浅论电力机车的通风系统
院系：电气与电子工程学院
班级：电1304-2班 学号：20132607 姓名：周邦彦
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引言：我国电力机车遵循大力发展电力牵引和内燃牵引，以电力牵引为主的方针，自第一条电气化铁路问世至今，实现了速度高、效率高、过载能力强、运输能力强、经济效果显著等优越性，按用途可分为客运电力机车、货运电力机车、客货两用电力机车、调车电力机车，按传动形式不同可分为具有个别传动的电力机车和具有组合传动的电力机车，按电流制不同可分为直流电力机车和交流电力机车。
机车先通过电弓从接触网（就是天上的电线）上受电，在经过机车上的牵引变压器，整流柜，逆变，然后传入牵引电机带动机车，最后通过车轮传入钢轨。形成一个巧妙的电路。电力机车的通风系统有：主变压器的油循环风冷系统、牵引电机和整流柜（有些车没有了）的离心通风机冷却系统和制动电阻带有制动风机冷却。
一﹑通风机的类型和特点:
按照工作原理，通风机可分为两大类型。
1.离心式：离心式的通风机又被称之为鼓风机，它是工业上采用最为广泛的一种类型的通风机，此类型通风机的结构包括蜗壳、叶轮、电动机。作用原理：当叶轮在蜗壳内作高速旋转时，叶片间的空气也被迫作高速旋转，在离心力的作用下，沿叶轮甩出来，以一定的速度速度沿蜗壳经出风口进入风道，由于叶轮间形成真空，外界空气不断从叶轮轴向进风口被吸入，把空气的流速转变为压强，使风道的风压得到升高。
2..轴流式：轴流式的通风机也经常被称之为风扇。这种类型通风机的结构：电动机、风道、叶片。作用原理：叶轮在电动机驱动下
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高速旋转，由于叶片有一定的斜度，形成空气的轴向流动，叶轮背面形成真空，外界空气不断补入。
二、通风机在电力机车上的应用:
离心式和轴流式的通风机在电力机车通风系统中均有被采用。由各自类型的通风机的特点可以看出，在有一些距车体比较远的设备，例如常见的牵引电机，一般都是用离心式的通风机来进行冷却；而一些设备由于其位置的局限性，比如制动的电阻柜，经常都是用轴流式的通风机来冷却。
我国直流传动电力机车及动力车通风系统基本上是采用车体通风方式，如除SS7D和SS9改机车之外，所有SS型电力机车和DDJ1型（大白鲨）动力车都是采用这种通风方式。其具体过程是空气从侧墙大面积百叶窗进入，经过滤网进入车体机械室，然后由各通风支路风机送入各相应需要冷却的部件进行强迫通风冷却。K型电力机车采用惯性滤清进风方式，进风口百叶窗和惯性滤清器安装在车体侧墙后部的左右两侧。车体两侧走廊构成了车体冷却通风的支路，机车上所有的通风机都是从车体内吸风的，因此8K机车通风系统也属于车体通风方式。到2000年，大同机车厂研制了采用独立通风系统的SS 7 D型电力机车。其牵引通风系统是小顶盖独立通风方式。由于设备布置是双边走廊形式，采用两侧侧墙上部和斜面部分吸风，与独立通风方式相比有明显不同。这种设计方案要求风道横跨走廊，存在夹层通风方式的缺点，占了走廊高度部分空间；但是由于保留了进风面积大的特点，加上进风口防雨设计合理，风道路径长，一定程度上降低了系统进风
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风速，有利于防水效果的提高。2002年8月，株洲电力机车厂也研制出厂了采用独立通风系统的直流机车——SS 9改。SS 9改机车采用了独立通风系统常用的中间走廊的设备布置方式。由于进风口风道短，防雨的难度大，因此，在设计上尽量保证进风面积足够大，进风风速足够小，加上进风口采用了比较先进的百叶窗和过滤网，故能有效地防止雨水的进入。
三﹑我国交流传动电力机车及动力车通风系统
我国交流传动技术的发展，促进了机车通风方式的变革，丰富了机车通风方式的内容和型式，为独立通风方式和车顶夹层通风方式在电力机车及动力车上的应用创造了有利的条件。与直流传动机车相比，交流传动机车的通风系统具有以下两个特点：（1）要进行通风冷却的部件相对较少，通风系统比较简单。交流传动机车需要通风冷却的部件主要是牵引电动机和主冷却器（即主变流器水散热器和主变压器油散热器的合成）；而直流传动机车需要进行通风冷却的部件通常还有硅整流机组、电抗器、制动电阻柜等。很明显，直流传动机车的通风系统更复杂，而且要求更苛刻。（2）风冷却的部件对冷却空气的清洁度、含水量的要求相对宽松。交流传动牵引电机允许含水滴状的空气进入其内部，对空气的清洁度要求也相对宽松；而直流牵引电机严格禁止水滴进入牵引电机内部，因为换向器对空气中的灰尘比较敏感，冷却空气的含尘量过多或灰尘颗粒过大将直接影响到牵引电机的正常工作。另外，由于交流传动机车变流器的冷却采用水冷系统，水的散热是通过散热器进行的，冷却空气中的尘、雨水不与变流器元
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件直接接触，所以不会直接影响变流器元件运用；而直流传动的硅整流器是直接风冷方式，冷却空气中的尘、雨水将会直接损害整流器件的可靠性。基于以上特点，交流传动机车的通风系统一般采用独立通风方式（如AC4000和DJ1机车）或者车顶夹层通风方式（如DJJ1型和DJJ2型动力车﹑DJ型和DJ2型电力机车）。
A、SS4改型电力机车采用车体通风方式: 分为三大通风系统：
1.牵引通风系统（两台离心式通风机）：车外冷空气→侧墙百叶窗→滤尘网
①1号硅机组→1号PFC电容柜→1号牵引通风机→
1、2位牵引电动机→车底大气。
②2号硅机组→2号PFC电容柜→2号牵引通风机→
3、4位牵引电动机→车底大气。
2.主变压器通风系统（1台轴流式风机）：主变压器通风系统通常只有一个通风的支路，冷却的对象是主变压器和平波电抗器（二者共同使用同一个油箱），采用的是轴流式通风机，切每节的机车配有1台，其冷却的通路可表示为：
车外冷空气→侧墙百叶窗→滤尘网→主变压器油散热器→变压器通风机→车顶百叶窗→车顶大气。
3.制动通风系统2台（2台轴流式风机）：制动通风系统每一节机车都拥有两个完全相同但两者相互独立的通风支路，冷却的对象主要为制动电阻柜，所用的是轴流式通风机，每一节机车总共有2台。
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其冷却的通路为：车底冷空气→进风口（不过滤）→I（Ⅱ）端制动通风机→风道→I（Ⅱ）端制动电阻柜→车顶百叶窗→大气。
共设置2台离心式风机、3台轴流式风机。
B、SS9型电力机车通风系统
SS9改型电力机车常用独立通风系统，即车外空气不直接进入车体，而是通过各自独立的风道对各部件进行冷却。按照被冷却对象分为3大通风系统：牵引通风系统、制动通风系统和主变压器通风系统。全车采用4台离心式通风机、5台轴流式的通风机。
C、SS7E型电力机车通风系统：
SS7E型电力机车也采用独立通风方式。机车通风系统由牵引电机通风系统、主变压器通风系统、变流装置通风系统、制动电阻通风系统等四大通风系统组成。全车共采用2台离心式、9台轴流式通风 机。
D、CRH1动车组的通风系统：
CRH1动车组采用分体式空调装置(原型车为整体式空调，设置于车辆的端部)，空气处理单元设在车顶中部，供风由两边的矩形主风道，经消音器和散流器流入客室。
排风单元设置于每节客车车厢端部的车顶和天花板之间。
四、电力机车通风系统发展趋势：
①可进一步提高通风机的气动、装置及其使用的效率，用来减少电能消耗；
②未来可能将用动叶可调的轴流式通风机代替大型的离心式通
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风机；
③可减轻通风机的噪音；
④能够提高用于排烟、排尘通风机叶轮及其机壳的耐磨性； ⑤充分实现可变转速的调节和自动化的调节。
五、而电力机车通风系统常见的问题：
最重要的是通风机耐磨的性能以及耐磨的处理：因为大量的通风机被工厂、矿井、隧道等的通风和排尘等所应用，所以通风机的叶轮和机壳两者都有着不同程度的损坏，且有些地方会直接影响到生产是否能够顺利的进行，因此对通风机的耐磨性能的要求非常之高。
如今最经常使用的耐磨处理方式包括堆焊、喷涂、喷焊、涂覆高分子耐磨材料等，这些措施可相对的延长通风机使用的寿命。最近这几年，我们国家从国外引入了一种较为有效的耐磨处理方式，就是在叶轮或者是蜗壳便面粘贴亦或是镶嵌能够耐磨的陶瓷，因为这种耐磨陶瓷有着非常良好的耐磨性能，所以可以大大增强分机的耐磨性能。且如若粘贴了耐磨陶瓷片，此通风机在维护方面也比较便利，于是这种方法在我们国家的相关行业中得到了较为广泛的推广应用。
结语：为了能够满足铁路提速发展的迫切需求，电力机车从发明到如今都在不断的发展。我们国家的电力机车特别是电力机车通风系统的研制历程是模仿制造-独立自主的研制-批判性的消化吸收引进国外技术，以致可以自主的设计制造出更高水平的电力机车。目前我国已经研制出了 SS
8、SS6B、SS4B 等多种类型的产品。相信随着科技的发展与社会的进步，电力机车通风系统会有更大的改善，且电力
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机车会有更加广阔的发展前景。
