SS5型电力机车

SS5型电力机车
用途：干线客运
轴式：B0-B0
传动方式：交—直传动
持续功率：3200kW
持续速度：80km/h
持续牵引力：137kN
最高速度：140km/h
最大牵引力：235kN
整备重量：88t
累计产量：2

SS5型客运电力机车是国家“七五”期间的重点科研项目，由株洲电力机车工厂会同株洲电力机车研究所等单位共同研制。
　　根据设计任务书，该机车是供京沪、京广、京哈三条干线电气化后牵引特快列车之用，要求牵引20节客车，客车编组重量为1100t，最高运行速度为140km/h。设计任务书中规定的各项指标参照了近期进口机车的技术参数。
　　SS5机车除消化引进机车的先进技术外，还吸收了国外其他机车的优点，结合客运机车的特点及国产机车在设计、生产、运行方面的经验，立足于国内情况进行研制。
　　首批两台SS5型电力机车的样车于1990年12月出厂，后进行了西安—宝鸡间进行30万公里的运行考核

结合我国国情及客运电力机车的特点，SS5电力机车采用了多项新技术，具有80年代相控机车的先进水平。其特点如下：
1，机车最高运行速度达到140km/h，填补了我国客货混跑铁路客运电力机车的空白，经过改造后，能适应广州一深圳间160km/h准高速客运的要求。
2，为适应准高速客运的需要，机车转向架采用电机空心轴全悬挂传动装置以减小簧下部分重量。并将轴重减小到21.5t。此外增加了弹簧挠度，以减小簧上部分对簧下部分的冲击。以上这些措施，将减小机车对钢轨的动力作用。
机车采用中心销传递轮对牵引力，其中的橡胶元件采用了双扭线橡胶堆，在纵向有很大的刚度，用以传递牵引力，其横向和垂向的刚度很小，减小了车休部重量在垂向和横向对钢轨的作用力。
机车的传动齿轮采用了渗碳处理以增加寿命。并采用了单侧齿轮传动。牵引电动机的转矩，通过齿轮联轴器、电枢空心轴内的扭力杆和弹性联轴器传到小齿轮、大齿轮和轮对。
机车的悬挂系统其一系采用圆柱钢簧，挠度为63mm；二系现采用两个方案，一个是半球形橡胶堆，一个是高挠圆柱钢簧串联橡胶堆，挠度均为l00mm。一系、二系均设有垂向减振器。此外机车还装有横向和抗蛇行减振器，以增加运行时的稳定性。
机车的停车制动采用SP216单缸蓄能制动器，以代替传统的手制动器。

3，机车车体为整体承载结构采用低合金钢焊制，设计中应用有限元分析法进行优化设计，使车体的重量减小2t。
由于车休采用了大顶盖结构，组装工艺上能实现革新，可以采用预布管和预布线的先进工艺，为缩短机车组装周期，提高组装质量创造了条件。
4，在国产机车上首次采用再生制动技术，机车在10---60km/h范围内，最大制动力可保持在150kN。保证低速时有良好的制动性能。在进行电制动时，可将列车的动能变为电能，反馈至电网或给同一供电臂上的其他机车使用，制动电功率为2500kW时可反馈功率1700kW。
再生制动时，由于机车的制动特性硬，所以制动的再粘着性能好。
5，主电路采用两段桥相控，其中一段为全控桥，以满足再生制动的需要，另一段为半控桥。在牵引时，全控桥也按半控桥进行控制，以提高机车运行时的功率因数。
此外机车的磁场削弱采用晶闸管分路无级削弱，这样在机车的整个调速范围内，可以平滑调速，避免了有级磁场削弱调速时牵引力的冲击。
相控技术的采用，由于晶侧管元件的反应速度快，为机车采用自动调节技术创造了条件。
6，机车采用了特性控制兼备了恒流和准恒速控制的特点。机车起动时，以恒流起动，能保证机车平稳起动。在进入准恒速运行后，可按司机控制器级位规定的速度运行。这样不仅保证了起动平稳、加速快，而且有较高的再粘着性能，操纵也方便。
当司机把司机控制器手柄放于最大级位时，则机车以限制曲线规定的特性运行。机车可以有最大的加速性能。
在制动时，机车同样有特性控制性能，即按准恒速运行或按限制曲线运行，使机车有准恒速和最大制动力的特性。

7，机车采用DK-1电空制动机，具有电空制动性能。当列车进行制动时(电制动和空气制动)，能使列车后部预给空气制动，防止列车后部对前部的冲撞，增加了制动时的平稳性。同时为适应高速列车的制动需要，在机车上安装了电空制动插口，以便车辆也直接用电信号来控制空气制动，而得到制动的快速反应。
8，机车装有功率因数补偿装置以保证机车的功率因数不小于0.9，功率因数补偿装置分四组，根据机车运行工况，改变投入的数量，达到最优补偿。补偿装置可以减少无功电流在接触导线上的损耗，对谐波电流和等效干扰电流分量有所削弱，既达到了节能，又减少了对电力系统和通讯系统的谐波干扰。
9，机车装有防空转、防滑行装置，当速度传感器检测到空转、滑行时，该装置首先进行撒砂，如继续空转和滑行，则自动减载，使机车恢复粘着，保证在全速范围内发挥机车的牵引性能和制动性能。
10，机车设有专用的供电装置，通过电源插头插座提供客车的空调、取暖、通风、开水炉、照明等电源。列车无需编挂发电车，可增加旅客有效运量。
供电装置设有过电流保护。
11，机车所用的牵引电动机为空心轴电机，电机的恒功范围大，恒功速比达1.68，保证机车高速时实现额定功率的宽恒功特性。牵引电动机的起动电流达额定电流的1.52倍，使机车有较大的起动牵引力。
牵引电动机采用了半叠片机座、双H级绝缘，电机重量为2.93t，是目前国内同功率电机中重量最轻的电动机。
12，机车主变压器采用了分裂式全去耦结构，减小了各绕组间的影响。主变压器与平波电抗器、滤波电抗器共油箱，采用强迫导向油循环冷却。散热器为板翅式铝散热器，重量轻，散热性能好。
13，整流装置采用了大容量元件，晶闸管为1400A、2600V；整流管为2200A、2600V。另外开关晶闸管为900A、4000V。这些元件系采用引进美国西屋公司技术制造。
14，电子装置采用了IEC2.54系列标准机箱，插件为高集成化部件，系引进瑞士ABB公司的技术。
15，高速受电弓采用铝合金结构，在电动车组140/h速度的试验运用基础上作了进一步改进。
16，SS5机车通风系统中的过滤网采用了针刺无纺绒布以代替棕丝乳胶，阻尘效果高，阻力小，容尘量大，可以多次清洗使用。
通风系统采用串联风道，冷却空气先冷却变压器和整流装置，再冷却稳定电阻和牵引电动机的固定分路电阻，这样可减少辅助电机容量，提高机车效率，同时缩短了车体长度，对机车减重有较大效果。
牵引电动机则采用并联风道，每一转向架由一台通风机通风。