過采用IGBT元件和32bit高速演算控制裝置的配合，采用矢量控制方式，來實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制，達(dá)到快速響應(yīng)，提高粘著利用率和實(shí)現(xiàn)空轉(zhuǎn)滑行保護(hù)控制。 輔助變流器（APU）是輔助電動(dòng)機(jī)供電電路的核心。APU向牽引通風(fēng)機(jī)電機(jī)和壓縮機(jī)電機(jī)等輔助機(jī)器供給三相交流電，具有變壓變頻（VVVF）控制和恒壓恒頻（CVCF）兩種控制方式。兩臺(tái)復(fù)合冷卻器風(fēng)機(jī)和六臺(tái)牽引通風(fēng)機(jī)電機(jī)為了確保適應(yīng)機(jī)車狀況的冷卻風(fēng)量和降低運(yùn)轉(zhuǎn)聲音，按照VVVF控制模式進(jìn)行設(shè)定。 APU通過使用IGBT的PWM整流器單元把從主變壓器三次線圈供電的交流電轉(zhuǎn)換為恒定電壓的直流電，再供給由IGBT構(gòu)成的逆變器單元，通過逆變器轉(zhuǎn)換為三相交流。 輔助變流器（APU）單獨(dú)采用強(qiáng)制風(fēng)冷方式。 機(jī)車共設(shè)有兩套輔助變流器UA11、UA12。在正常情況下輔助變流器UA11、UA12全部工作，基本上以50%的額定容量工作，輔助變流器UA11工作在VVVF方式，輔助變流器UA12工作在CVCF方式，分別為機(jī)車輔助電動(dòng)機(jī)供電。當(dāng)某一套輔助變流器發(fā)生故障時(shí)，不需要切除任何輔助電動(dòng)機(jī)，另一套輔助變流器可以承擔(dān)機(jī)車全部的輔助電動(dòng)機(jī)負(fù)載。此時(shí)，該輔助變流器按照CVCF方式工作，從而確保機(jī)車輔助電動(dòng)機(jī)供電系統(tǒng)的可靠性。 [編輯]復(fù)合冷卻器 復(fù)合冷卻器的型號(hào)為FL220，復(fù)合型全鋁合金板翅式高效冷卻結(jié)構(gòu)，上部為水散熱器，用于冷卻變流器，下部為油散熱器，用于冷卻主變壓器。 全鋁合金板翅式結(jié)構(gòu)的油冷卻器，具有每單位容積的傳熱面積大、性能優(yōu)良、體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn)。 空氣冷卻復(fù)合冷卻器時(shí)，會(huì)在冷卻器芯子的波紋形散熱片上積留灰塵，灰塵過厚將影響散熱效果，因此，在每一次中修時(shí)，均需要清洗冷卻器芯子。 在堵塞嚴(yán)重時(shí)應(yīng)進(jìn)行水洗或用水蒸氣進(jìn)行清洗。 [編輯]車輛配屬 首240輛HXD3型機(jī)車分別配屬上海鐵路局南京東機(jī)務(wù)段（125臺(tái)）及武漢鐵路局江岸機(jī)務(wù)段（115臺(tái)）[14]，2007年4月起投入服務(wù)[15]，成為中國(guó)鐵路第六次大提速中干線貨運(yùn)重載、快捷運(yùn)輸?shù)闹餍碗娏C(jī)車，主要擔(dān)當(dāng)牽引京滬線、京廣線上的5000-5500噸重載貨物列車，并接替了部分由美國(guó)制ND5型柴油機(jī)車牽引的貨運(yùn)車次。 在2008年8月起出廠的第三批新機(jī)車（HXD30241～）中，目前已出廠的大多數(shù)被分配予上海鐵路局南京東機(jī)務(wù)段和北京鐵路局豐臺(tái)機(jī)務(wù)段，少部分配屬于鄭州鐵路局鄭州機(jī)務(wù)段、武漢鐵路局江岸機(jī)務(wù)段和濟(jì)南鐵路局濟(jì)南西機(jī)務(wù)段青島運(yùn)用車間。 2008年12月10日起，上海鐵路局上海機(jī)務(wù)段開始支配少部分南京東機(jī)務(wù)段的HXD3型機(jī)車，擔(dān)當(dāng)部分滬昆鐵路上海南-株洲間的旅客列車機(jī)車交路。 由大同廠制造的首批機(jī)車（HXD38001～）會(huì)于2009年底起配屬濟(jì)南鐵路局。 配屬 數(shù)量 上局寧東段 武局江段 京局豐段 京局石段 濟(jì)局西段 西安局 鄭州局 南昌局 上局滬段 [編輯]發(fā)現(xiàn)問題 在首批HXD3投入服務(wù)初期，有部份機(jī)車曾出現(xiàn)其蓄電池充電電壓過低的問題，其原因包括電池由出廠到裝車之間的庫(kù)存期過長(zhǎng)、充電時(shí)間不足等引致的。另外，機(jī)車運(yùn)行環(huán)境的溫度也會(huì)對(duì)其蓄電池容量有影響。[16] 除此之外，在首57輛服役的機(jī)車中，其中10輛曾發(fā)生牽引電動(dòng)機(jī)電流及電壓過高的問題，其原因?yàn)樵跈C(jī)車制造期間，廠方未正確選擇機(jī)車速度傳感器的接口電路板，使機(jī)車在運(yùn)行期間，其控制板不能測(cè)量當(dāng)前運(yùn)行速度，使?fàn)恳孀兤鞯妮斎腚娏骷半妷撼霈F(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致牽引電動(dòng)機(jī)有機(jī)會(huì)過壓過流。通過改用與傳感器匹配的接口電路板，其問題也得以解決。[15] [編輯]事故記錄 2008年9月3日早上，一輛HXD3型機(jī)車，于行駛京滬線10135次途中突然起火，火警于消防抵達(dá)后20分鐘救熄。[17] 2010年5月23日2時(shí)10分，一輛HXD3型機(jī)車 (編號(hào)HXD3-0199）牽引K859次（上海南－桂林），運(yùn)行至江西省境內(nèi)滬昆鐵路余江至東鄉(xiāng)間（K699＋700米處）發(fā)生意外，機(jī)車及其后九節(jié)車廂出軌，中斷上下行線路行車，多人傷亡，機(jī)車其后報(bào)廢，并被HXD3-8199機(jī)車取代。詳見2010年滬昆鐵路列車脫軌事故。 [編輯]其他 在這款機(jī)車推出之前，大同機(jī)車廠一款名為“天梭”的交流傳動(dòng)客運(yùn)電力機(jī)車，也曾被稱為DJ3。 HXD3“和諧”3型電力機(jī)車 概覽 動(dòng)力種類 電力 設(shè)計(jì) 東芝、大連機(jī)車 生產(chǎn) 東芝、大連機(jī)車、 北京二七軌道交通裝備、 大同電力機(jī)車 型號(hào) SSJ3, DJ3, SL1, HXD3 機(jī)車編號(hào) HXD30001－HXD30890 HXD38001－HXD38150 生產(chǎn)年份 2003年 (SSJ3) 2006年－2009年 (HXD3) 產(chǎn)量 1 (SSJ3) 1040 (HXD3) 主要用戶 中華人民共和國(guó) 運(yùn)用地點(diǎn) 中國(guó)廣泛電氣化鐵路干線 別稱 猴子、電猴、蛋3 技術(shù)數(shù)據(jù) UIC軸式 CoCo 軌距 1,435 mm 轉(zhuǎn)向架 TT-78 軸重 23 t / 25 t 整備重量 138 t / 150 t 受流電壓 交流 25 kV / 50 Hz 傳動(dòng)方式 牽引變流器：東芝 4,500 V 900 AIEGT 驅(qū)動(dòng)裝置：福伊特SET-553 牽引電動(dòng)機(jī) 東芝 SEA-107 /永濟(jì)YJ85A 6 最高速度 136 km/h (試驗(yàn)，SSJ3) 132 km/h (試驗(yàn)，HXD3) 120 km/h (營(yíng)運(yùn)) 牽引功率 7,200 kW 牽引力 520 / 570 kN (起動(dòng)) 370 / 400 kN (持續(xù))