高铁列车驱动揭秘,速度与激情背后的科技力量

高铁列车驱动揭秘,速度与激情背后的科技力量"/

我们来揭秘一下高铁列车是如何驱动的。简单来说,现代高铁列车主要依靠"电力"来驱动,并且通常采用"动力集中"或"动力分散"的布局方式。其驱动系统是一个复杂而精密的工程集合。
以下是关键组成部分和工作原理:
1. "动力来源:电力 (Electricity)" 高铁列车最核心的特点就是"电力驱动"。这与传统燃油列车有本质区别。 电力来源主要有两种: "接触网 (Overhead Lines/Catenary):" 这是最常见的方式。列车顶部装有"受电弓 (Pantograph)",通过受电弓接触高架的接触网,将高压电能引入车厢。 "第三轨 (Third Rail):" 在某些线路或特定区段,可能会使用安装在轨道侧方的第三根导轨来供电,列车通过集电靴 (Collector靴) 从第三轨获取电力。这种方式通常用于城市地铁或短途通勤线路。
2. "电能转换与分配:变电所与列车控制系统 (Power Conversion & Distribution)" 从接触网或第三轨获取的电能通常是高压交流电(例如25kV AC)。 这股高压电不能直接驱动列车上的电机。首先,在靠近车站或线路沿线的"变电所 (Substation)",高压交流电会被降压,并可能转换成直流

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现在我国的铁路运输业发展迅速,很多人出行都会选择乘坐火车。高铁速度如此快,到底是怎样供电驱动的?”一起来看看吧!

一、高铁列车的动力来源是交流电还是直流电?

各国高铁基本采用交流电作为高铁列车的牵引网络的电流制式。

二、高速列车如何获取电能作为动力?

从电路角度来看,高铁采取AT(自耦变压器)供电方式。高铁能够跑起来,依靠的是牵引供电系统给高速列车提供电力。牵引供电为电力系统的一级负荷,但德国是例外,德国高铁电网有独立于德国国家电网。因此,高铁牵引供电系统包括架空接触网、牵引变电所、回流回路。如图所示:

电力系统与牵引供电系统

一句话简述就是:牵引变电所给架空接触线提供电能,高速列车将架空接触线的电能取回车内,驱动变频电机使列车运转。下面分三点详细解释这三个分句。

1牵引变电所

牵引变电所为架空接触网提供电能。

▲典型的架空接触网

列车经过两个变电站的“供电段”时,先后通过A1-B1-A2-B2四个供电支。为保证供电安全,各供电支之间并非直接连结,而是存在确保电气绝缘(隔离)的结构或设计,因此各供电支之间不会短路。

列车从一相运行到另一相这个过程,叫做列车的过分相。电分相是线路上极短的一个区域,列车运行过程中,过分相瞬时完成。

因此,牵引变电所给架空接触网供能的过程可以简述为:牵引变电所给各供电支提供电能,列车接受供电支的电能以维持运动,不断完成过分相-受流的循环(供电段)的同时向前运行。

2架空接触网及弓网系统

受电弓与架空接触网合称受电弓-接触网系统,简称弓网系统。

弓网系统是牵引供电系统中的固定/移动设备结合点。换个通俗的说法,列车运行过程中,牵引系统从变电站一直到接触网都是静止的,而从受电弓部分开始,整个高速列车,都是运动的。

弓网系统在高速列车牵引供电系统中的位置

弓网系统近照

可以看到弓网系统的大致结构。列车车顶伸上去的折叠装置,就是受电弓;与受电弓直接接触的那条线,就是接触线,接触线是架空接触网的一部分。高速列车通过受电弓将架空接触线上的电能取回车内。

3列车驱动与变频电机

PWM变频电机通过弓网系统获取电能,以此驱动列车运转。接触网上的高压交流电,通过变压器降压和四象限整流器转换成直流电,在经过逆变器降至六点转换成可调压调频的交流电,输入三相异步/同步牵引电动机,通过传动系统带动车轮运行。

高铁轮轨系统外观

高铁变频电机及其传动系统示意图

高铁转向架外观实物图

发布于 2025-07-28 10:58
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