電氣機車和其裝備方法
2023-08-07 08:19:51 2
專利名稱：電氣機車和其裝備方法
技術領域：
本發明涉及一種電氣機車和其裝備方法。
在如日本專利公開號87-131862中所述的一種常規的電氣機車中的電氣設備，是按照電流在電氣機車車體的行進方向上的流動，同時考慮安裝與接線而排列的。
在上述常規的結構中，各個電氣設備單個地安裝在車體上，這樣，安裝每個電氣設備到車體上和各個電氣設備的接線所需的在每個電氣設備周圍的工作空間必須予以保證。因此，為把電氣設備裝入車體所需的空間增加的了，且車體不得不加長。又，用於在各個電氣設備之間進行電氣連接的導線不能縮短，因此，導線重量的減輕和導線電阻的降低都受到限制。另外，不同的電氣設備在堅固性和車體運行時引起的震動情況方面自然是不同的，故不得不使用能允許在其間作相對移動的柔性導線或類似物來連接各個電氣設備，並需要定期地檢查接頭的鬆動等情況和維修(例如更換損壞的導線等)。
本發明的目的是提供一種電氣機車，其中，在車體內安裝電氣設備所需的空間可以減小，並且在電氣上連接各個電氣設備所需的導線的長度可以縮短。
本發明的另一個目的是提供一種裝備電氣機車的方法，在這種方法中，電氣設備的安裝能容易地完成。
簡要地說，本發明的電氣機車的特徵在於把要安裝在電氣機車車體內的電氣設備分配至電源塊和一個或多個有關控制的設備塊中，涉及電源的電氣設備集中裝配在電源塊中並形成一個單元，涉及制動控制的電氣設備集中裝配在有關控制的設備塊中並形成一個或多個單元，各塊單個地安裝在車體上。
在每個塊中的電氣設備集中裝配成一個單元，這樣，使每個塊中的電氣設備所佔用的空間可大大減小，並且在不擴大車體的同時，可在每個塊的周圍留出充足的工作空間。集中裝配的電氣設備互相之間能夠用較短的電導體或導線進行電氣連接。
此外，電氣設備可以在車體外裝入每個塊中，同時在每個塊中的各電氣設備之間接上線。因此，裝配工作的容易程度和效率可大大提高。
圖1是本發明的電氣機車主要部件的示意圖。
圖2是沿圖1中的2-2線的平面圖。
圖3是部分電氣機車的平面圖，其中圖示了電氣設備配置的一種例子。
下面將參照圖1、圖2所示的實施例詳細敘述本發明。
圖1、圖2圖示了一種交直流兩用電氣機車的例子。
圖1、圖2所示的電氣機車有一對轉向架和安裝於轉向架16A、16B上的車體1。每個轉向架16A、16B均包含車輪2和用於驅動車輪2的牽引電動機3。車體1安裝有多個被分類後分配到2個或2個以上的塊中的電氣設備。通過受電弓17A、17B從高架線18取得的電力經電氣設備提供給牽引電動機3，以便向車輪提供牽引力。各塊之一是電源塊4，其餘的塊是控制器或有關控制的設備塊9A、9B。電源塊4安裝於車體1的縱向上的中央部分，例如，當車體1用兩個轉向架支撐時，電源塊安裝於一對轉向架16A、16B之間，控制器塊9A、9B沿車體1的縱向安裝於電源塊4的前後兩側。
電源塊4由超高壓設備的所謂的有關電源的設備5A和5B、變壓器6、高速斷路器7A和7B、整流器8A和8B等組成。塊4有提供電源的功能。
在電源塊4兩側的控制器塊9A、9B包含控制器10A和10B、制動電阻器11A和11B、三相交流變換器12A和12B等。
圖3畫出了電源塊4和有關控制的設備塊9A和9B的更具體的例子。在圖3中，電源塊4由在電氣上和安裝於車體1頂上的受電弓17A和17B連接的受電弓隔離開關501A和501B;與受電弓隔離開關501A和501B進行電氣連接的、在出故障時切斷電源的斷路器7;在高架線或受電弓被雷擊時允許電流流過軌道而不使高壓加至電氣設備上的避雷器502;用於將交流20000V到25000V的高架線電壓轉換到例如約1500V的可控電壓的變壓器6和用於對交流電進行整流以產生直流電的整流器8A、8B組成。這些電氣設備相對於線L作對稱排列，該線L垂直於車體1的縱向，且通過塊4的中心。每個有關控制的設備塊9A、9B由與電源塊的整流器8A和8B作電氣連接的用於平滑來自電源塊的電源的電壓、電流的波動的平滑電抗器101A、101B;用於從直流電產生驅動牽引電動機3的三相交流電源的三相交流變換器12A、12B;與平滑電抗器101A、101B作電氣連接的、暫時貯存電能以便使控制交流變換器12A、12B變得很方便的濾波電容器102A、102B;與三相交流變換器連接的、在把動能轉換成電能而進行電制動時控制電壓用的制動轎波器103A、103B和用於把電能轉換成熱能從而連續消耗能量的制動電阻器11A、11B組成。有關控制的設備塊9A和9B相對於電源塊4作對稱排列。如上所述，每個塊9A、9B均有以下功能，即從電源塊接收電能、並改變電壓、電流、電源頻率等，以及控制牽引電動機3的轉矩和每分鐘的轉速以驅動牽引電動機3。
在塊4、9A和9B的每個塊中的電氣設備都相互裝配成一個整體，形成一個塊或單元，且用銅棒或類似物進行電氣連接，以使塊4、9A和9B中的每個塊在整體上起到電源或控制器的作用。電源塊4和控制器塊9A和9B通過比銅棒19更柔軟的導線或柔性導體13A、13B相連。例如，電源塊4的功能是不斷地提供電力，該電力是通過受電弓17A、17B，從高架線18作為交流電力或直流電力而供給的，並作為電壓恆定的直流電力送至控制器塊9A和9B。在這個例子中，因構成主電路和裝在電氣機車的車體1內的電氣設備被安裝在車體1上的三個塊中，他們可以通過車體1頂部的能打開的部分(圖中未畫出)帶入車體1內，且利用各塊之間形成的通道空間安裝在車體1上。在設備塊安裝到車體1上之前，利用塊的頂部、底部和兩邊完成每個塊內的接線工作。因此，在每個塊裡不需要專門的接線空間。在各塊4、9A、9B裡，電氣設備互相靠緊，因此連線的長度和電氣設備所在的空間能大大減小。
此外，就各個塊4、9A、9B來說，在裝入車體1之前，在車體1外，就將電氣設備與電氣連線一起安裝在各自共同的框架內或安裝在基座14、15A和15B上。因此在安裝時，僅需要把塊4、9A、9B放入車體1內即可。所以，由於把電氣設備裝上車體1的工作是通過把裝有電氣設備的安裝基座14、15A、15B裝至車體1內實現的，因此這項工作很容易完成。
在上述例子中，兩個控制器塊9A、9B被安裝在電源塊4的兩側，所以電氣機車的全部牽引力的一半是通過使兩個有關控制的設備塊9A、9B之一工作來產生的，且一個或兩個有關控制的設備塊能按輕負荷運行、重負荷運行或斜坡坡度運行起作用。但有關控制的設備塊也能裝成一個控制塊。
按照本發明，把電氣設備裝上電氣機車的車體所需的安裝的工作空間能減小，且安裝工作很容易進行。此外，由於工作空間的減小或電氣設備之間緊密排列，連線的長度能減小，從而連線電阻和由於發熱而引起的能量損耗均下降。
由於不同的電氣設備在裝配時相互組成為一整體塊，因此，車體1運行時產生的震動將只能使它們整體移動，在每個塊4、9A、9B內的電氣設備接線不需要考慮應允許它們相對移動。因此接線可以使用性能不會惡化的和高剛性的材料，如銅棒。
因為高剛性的材料如銅棒在接線和安裝以後不會因震動等而移動，所以不需要提供由於電壓差而需要的絕緣用距離或間隙。而且在這種連接方式中，能夠提高每個塊中的設備的密集度。
權利要求
1.一種電氣機車，其中從電氣機車外取得電力並通過多個裝在車體上的電氣設備饋送至牽引電動機，由此產生牽引力，其特徵在於所述的多個電氣設備被分配到電源塊和有關控制的設備塊中，所述的電源塊包括一個或一些涉及電源的所述電氣設備，所述的有關控制的設備塊具有裝成一個單元的其餘的電氣設備。
2.如權利要求1所述的電氣機車，其特徵在於所述的電氣機車還包括一個有關控制的設備塊，所述的兩個有關控制的設備塊中的每個設備塊都安裝在所控制的所述的牽引電動機的附近。
3.如權利要求2所述的電氣機車，其特徵在於所述的有關控制的設備塊和所述的電源塊在車體行進方向上排成一列，以致所述的有關控制的設備塊分別位於電源塊的前後兩側。
4.如權利要求3所述的電氣機車，其特徵在於所述的電源塊和所述的有關控制的設備塊有基座，所述的電氣設備分別安裝在所述的基座上，所述的基座安裝於車體上，以便在所述的相鄰基座之間留有足夠的工作空間。
5.如權利要求4所述的電氣機車，其特徵在於在每個所述的有關控制的設備塊和所述的電源塊中，所述的電氣設備相互在機械上和電氣上連接成一個單元。
6.如權利要求4所述的電氣機車，其特徵在於所述的每個塊中的所述電氣設備通過棒形導體或柔性導體進行電氣連接。
7.一種電氣機車，其中通過裝在所述的電氣機車的車體外的受電弓從高架線上取得電力，並饋送至驅動車輪的牽引電動機，從而產生使機車運行的牽引力，其特徵在於所述的電氣設備按照功能分類入多個塊中，每個所述塊都有可完成相同功能的電氣設備，並互相在機械上和電氣上連接成一個單元，每個所述塊單個地安裝在車體上。
8.如權利要求7所述的電氣機車，其特徵在於所述塊之一具有電源功能，其餘的塊具有控制功能。
9.如權利要求8所述的電氣機車，其特徵在於所述的每個塊中有一塊基板，在所述的基板上安裝有以相鄰關係聯接在一起的所述的電氣設備，所述基板安裝在車體上，其周圍留有足夠的工作空間。
10.一種為電氣機車裝備電氣設備的方法，通過該電氣設備從車體外的電線取得電力，並饋送至牽引電動機以產生牽引力，其特徵在於裝備的步驟是把所述的電氣設備進行分類歸於電源塊和有關控制的設備塊;把每個所述塊中的所述的各電氣設備在機械上和電氣上連接起來以形成一單個的塊;把所述的塊安裝在所述的車體上，並在所述塊之間留有足夠的工作空間;在所述的各塊之間進行接線。
11.如權利要求10所述的方法，其特徵在於在所述的每個塊中的電氣設備被安裝在基板上，所述的基板則安裝在所述的車體上。
12.如權利要求11所述的方法，其特徵在於所述每個塊中的電氣設備在車體外進行裝配，將裝配好的塊帶入所述車體中並安裝於車體上。
全文摘要
一種電氣機車，裝在電氣機車車體內的電氣設備被分配至電源塊和有關控制的設備塊中，涉及電源的電氣設備集中裝配在電源塊中形成一個單元，涉及制動控制的電氣設備集中裝配在有關控制的設備塊中，以形成一個或多個單元，各塊單個地裝在車體上。
文檔編號B61C3/00GK1044922SQ9010079
公開日1990年8月29日 申請日期1990年2月14日 優先權日1989年2月15日
發明者宮下友治, 山口博史 申請人:株式會社日立製作所