1、绪论 0.2动车组牵引方式及三种技术平台比较 0.20.2动车组牵引方式动车组牵引方式 高速列车动力配置方式可分为动力集中和动力分散两大类。 所谓动力分散就是将列车动力分散置于各车辆轴或大部分车辆轴上，动力集中则是将列车动力集中于列车两端动力车的动轴上，形成推挽式牵引。 动力集中式高速列车，以法国TGV和德国ICE水平最高。摆式动车可运行于小曲线、线路改造量不大的线路上，尽管车辆结构复杂，但效果不错。瑞典X2摆式动车具有代表性。 日本新干线高速列车是动力分散的典型，其300系动车组的最高速度达到270km/h，已代替原有的O系和100系等直流传动动车组。绪论 0.2动车组牵引方式及三种技术平台
2、比较 绪论 0.2动车组牵引方式及三种技术平台比较 绪论 0.2动车组牵引方式及三种技术平台比较 牵引方式必须遵循的原则：牵引方式必须遵循的原则： 第一：第一：动力轴的重量必须足够提供所需要的黏着力，否则动力车轮将产生空转，丧失牵引力，不但使电机功率不能发挥反而损伤车轮和钢轨。第二：第二：动力轴的重量又不能过大，否则在高速运行时会产生过大的轮轨力，损坏钢轨和线路。3动力分散型与动力集中型电动车组的比较主要性能比较主要性能比较1）列车的牵引总功率和轴功率 就单轴功率而言，动力分散方式较小，目前最大为550KW；动力集中方式较大，目前最大可达到 1200KW。 就车组总功率而言，动力分散方式动轴多
3、，可以超过10000KW，动力集中方式目前尚没有超过10000KW。 动力集中式列车的牵引曲线非常接近其相应的粘着控制限，没有一定的粘着余量；动力分散式动车组方案尽管轴重较轻，轴功率较小，但列车总的粘着牵引力备有充足的余量运用中不会发生空转。绪论 0.2动车组牵引方式及三种技术平台比较 2）最大轴重和簧下重量 在速度和簧下重量一定时，轨道下沉量随着轴重的增加而增加。动力分散方式可以减少建设费用，降低轴重。就轴重而言，动力集中方式对线路不利。 对轨道的破坏不只是轴重，簧下重量不变，即使减轻轴重，对轨道的破坏不会有太大的好转，簧下重量必须和轴重一起减少。绪论 0.2动车组牵引方式及三种技术平台比较
4、 800系3）制动性能 高速列车须采用复合制动，动力分散方式一个主要优点是动轴多，对每个动轴都可以施加电力制动和盘形制动，制动功率大，而动力集中方式动轴少，制动功率相对较小。 在正常运行状态下，动力分散型高速列车的制动性能较好。但是在断电故障时，紧急制动距离一般比同功率等级的动力集中型列车稍长一些。 绪论 0.2动车组牵引方式及三种技术平台比较 4）方便运输组织 a. 动力分散型列车可以“单元”为单位改变列车编组，这样改变编组后，列车的牵引、制动性能基本不变，而动力集中型高速列车只能固定编组，或采用2列联挂的组合列车。b. 动力分散型列车的单位质量功率和粘着利用比较充裕，因此列车的起、停车附加
5、时间还有缩短的余地，而动力集中型列车则难以做到。绪论 0.2动车组牵引方式及三种技术平台比较 5）有利于发展 动力分散型动车组可以通过减轻车辆结构和设备重量均衡地降低列车各轴的重量，而动力集中型动车组由于需要足够的粘着重量来维持牵引力，不宜过多降低动力车的轴重。 另一方面集中放置的大功率电气设备也难以降低动力车的轴重。 绪论 0.2动车组牵引方式及三种技术平台比较 700T6）可靠性与维修性 两种动车组的可靠性和维修性是基本相同。从生产制造和运用的角度看，交直交传动系统功率越小，研制、生产的难度越小。 动力分散型高速列车每个牵引单元系统的功率可以较小，在运行中一旦一个牵引单元发生故障，切除后对
6、整列车的牵引力影响较小，修理或更换一个牵引单元也比较方便。因而也提高了它的可靠性。绪论 0.2动车组牵引方式及三种技术平台比较 AGV 7）关于舒适性和噪声 国外动力集中和动力分散型高速列车的振动舒适性和噪声都能达到规定的标准，但相比之下，动力分散型列车技术难度要大一些。 绪论 0.2动车组牵引方式及三种技术平台比较 主要结构比较主要结构比较绪论 0.2动车组牵引方式及三种技术平台比较 绪论 0.2动车组牵引方式及三种技术平台比较 动力分散型动车组轴重小，牵引动力大，启动加速快，驱动动轴多，粘着性能比较稳定，容易实现高速运转；其动力设备均可安装于地板底下，所有车辆(包括头车和中间车)均可作为客
7、车使用，这样可提高列车定员。 经过分析可以看出：速度 200 km/h等级的动车组，动力集中模式可以成为主要客运动力模式之一；速度在 250300 km/h 之间，两种模式均可应用；但不可否认，动力分散模式在速度 300 km/h 及以上有着独特的优越性。城市轨道动车组均采用动力分散式。城市轨道动车组均采用动力分散式。绪论 0.2动车组牵引方式及三种技术平台比较 欧洲各国的高速列车，几乎均采用推挽牵引的动力集中模式。两端为动力车，中间全部为拖车。 高速动车组经过了40多年的商业运营，随着运行速度的不断提高，技术日益成熟，但各技术平台性能的差异日渐明显,动力分散模式的优点较为明显,总体性能优于动
8、力集中模式.绪论 0.2动车组牵引方式及三种技术平台比较 一贯坚持动力集中模式的德、法两国,在新一代高速动车组的开发中,已放弃了动力集中模式,转为动力分散模式。德国ICE3新一代高速动车组采用动力分散方式（2M2T）,最高运行速度达330 km/h 。法国AGV动车组也改用动力分散模式，速度320360 km/h。由此可见, 300 km/h以上高速动车组采用动力分散模式是目前的发展趋势，也是新型高速动车组的发展方向。CRH2CRH2动车组原型车动车组原型车E2-1000E2-1000绪论 0.2动车组牵引方式及三种技术平台比较 0.3 0.3 新干线、新干线、TGVTGV、ICEICE三种技
9、术平台比较三种技术平台比较 日本、法国、德国在高速铁路建设和高速列车研制技术方面各成体系，形成了三个不同技术特征的平台。 由于各技术平台成长的土壤各不相同，水平有长有短，为了全面了解高速列车技术，主要围绕电力牵引技术问题，从技术特点、运营速度、运营管理、技术成熟情况等对三个技术平台进行分析。绪论 0.2动车组牵引方式及三种技术平台比较 1基本技术特征 新一代高速动车组均采用交流传动技术，变流器为四象限脉冲变流器，变流器元件应用以IGBT为基础的各种集成、智能化器件。牵引电动机采用交流三相异步电动机，控制策略主要为矢量控制和直接转矩控制。高速动车组在控制方面，采用了网络化控制方式，使列车的控制、
10、智能化水平得以极大提高。法国阿尔斯通公司研制的列车，以铰接式保证了列车的稳定性：相连的两节车厢以半刚性横向机械连接，使列车形成一个整体，没有了车厢间的冲撞，在发生重大事故(如脱轨)的情况下可避免列车解体绪论 0.2动车组牵引方式及三种技术平台比较 2运营速度 目前，在轮轨高速领域，日本、法国、德国先后都掌握了时速300公里高速技术，但法国列车的速度最高，而且历史最长：1986年大西洋线上的高速列车时速达300公里，1990年创造了时速515公里的世界试验速度记录，2007年4月3日V150列车又创造了时速578.4公里的新纪录。目前运营速度达到320公里/小时，为世界最高。新一代的AGV列车系
11、统，时速可达到350公里。ICE350绪论 0.2动车组牵引方式及三种技术平台比较 3运营安全性 新干线运量大，除了定员高外，主要依靠发车密度最高、追踪间隔最短(仅4分钟)。也就是说，每隔4分钟，就能发出一班高速列车。能够做到这样的密集运输，是新干线独有的管理运营技术。这是新干线区别于法国、德国同行的优势所在。 在准点率方面，日本新干线走在世界首位，在多地震、多台风等国情条件下，包括自然灾害引起的晚点，平均只有0.3分钟，而且还是在班次高密度的前提下取得的，运营技术的确不一般。绪论 0.2动车组牵引方式及三种技术平台比较 新干线运营管理系统庞大复杂，有综合调度室，有信息管理、信息处理、进路控制
12、、运行显示四大系统，有列车集中控制、通信信息监控、变电所集中控制等装置。对所有的运行信息，实行一元化管理，保证列车的安全准点。绪论 0.2动车组牵引方式及三种技术平台比较 4技术系统整合能力 高速铁路系统由基础网路设施、机车车辆与运营系统三个部分组成。日本尚未掌握高速列车与现有基础设施的整合技术，新干线是一条高速列车专用线，与其他铁路没能实现联网。 阿尔斯通的高速列车自研发之初已考虑了三个子系统的整合，并已经成功地在9个国家新建和原有的不同基础设施、不同信号系统的条件下商业运行。 德国虽然掌握了两种网路的整合技术，但其300km/h的高速列车运营了仅7年时间，而且只在一条线上行驶，因此德国在系
13、统整合方面的经验尚不如法国丰富。绪论 0.2动车组牵引方式及三种技术平台比较 5市场占有与技术转让情况 法国阿尔斯通公司具备在国外成功地实施高速铁路项目所需要的技术、工业和管理。在西班牙和韩国项目的实施中，每次都是法国生产首批列车，继而通过技术转让将大部分技术转移至当地。阿尔斯通公司产品出口历史悠久，市场份额大，覆盖9个国家和地区，在时速270公里的高速列车市场，占有85%的份额。 德国在出口西班牙6列Velaro-E之后，又在出口我国唐山轨道车辆有限公司60列Velaro-E改进型。绪论 0.2动车组牵引方式及三种技术平台比较 日本于2000年获得了向我国台湾出口高速列车的合同，是首次海外输出。2004年又获得了向我国四方轨道车辆有限公司出口60列200km/h动车组的合作合同。绪论 0.2动车组牵引方式及三种技术平台比较 高速动车组关键技术主要有九项,包括轻量化车体、高速转向架、制动、系统集成、牵引控制系统、牵引变流器、牵引变压器、牵引电动机、列车网络控制系统等九个方面。主要配套技术包括空调、钩缓及内装饰等十项。
