和谐号CRH5

和谐号CRH5型列车综述报告和谐号CRH5型列车综述报告-1-目录一．CRH5型列车原型车的概况……………………………………….21.1原型车概况…………………………………………………...21.2原型车主要技术特征、用途………………………………...21.3高新技术的采用情况……………………………………...…4二．CRH5型列车的总体特征………………………………………….72.1CRH5型动车组的总体概况………………………………….72.2车种车型设置及特征…………………………………………82.3主要技术参数…………………………………………………82.4在国内使用所受的限制……………………………………..10三．CRH5型列车的牵引-制动特性………………………………….113.1概述…………………………………………………………..113.2列车牵引特性………………………………………………..113.3列车制动特性………………………………………………..113.4与ATP系统的连接………………………………………….123.5救援回送的工况……………………………………………..12和谐号CRH5型列车综述报告-2-一．CRH5型列车原型车的概况1.1原型车概况CRH5动车组的原型车是ALSTOM公司为芬兰铁路开发的SM3电动车组，该动车组是Pendolino系列摆式列车家族中的一个成熟产品。该动车组由两个牵引单元六辆编组构成，是动力分散式摆式电动车组。适应芬5兰。铁路的1524mm宽轨轨距。每牵引单元采用4个牵引电机，编组牵引功率4000kW，轮周牵引力160kN，最高运营速度220km/h，定员325人（包括两个残疾人座席）。SM3型动车组可在运营需要时由短编组连挂成长编组，最大可由3个短编组组成18辆车的长编组投入运营。1992年芬兰铁路公司订购2列SM3动车组作为样车，由ALSTOM公司设计，并提供全部散件，在芬兰组装，1995年交付运营。1997年芬兰铁路公司订购了8列SM3动车组，该批动车组根据1995年交付的样车的运营情况作了适当的改进，全部在ALSTOM意大利塞维利亚工厂制造，2000～2002年交付运营，2002年芬兰铁路公司又追加订购了8列SM3动车组，也全部在塞维利亚工厂制造，2005年年底前全部交付运营，目前已交了3列车。已上线运营的13列SM3动车组已累计运营了800万公里，平均每列车每年运营30～35万公里，其中单列车最多已运营了130万公里。2003年芬兰铁路公司将95年交付运营的2列样车的车内装饰全部更新为同后续动车组相同的内饰。图1-1SM3型动车组牵引单元组成图SM3型动车组由2个相同的牵引单元组成2(M+M+T)的动车组，每个单元均为二动一拖的结构，如图1-1所示。一辆一等座车、一辆餐车、四辆二等座车。一等车座椅采用1+2布置方式，二等车座椅采用2+2布置方式。餐车设用餐区和吧区，带残疾人卫生间的车厢内设有两个残疾人位置。为适应寒冷气候环境的需要，空调机组放在车顶部，在客室中央设有送风风道。在3、4号车上设有受电弓，动车组运行时采用单弓受流方式，另一个备用，在车顶设贯通的高压母线，分别向两个牵引单元供电。牵引系统使用交直交传动方式，牵引传动系统主要由主变压器、牵引变流器、异步牵引电机组成。主变压器使用油冷方式，牵引变流器使用成熟的GTO技术。异步牵引电机的功率为550kW，采用体悬方式，由万向轴传递牵引力。因转向架上只有齿轮箱，较大地降低了转向架的簧下重量，改善了动力学性能。1.2原型车主要技术特征、用途SM3型动车组的主要技术参数见表1-1。表1-1SM3型动车组的主要技术参数编组型式M+M+T+T+M+M车辆数量6辆（1辆一等座车，1辆餐饮车，3辆普通二等座车，1辆带2个残疾人座位的二等座车）最高速度（km/h）220适应轨距（mm）1524和谐号CRH5型列车综述报告-3-传动方式交直交动力配置2x(2M1T)牵引功率（kW）4000车体结构中空铝合金挤压型材焊接结构两端头车车辆长度（mm）27650中间车车体长度（mm）25000车辆宽度（mm）3200车辆高度（mm）4100车辆定距（mm）19000列车长度（m）158.9空车重量（t）330定员重量（t）364定员（人）325转向架数量12轴数24车轮配备1A-A1+1A-A1+2-2+2-2+1A-A1+1A-A1轴重（t）平均轴重15.2，最大16.5轮径（mm）890受流电压制式AC25kV，50Hz牵引变流器GTOVVVF牵引电机（kW）550最大启动牵引力（kN）167平均启动加速度(0-40km/h)时（m/s2）0.40200km/h时剩余加速度（m/s2）0.10紧急制动距离（200km/h-0）1600m制动方式再生制动、空气制动辅助供电制式DC1500V/3AC400V空调系统车顶单元式空调机组SM3型动车组噪声水平见表1-2。表1-2车内噪声和车外噪声最大值速度车内噪声一等旅客车厢LpAeqT65dB(A)200km/h二等旅客车厢LpAeqT68dB(A)200km/h司机室LpAeqT71dB(A)200km/h车外噪声距离2.5m高度1.2m处LpAeqT80dB(A)静止状态距离25m和谐号CRH5型列车综述报告-4-高度3.5m处LpAFmax75dB(A)启动状态距离25m高度3.5m处TEL88dB(A)200km/h作为高寒列车，SM3型动车组在低温保护、大雪防护和抗特殊气候条件特性三个方面做了针对性的设计。为适应芬兰极为寒冷的气候条件（-40℃~+40℃），SM3在耐寒、耐雪设计上进行了大量的改进，对车钩连接系统、转向架、受电弓、车下牵引系统均进行了特殊设计，使得动车组可以在-40℃的外温条件下正常运行，在-45℃的外温条件下可以存放，在-25℃时可以启动运行，具有较好的耐低温性能。1.3高新技术采用的情况1.3.1性能优良的转向架转向架属于ETR转向架系列，是摆式车辆转向架。配有世界上最先进成熟的倾摆机构。该转向架采用SKF-TBU锥形滚珠轴承，构架采用焊接结构。电动机向车轴的传动是通过齿轮箱和万向轴实现的，并采用空心车轴，有效的控制了簧下重量，经过动力学仿真优化的两系悬挂参数确保了转向架的优良性能。1.3.2轻量化的铝合金车体车体与“Pendolino”系列的列车相同，采用大断面铝合金闭口型材、开口型材和板材制造，是当前国际铁路上最成熟的超轻量化铝合金车体结构之一。车体可承受的载荷为：压缩载荷(车钩高度)：1500kN拉伸载荷(车钩高度)：1000kN为最大限度的减少辅助构件的焊接，底架型材的下部设有“T型槽”，便于固定底架设备并能增加底架的刚度。同样，侧墙和车顶型材也设置“T型槽”，以便安装绝缘材料、内装饰板和设备等。1.3.3牵引系统SM3型动车组由两个相对独立的牵引动力单元组成，每个单元由2个动车和一个带变压器的拖车构成，每个拖车安装一个受电弓，如图2-7所示。两个受电弓之间通过高压电缆并联。每个牵引动车配备一套完整的受电、牵引和辅助系统，使牵引电路和辅助电路实现冗余。每个牵引动力单元的牵引设备由下列设备组成：（1）一个高压单元：受电弓、主断路器和保护装置（安装在拖车上）；（2）一个主变压器：强制循环油冷却（安装在拖车上）；（3）一个牵引变流器：采用GTO技术，实现VVVF变频调速和再生制动，在过分相时可以为辅助供电系统提供不间断电源；（4）四个异步牵引电机：采用体悬方式，持续功率为550kW，在车轮的直径差为3mm以上时也能够提供500kW的功率；（5）一个牵引控制单元：能够获得控制设备发送的牵引制动命令。其作用是控制直流控制电压和受电弓输入端的功率因数，控制电机牵引/制动转距，保护电力设备，以及对控制单元本身和受控的电气部件进行诊断。（6）安装在动车上的电气装置：如100Hz谐振电池制动器和瞬间制动电阻。牵引性能如下：平均启动加速度（0~40km/h）0.40m/s2和谐号CRH5型列车综述报告-5-200km/h时的剩余加速度0.10m/s2220km/h时的剩余加速度0.08m/s2平均最大车轮-磨耗粘着系数0.14爬行坡度（100%牵引力）30‰1.3.4辅助供电系统每个动车组配备四台辅助逆变器，每辆头车和中间拖车各有一台。在正常情况下，每个牵引动力单元中的辅助供电系统由动车的辅助逆变器提供三相AC400V电源，当其发生故障时由拖车中的冗余逆变器提供电源。辅助供电系统有6根不同的电缆线：AC1500V交流母线（用于全列车的电源传输）；辅助逆变器为中压负载提供的三相AC400V/50Hz电源（如牵引变流器的冷却系统、主变压器和冷凝器的冷却风扇、空气压缩机电机、电冰箱和对流恒温器等）；3个蓄电池充电器为低压负载母线提供DC110V直流电源（如DC110V/DC24V变换器、照明、遥控装置和牵引与辅助的控制系统等）；DC110V/DC24V电源变换器为低压母线提供的DC24V电源（如控制台上的指示灯、信号灯和电分相的传感器等）；AC1500V/AC230V供暖变压器为供暖和通风提供的AC230V电源。1.3.5制动系统动车组采用电制动和空气制动的复合制动。电制动在25km/h以上速度工作，在接触网断电区实施电阻制动。电制动和空气制动采用连续工作方式，制动力的大小受司机制动手柄的控制。动车组配备2个空气压缩系统，每个压缩机配备一套空气干燥系统。两根风管连通全车：制动风管：用于空气制动的控制，压力保持在5kPa；主风管：用于向所有连接到空气系统的设备供风（如制动系统、集便系统、报警风笛、轮缘润滑装置、撒砂机、收放式车钩和车内门等），压力保持到8-10kPa；另为受电弓的升降各配备1台辅助压缩机。制动控制有空气控制和电气控制两种：在实施制动时，操纵手柄动作会造成风管中压力的逐步减少，辅助风缸通过UIC分配器和继电器风门向制动缸加压。同时，一个电信号将通过电子制动控制单元发送给制动阀，造成制动管局部迅速排风。动车组还设有微机控制的电子防滑装置和停放制动装置。旅客可以在车内实施紧急制动，但司机可以解除紧急制动的实施，以保证列车驶出不适合停车的区段。1.3.6控制系统动车组控制系统为每辆车提供基于微机控制的多单元装置，执行如下功能：对速度调节进行闭路控制，调节电动机的转矩基准；受电弓自动指令和操作程序；断路器控制；司机台对线路电压和电流的测定；司机台对牵引/制动总作用力的测定，其绝对值还可用作牵引设备首次诊断电平；和谐号CRH5型列车综述报告-6-作为辅助变流器的启动程序和一级诊断；AC400V负载连接顺序；冗余辅助转换器的管理；主压缩机启动指令；停车条件的解除可由两个司机室根据驱动方向的选择来进行；司机只有在处于工作状态中的司机室才能切除一个牵引单元。和谐号CRH5型列车综述报告-7-二．CRH5型列车的总体特征2.1CRH5型动车组总体概况CRH5型电动车组是ALSTOM公司在SM3动车组基础上全新开发设计的一个新产品。该动车组如图2-1所示由八辆编组构成。其中，一等座车1辆，带酒吧的二等座车1辆、带残疾人卫生间的二等座车1辆、二等座车5辆。一等车座椅采用2+2布置方式，二等车座椅采用2+3布置方式。带酒吧的二等座车设配餐区和吧区。在一等车和吧区设有娱乐系统。带残疾人卫生间的二等座车内设有一个残疾人座位，八辆编组定员为622人（包括一个残疾人座席）。该动车组可在运营需要时由2列8辆短编组连挂成1列16辆长编组进行运营。图2-1动车组编组图该动车组由车体、车内设备及装饰、转向架、牵引传动系统、制动系统、空调通风系统、给排水系统、辅助供电系统，列车运行及网络控制系统、旅客信息服务系统等组成。车体采用轻质铝合金型材和板材制成，与“Pendolino”系列的列车相同。车体强度按照UIC566、EN12663标准执行，各车能在5km/h速度的调车冲击下保持正常状态。为最大限度的减少辅助构件的焊接，底架型材的下部设有“T型槽”，便于固定底架设备并能增加底架的刚度。同