電力機車傳動裝置的發展趨勢有什麼看法

A. 電力機車電傳動方式有什麼和什麼兩種方式

國內的電力機車電傳動方式包括交-直-交傳動和交-直傳動兩種。
現在的和諧系列電力機車，以及新的復興系列電力機車都是採用交-直-交傳動方式，這也是當前國際上主流方式。
老的韶山系列機車採用交-直傳動方式。

B. 直流電力機車的發展歷程

主導時期
北京地鐵19組114輛直流車將全部完成「交班」
20世紀50年代前，在電力牽引領域中，直流電力機車佔有主導地位。直流車承擔了20世紀80、90年代北京市市公共交通運輸重要任務，因沒有空調被稱為「悶罐車」。1971年北京地鐵正式接待乘客，截至1999年交流車在1號線上使用，直流車共運送乘客約62億人次。
逐漸被替代
此後因為要求電力牽引功率不斷加大和大功率電力變流器的出現，除個別地區（如蘇聯一些地區）外，在鐵路干線上的直流電力機車已被網壓高、功率大的工頻交流電力機車所取代。由於應用交流籠式電動機的一系列優點，大型工礦直流電力機車，也向直流供電下的交流傳動方向發展。
退出北京地鐵
2012年4月，地鐵1號線直流車（悶罐車）舉行退役儀式。據悉，19組114輛直流車今天將全部完成「交班」。自此，北京地鐵將從直流車進入全交流車時代。據悉，這些退役的直流車有的將進行拍賣。

C. 為什麼內燃機車要使用電傳動和液力傳動

電傳動的電力機車可以實現大功率，液力的功率太小，沒有發展。專
【摘要】：本文根據德國屬的統計資料,從性能、造價、運用和維修費等方面,對內燃機車的電力傳動和液力傳動作了諸多比較。認為:三相牽引傳動裝置是鐵路運輸中最先進的傳動裝置,液力傳動裝置的使用范圍將受到限制,它只能用在小功率內燃機車(調車用內燃機車和工業用內燃機車)上。

D. 火車從古到今的變化

同上面的，因為自數多，發不了。 由於蒸汽機車燃料消耗率高，體大笨重，污染嚴重，以後逐漸被柴油機車和電力機車所取代。1926年至1929年間，德國製成直接用齒輪傳動的和壓縮空氣傳動的柴油機車。1932年在德國的柏林至漢堡和英國的東北鐵路上分別出現時速為125和101.5公里的柴油機車。但由於柴油成本高和機車速度尚低於蒸汽機車，在歐洲未能推廣。美國則因柴油比較便宜，並在 1935年出現了標准化的組合式柴油機，大大促進了柴油機車的發展，1945年已有4000台。

60年代初各發達國家開始成批生產4000～6000馬力的柴油機車。到70年代前期，柴油機車功率已成系列，數量滿足要求，很多國家停止使用蒸汽機車。1981年，英國製成時速高達270公里的高速柴油機車。

繼柴油機車之後，電力機車又逐步發展起來。1879年柏林博覽會展出第一台可供實用的電力機車，並在德國使用。電動機的轉速可隨負載在一定范圍內變化，運行安全，設備簡單，無污染，操縱和制動方便，而且還可以從發電站接受強大的電源，在短時間內產生必需的起動功率，便於高速行駛。

1955年，法國製成高速電力機車，時速達332公里，1981年又增加到380公里。電力機車的最大困難是架空線路和變電設備成本過高問題，美國用單相交流電進行遠距離輸電，其成本比直流線路低三分之二，因而被廣泛採用，迎來電力機車大發展的新時期。

「長辮子」火車

1879年出世的世界第一台電力機車，是利用兩條鐵軌之間的第三條軌將電力引進機車里的。這種供電方式適合於電壓和功率都比較低的情況。

隨著電力機車的發展，要使它跑得快，運載量大，就得提高電力機車供電系統的電壓和功率，因而需要使用高壓輸電線和變電裝置。在這種情況下，就不能再使用設在地面上的第三條軌供電的方式了，因為這既不安全，又給使用帶來不便。

1881年，德國試驗成功一種適合以高壓輸電線供電的電力機車新的供電系統，叫做「架空接觸導線」供電系統，也就是將電力機車的供電線路由地面轉向空中。實際上，這種供電系統和現在城市中的有軌電車相似，在車頂上裝著一條「長辮子」。它與以前使用蓄電池的電動機車的主要不同在於，它自身不帶電源，由電廠供電，所以機車的結構比較簡單，但需要一套供電設備。

這種裝有「長辮子」的火車，依靠裝在車頂上的受電弓子把電力從架在空中的電線上引到機車里。高壓輸電線送來的電是高達110千伏的三相交流電，必須經過牽引變電所變成25千伏的單相交流電，方能供機車使用。因此，在電力機車行駛的鐵道沿線上，每隔50公里左右設一個牽引變電所。變電所的電又被送到鄰近的沿線接觸網上，通過機車上的受電弓將交流電引到機車的整流器上，把交流電變成直流電，使直流電動機旋轉，再經過一套傳動裝置，帶動車輪轉動，機車就會跑動起來。

電力機車雖然問世較早，但直到20世紀60年代才開始受到人們的重視，被大量普遍地使用起來，已成為鐵路機車家族中的佼佼者。

人們將電力機車稱為神通廣大的「火車頭」，就是因為它比蒸汽機車有著以下獨特的優點：

一是它的馬力大，拉得多、跑得快、爬坡的勁頭足。例如，我國在 50年代末期修築的第一條電氣化鐵路——寶 （雞）成（都）鐵路，就充分發揮了電力機車的優越性。從寶雞到成都，第一道關口就是要翻越氣勢雄偉的秦嶺。過去用3台蒸汽機車拉一列950噸貨車上秦嶺時，像老牛拉車每小時才行走18公里。蒸汽機車下坡時是靠閘瓦制動的，而閘瓦因摩擦就會變熱，如果不及時冷卻就難以將機車制動住。為了保證行車的安全，蒸汽機車的下坡速度比爬還慢，有時甚至走走停停，以便使受熱的閘瓦有足夠的時間冷卻。後來用3台電力機車取代同樣數量的蒸汽機車，就能拉著2400噸的貨物，以時速50公里快速上坡，比蒸汽機車在運貨量和速度上都提高了近兩倍。電力機車下坡時，採用電阻制動，使列車能以每小時40公里的速度下坡，既快速又安全。

二是電力機車用的是「干凈」的電能，它不冒黑煙、揚灰渣，因而不會污染環境。即便是通過幾公里長的隧道，旅客也不必擔心濃煙和廢氣熏人，也不會被討厭的煤灰渣迷住眼睛或弄臟衣服。機車駕駛人員也能在寬敞明亮的司機室進行操作。

三是電力機車操作簡便，出車前的准備時間短，不像蒸汽機車那樣，既要裝煤，又要加水，也不像內燃機車需要加油。無論是在缺水的沙漠地帶，或是在冰天雪地的寒冷地區，只要有電力供應，電力機車就能牽引列車晝夜行駛。

四是電力機車使用的是電能，既可由煤炭、石油來發電，也可由水力、核能、天然氣、地熱、太陽能等發電，能量來源比蒸汽機車和內燃機車豐富，而且效率高。蒸汽機車的熱效率只有 7%；內燃機車的熱效率較高，也僅為28%；而採用火力發電的電力機車，其效率可達30%，若以水力發電時，熱效率高達60%～70%。

本世紀50年代，由於石油得到大量開采，價格低廉，所以世界各國郡在研製和使用內燃機車，而把電子機車放在次要地位。但是，在石油生產國提高石油價格，發生了世界性的石油危機之後，人們又把注意力轉向了電力機車，從而促進了電力機車的迅速發展。

當時歐洲各國的電力機車的發展較快，如瑞士、荷蘭等國研製的電力機車和供城市交通使用的有軌電車。日本製成了一種交直流兩用電力機車，使用更為方便。

我國對電力機車使用很重視，除了建成寶成路電氣化線路外，又修建了多條電氣化線路，大大提高了機車的運載量。與此同時，我國還研製成了「韶山」型電力機車，也投入使用。

電力機車除了在鐵路和城市地面交通（即有軌電車）使用外，還多用於城市中地鐵，如義大利米蘭市地鐵、我國北京地鐵用的電力機車等。現在的北京地鐵電力機車上的「長辮子」已經不見了。這是怎麼回事呢？原來，它是將「長辮子」從車頂上移到鐵軌旁邊的路基上。這樣，架設和檢修都很方便，但路軌附近有觸電的危險，所以嚴禁乘客跳下站台，以保證人身安全。

目前，有的國家已製成了具有萬匹馬力的電力機車，使火車的速度超過了每小時200公里。還有的在研製14000馬力的大功率電力機車，將會使火車的速度得到進一步提高。看來，電力機車將有著美好的發展前景。

內燃機車

據報載，從1992年6月1日起，北京鐵路分局結束了使用蒸汽機車牽引客車的歷史，改用內燃機車，以提高列車的速度和正點率。

為什麼要將蒸汽機車送到「歷史陳列館」而啟用內燃機車呢？這是因為內燃機車在許多方面比蒸汽機車優越。優勝劣汰，完全符合事物發展規律。下面就讓我們尋蹤追跡，看看它們的發展過程和內燃機不凡的本領。

人們在使用蒸汽機車的過程中發現，這種機車的一個致命弱點是它的鍋爐既大又重，嚴重影響了它的發展前途。在鍋爐里，用煤將水加熱成蒸汽，再通入汽缸里，從而推動機車前進。有人設想，如果將這種笨重的鍋爐去掉，使燃料直接在汽缸內燃燒，用所產生的氣體來推動車輪旋轉，就可以克服蒸汽機車的主要缺點。於是，一些科學家便開始進行研究試驗。

1866年，德國人奧托首先製成了一種燃燒煤氣的新型發動機。這種發動機和蒸汽機在汽缸外面的鍋爐里燃燒燃料不同，它是在汽缸內點燃煤氣的，然後利用氣體的壓力推動活塞，從而使曲軸旋轉。因此，就給它起了個形象的名字，叫做「內燃機」。內燃機的出現，為火車的進一步發展帶來了生機。

後來到了1894年，德國就製造出世界上第一台內燃機車。這種沒有大鍋爐的新機車，既不燒煤，也不燒煤氣，而是用柴油作燃料。它所用的柴油機是德國人魯道夫·狄塞爾發明的。從此，內燃機車就成了火車家族中的一位重要成員，並得到了廣泛的應用。

內燃機車雖然出世較晚，但它後來居上，比火車家族中的大哥哥蒸汽機車的本領高強，受到人們的重視。它的突出優點是：

1.速度快。內燃機車起動迅速，加速又快。通常，蒸汽機車的最大時速為110公里，而內燃機車的最大時速可達180公里，使鐵路通過能力提高25%以上。

2.馬力大。蒸汽機車的功率一般為3000馬力左右，而內燃機車可以達到4000～5000馬力，因而運載量就多。

3.能較好地利用燃料的熱能。蒸汽機車的熱效率一般僅為7%左右，而內燃機車可達到28%左右，提高了3倍，從而節省了大量的燃料。

4.適合缺水地區使用。蒸汽機車是個用水「大王」，一列火車平均每行駛10公里，就得消耗水3～4噸。通過乾旱的缺水地區，火車就需要自帶用水。據統計，在缺水地區運行一列火車，如果有10節車廂，其中有3節車廂是用來裝水的。而內燃機車用來冷卻的水僅需要幾百公斤，供循環使用，內燃機車上一次水，可連續行駛1000公里，因而它被人們譽為「鐵駱駝」。

5.司機駕駛操作方便。內燃機的司機不需要像蒸汽機車那樣加煤加水，而且駕駛室內明亮寬敞，司機操作時視野開闊，既方便又安全。

有的人可能認為內燃機車和汽車都是使用的內燃機，兩者的結構原理應是相同的。其實，它們是不完全一樣的。汽車是利用內燃機產生的動力直接推動車輪轉動，而內燃機車則是先通過內燃機帶動發電機產生電能，再用電能使電動機旋轉，從而驅動機車前進。所以，通常也將內燃機車稱做「電傳動內燃機車」。

內燃機車出世後，以其明顯的優勢很快就壓倒了蒸汽機車。特別是第二次世界大戰結束後，由於內燃機車所用的燃料——石油價格較低，能大量供應，因而有力地促進了內燃機車的發展。一些國家如美國、日本、法國、加拿大等國都用繼製成了內燃機車，並且在10年左右的時間內實現了鐵路機車內燃化，使內燃機車得到了較廣泛的使用。

我國於1958年研製成了第一台內燃機車。到1969年，已製造出4000馬力的大功率內燃機車，如「東風型」、「東方紅型」和「北京型」內燃機車等。現在，我國在許多鐵路線上已有各種類型的內燃機車牽引著長長的列車在馳騁著，一些主要干線的直達客車基本上實現了內燃機車牽引。

內燃機車除了通常使用的電傳動內燃機車外，還有液力傳動內燃機車和適用於寒冷缺水地區的燃氣輪機車。

液力傳動內燃機車是將內燃機產生的動力，通過液力變速箱、萬向軸、車軸齒輪箱等設備，使車輪轉動，從而帶動車輛前進。早期的液力傳動內燃機車，採用類似於蒸汽機車的連桿驅動。

燃氣輪機車是現代化內燃機車的一種。這種機車的內燃機與噴氣式飛機的原理相同。它比一般內燃機車的馬力大，振動小，結構簡單，行駛安全可靠，而且容易製造。世界上第一台燃氣輪機車是1941年在瑞士製成的。由於它特別適用於高寒、缺水地區使用，近年來發展很快。法國已研製成並投人使用第二代和第三代燃氣輪機車，其中第二代燃氣輪機車的最高時速就已達到260公里。目前，燃氣輪機車已成為引人注目的現代化機車的一個得力的方面軍。

高速火車

從世界上第一台火車問世到現在，已經有100多年的歷史了。隨著火車

「年齡」的增大，它也日益現代化了。目前，世界各國雖然主要使用的還是電力機車和內燃機車（包括燃氣輪機車）（也有一些國家還在使用蒸汽機車?

E. DJ型電力機車的發展歷史

為了研究利用擺式列車在中國既有鐵路上實施提速的可能性，中華人民共和國鐵道部、廣深鐵路股份有限公司於1996年與Adtranz公司簽訂合作協議，中國向Adtranz公司租用一列X2000列車，並於1998年8月投入廣深鐵路運營。X2000型電力動車組採用交流傳動、GTO牽引變流器、徑向轉向架和擺式車體，最高運行速度達到210公里/小時。
1998年8月，中國鐵道部和株洲電力機車廠簽訂了研製交流傳動高速客運電力機車的研究合同，並被列入國家重點科技攻關項目。株洲電力機車廠聯合株洲電力機車研究所、鐵道科學研究院、西南交通大學、湖南大學、中南大學等單位，開展了交流傳動高速客運電力機車的研製；新型機車被定型為「DJ」，其中「D」代表電力機車、「J」代表交流傳動。1998年12月，時任中國鐵道部部長傅志寰提出了「加強自主開發研究，爭取用10年左右的時間，完成電力機車直流傳動到交流傳動的轉換」的任務；鐵道部並根據國際潮流，提出2000年為中國鐵路「高速、交傳、發展」年，要求在引進、消化、吸收原則下，自行開發交流傳動高速客運電力機車和高速電力動車組。
2000年6月25日，兩台DJ型電力機車在株洲電力機車廠竣工，時任鐵道部副部長孫永福、湖南省副省長鄭茂清等領導出席了剪綵儀式 ，DJ型電力機車成為繼AC4000型機車之後，第二種由中國自行製造的交流傳動電力機車。
DJ型電力機車的最高運用速度為200公里/小時，可用於在既有鐵路干線上牽引時速160公里/小時的准高速旅客列車，並在高速鐵路客運專線上雙機重聯牽引時速200公里/小時的高速旅客列車。機車牽引功率為4800千瓦，單軸功率達到1200千瓦；單台機車牽引18節編組旅客列車，在平直道上的運行速度可達160公里/小時，在12‰上坡道仍可按100公里/小時運行 。DJ型機車採用關鍵部件國外采購、機車整機國內生產的方式，交流傳動系統採用Adtranz公司的進口產品，包括大功率主變流器、非同步交流牽引電動機、分散式「MITRAC」微機控制系統，每套交流傳動系統進口價格達到166萬瑞士法郎，約合100萬美元。 兩台DJ型電力機車出廠後，赴北京環形鐵道試驗基地進行安全評估試驗，隨後又在西南交通大學牽引動力國家重點實驗室內的定置試驗台上進行了高速滾動試驗 。2000年12月，DJ型電力機車在廣深鐵路投入運用考核；2001年1月，DJ型機車在廣深鐵路進行了高速動力學性能試驗，最高試驗速度達到231公里/小時。2001年6月，兩台DJ型電力機車改配屬鄭州鐵路局鄭州機務段京武快車隊，擔當京廣鐵路北京西—鄭州—武昌（漢口）的客運交路。
DJ型電力機車從上線運行開始，雖然牽引性能達到設計要求，但運行情況一直不太穩定，其輔助變流系統、控制裝置故障較多，並且多次發現牽引拉桿座裂紋。例如在2001年9月13日，DJ型0002號機車牽引由武昌開往北京的T80次旅客列車，停靠邯鄲站時司機下車檢查，發現機車二端牽引梁與牽引拉桿座安裝焊接處四周開裂，防止了可能發生的脫軌事故 。此外，由於DJ型機車採用進口的交流傳動系統和微機控制系統，當系統發生故障時檢修較為困難並需要聯系國外廠家跟進。
2004年底，兩台DJ型電力機車完成運用考核後，封存於鄭州機務北段報廢線（鄭州北站下行出發場附近）至今。 在研製DJ型電力機車的同時，株洲電力機車廠、株洲電力機車研究所也開發了DJJ1型「藍箭」交流傳動高速客運電力動車組。「藍箭」電力動車組在很多方面與DJ型電力機車具有共通性，例如均採用了相同的Adtranz交流傳動系統和網路控制系統，兩者的輕量化車體結構、車頂夾層獨立通風、模塊化屏櫃設計大致相同。
由於DJ型電力機車的關鍵部件採用進口產品，因此生產成本較高，每台機車造價高達1500萬元人民幣。根據鐵道部的要求，株洲電力機車廠、株洲電力機車研究所在DJ型機車基礎上，於2001年研製了DJ2型電力機車。DJ2型機車的車體結構、轉向架、輔助系統等均沿用DJ型機車的設計，但以國產GTO水冷牽引變流器取代了進口IPM牽引變流器，牽引電動機、網路控制系統等均改用國產產品。

F. 你對機電一體化的發展前景有何看法

前景蠻好的，據前瞻產業研究院《2016-2021年中國光機電一體化行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》顯示，機電一體化專業在 機械技術、電腦技術、系統技術、自動技術、感測技術、伺服技術等方面都有涉及，總體前景看好。
機電一體化又稱機械電子工程，是機械工程與自動化相互融合的一門專業。是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合。
機電一體化技術專業應用領域廣泛。畢業生主要可從事數控設備的維護、調試、操作、製造、安裝和營銷等技術與管理工作，就業崗位群大。該專業培養具有機械、電子、液（氣）壓一體化技術基本理論，掌握機電一體化設備的操作、維護、調試和維修，掌握應用機電一體化設備加工的工藝設計和加工工藝的基本方法和基本技能的工程技術人才。還包括電、車、鉗三種工人的職業。
我國在機電一體化方面起步較晚，目前還有大量的應用要依靠進口設備技術，正處於起步急追的狀態，相關人才的需求整體呈上升趨勢。

G. 內燃機車和電力機車採用交流傳動的意義是什麼

主要是交流牽引電動機比直流（脈流）電機具有非常大的優勢
1、在同樣重量下交流電動機可以比直流電動機的功率大很多，比如SS8機車的ZD115型脈流牽引電動機重量大概是3.5噸，但是功率只有800千瓦；而HXD1B機車交流牽引電機1TB2822-OSF02隻有2.9噸重。而且機車用直流電動機由於存在換向器，所以功率不能太大，一般不能大於900千瓦。這能有效減小機車的簧下質量，利於機車高速運行
2、由於換向器的存在（換向器是個摩擦件），直流電動機每運行一段時間就必須對電機進行檢修，且換向器容易出現環火故障，燒壞換向器。而鼠籠式非同步交流牽引電動機沒有換向器，結構簡單，可靠性非常高，一般不需要進行檢修，只有在一定的時間對軸承進行檢修，維護費用大大降低。
3、交流電機結構簡單、緊湊，無換向器，極限轉速遠遠高於直流電動機，也適用於高速機車車輛。
4、交流電機機械特性比直流電機硬，這就使得交流機車在發生空轉時轉矩能迅速降低，能有效抑制空轉。所以交流機車的防空轉性能要好於直流機車。

H. DJ1型電力機車的發展歷史

1990年代初起，隨著世界上交流傳動技術的成熟和所具有的優點，已經逐步成為國際上電力機車發展的必然趨勢。為了加快中國電力機車從直流傳動向交流傳動的轉換，中華人民共和國鐵道部除了立項開發AC4000型交流傳動電力機車，同時並考慮通過採用技貿結合、合資生產方式引進國外先進技術，盡快縮短中國與世界先進水平間的距離。早於1993年底，株洲電力機車廠已經與德國西門子交通集團開始就引進電力機車的技術、合作形式進行洽談。
1997年3月底，中國機械進出口公司、中華人民共和國鐵道部與西門子交通集團正式簽訂了20台交流傳動電力機車的供貨和技術轉讓合同，合同總值7000萬歐元，由中國鐵道部借用奧地利政府貸款支付 。該型機車被定型為DJ1型，其中「D」代表電力機車、「J」代表交流傳動。DJ1型電力機車是由西門子公司以第二代「歐洲短跑手」（EuroSprinter）系列電力機車作為技術平台、在ES64F型電力機車（德國鐵路152型電力機車）基礎上，專門為中國鐵路設計製造的雙節重聯八軸重載貨運電力機車。機車採用交—直—交流電傳動系統，採用了非同步交流牽引電動機、水冷GTO牽引變流器、及「SIBAS 32」微機控制系統等技術。 根據合同規定，中國鐵道部訂購20台DJ1型電力機車，其中首3台（0001～0003）由奧地利西門子公司格拉茲工廠（Siemens SGP Verkehrstechnik GmbH）建造，並整車付運中國；其餘17台（0004～0020）則由西門子公司和株洲電力機車廠、株洲電力機車研究所合作，共同成立合資公司並通過技術轉讓負責本地組裝生產。為此，株洲電力機車廠、株洲電力機車研究所與德國西門子（中國）有限公司於1998年11月共同投資設立了株洲西門子牽引設備有限公司（STEZ），作為技術轉讓的承接單位，並負責生產交流傳動牽引系統的關鍵部件，西門子公司向中方轉讓的技術主要涵蓋車體、轉向架、主變壓器等部分 。DJ1型機車採用逐步提高國產化比率的方式，從第4台機車（首台國產化機車）開始採用國產化車體和屏櫃組件；從第15台機車開始使用國產化的交流傳動系統；最後一台機車盡量採用國產化零部件，包括轉向架等。
首台DJ1型電力機車於2001年5月31日在格拉茲工廠竣工；三台進口機車於2001年底經海路運抵中國天津港。2002年7月8日，首台中國國內生產的DJ1型電力機車在株洲西門子牽引設備有限公司下線，時任中國鐵道部總工程師王麟書和西門子交通集團機車部門總裁沃爾克·克費爾（Volker Kefer）出席了典禮 。至2003年7月，株洲西門子牽引設備有限公司生產的最後一台DJ1型機車出廠並交付使用。 2001年12月，首批三台從奧地利進口的DJ1型電力機車抵達中國後，其中0001號機車被送往中國鐵道科學研究院北京環形鐵道試驗基地，進行各種型式和性能試驗；0002號機車被送往株洲西門子牽引設備有限公司，用於生產技術的轉讓和培訓工作；0003號機車配屬鄭州鐵路局寶雞機務段秦嶺補機隊，在寶成鐵路秦嶺北坡區段（寶雞至秦嶺）作為補機投入運用。根據機車在三年保修期內發現的故障和問題，西門子公司先後對機車車鉤、齒輪箱、撤沙閥、控制線路、車頂渡板等部分進行改造，又改善了機車的控制軟體。
為了緩解中國大陸煤電油運緊張的狀況、使大秦鐵路運煤專線盡快在2004年實現年運量1.5億噸、2005年實現年運量2億噸的目標，中國鐵道部決定自2003年下半年開始在大秦鐵路開行單元萬噸重載列車，並進行了數次牽引運行試驗；而在此前由於受到當時中國鐵路技術條件限制，大秦線煤炭列車的牽引方式主要為韶山4型電力機車單機牽引5000～6000噸列車。2003年7月21日至27日，北京鐵路局、中國鐵道科學研究院合作，在大秦鐵路使用兩台DJ1型電力機車進行了萬噸列車牽引及制動試驗，對列車起動加速、緊急制動、坡停起動、列尾裝置、變電所供電容量等各種方面進行測試；試驗結果表明DJ1型電力機車具有雙機牽引萬噸列車的良好能力 。2003年8月，20台DJ1型電力機車全部改配屬北京鐵路局大同鐵路分局湖東電力機務段；同年8月31日，DJ1型機車正式投入大秦鐵路運用，擔當萬噸單元重載列車的牽引任務；2004年底，大秦線萬噸單元重載空車車列的機車交路進一步延伸至北同蒲鐵路和雲崗支線。
2007年7月起，湖東機務段開始配屬HXD1、HXD2「和諧」型大功率交流傳動電力機車，擔當大秦線2萬噸組合重載列車的牽引任務。隨著和諧型機車配屬數量的增加，逐步替代了原來的DJ1、韶山4型電力機車，成為大秦線重載運輸的主力車型。根據鐵道部的安排，湖東機務段於2009年上半年間陸續調出所有DJ1型機車 ，改配屬西安鐵路局新豐鎮機務段寶雞運用車間（原寶雞機務段）秦嶺補機隊，於2009年4月起再次在寶成鐵路秦嶺北坡區段投入運用，同時西安鐵路局並調整了貨物列車編組計劃，使寶成線的貨運牽引定數由2800噸提高到3500噸。
隨著機車使用年限和運行公里數的增加，DJ1型機車從2009年開始陸續進入第一個大修周期。由於DJ1型機車並沒有定點大修廠，其中修主要由寶雞機車檢修廠進行，而南車洛陽機車有限公司負責機車輪對大修。然而，由於DJ1型機車數量僅20台，造成小批量生產的國產零部件價格較高，而進口零件越趨缺乏的情況下，對機車檢修造成困難，加之在大秦鐵路中超負荷的運用，因此部分機車曾長期停機待修或封存。根據這一情況，寶雞運用車間制定了「維持使用，損壞一台，報廢一台」的原則，直至全部報廢。截止2012年年底，共有12台機車封存並拆解部分零件供另外8台使用。盡管如此，8台在運用的機車依舊「帶病工作」。
2013年3月末，DJ1型機車被全部停用封存（其中0015號機車封存於寶雞電機段），補機任務全部由HXD3型電力機車以及少量SS4型電力機車擔當。 DJ1型電力機車是雙節重聯的八軸大功率干線貨運用電力機車，由兩節完全相同的四軸機車通過中間車鉤、橡膠聯掛風擋、電氣及空氣重聯管線等連接而成，之間並設有中間走廊連通，車頂設有25千伏高壓連接線；每節機車是一個完整的獨立系統；可由司機在任何一端司機室對兩節機車進行控制。車體為焊接式整體承載結構，車內設備採用兩側屏櫃化布置，並設中間貫通走廊。車頂外置設備較少，每節機車後部車頂設有一台單臂式受電弓，以及賽雪龍公司（Sécheron）的真空斷路器、避雷器等高壓設備。卧式牽引變壓器安裝於車底中部，與電抗器共用冷卻油箱。司機室運用歐洲標準的人機工程學設計，適應單司機執乘，並成為了日後被中國鐵道部廣泛推廣應用的標准化司機室設計基礎。DJ1型機車採用了車體獨立通風方式，從車頂頂蓋夾層風道吸入冷風，向發熱部件冷卻後從車底排出，並維持機械間呈微正壓，改善機車防塵效果及防寒性能。機車軸式為2×（Bo-Bo），持續功率為6400千瓦；機車標准軸重為23噸，並可以通過增加壓鐵提高到25噸；機車並設有「加速模式」，當牽引列車啟動時機車最大功率可達到8100千瓦，使用時間限制為十分鍾，以提高列車啟動加速能力。
DJ1型機車出廠時均使用西門子8WL0-138-6YG69型受電弓。自2004年2月份起，運用單位發現一些受電弓出現裂紋及轉軸彎曲等問題，為保障行車安全遂委託路外單位研製了國產的XD-200型受電弓。四台XD-200受電弓分別安裝在4輛機車上進行運用試驗；至2006年，所有DJ1型機車均在中修期間陸續改用XD-200型受電弓，並陸續被推廣至後期的韶山4型、韶山8型、韶山9型等電力機車使用。 DJ1型電力機車是交—直—交流電傳動的單相工頻交流電力機車，每節四軸機車的主電路由主變壓器、牽引變流器、牽引電動機三大部分構成。接觸網導線上的25千伏單相工頻交流電電流，經受電弓進入機車後經過主斷路器再進入主變壓器，交流電經過主變壓器的三個牽引繞組後，分別向三組四象限脈沖整流器供電並整流為直流電，然後經過兩組並聯工作、電壓為2400～2600伏的中間直流迴路，再由兩個牽引逆變器轉換成三相交流電輸出，分別向兩台轉向架上的四台非同步牽引電機供電，使牽引電動機產生轉矩，將電能轉變為機械能，經過齒輪的傳遞驅動輪對。
機車採用了西門子公司開發的VVVF牽引變流器，每節機車均有一台牽引變流器櫃，內部包含了3個四象限整流器、2個逆變器以及中間電路電容器、保護模塊、牽引控制單元（TCU）等設備。其中四象限整流器和逆變器由相同的功率控制模塊組成，採用了與ES64F型電力機車相同的水冷GTO模塊（4.5kV/3kA）。DJ1型電力機車採用西門子公司的1TB2624型鼠籠式三相非同步牽引電動機，額定功率為817千瓦，冷卻方式為強迫通風，採用直接轉矩控制（DTC）。此外，DJ1型機車也繼承了西門子交流傳動系統的特點，當機車起動加速時其GTO牽引變流器會發出音階磁勵音，與ES64U2型電力機車類似。 每節機車擁有兩台二軸轉向架，是以ES64F型電力機車的轉向架為基礎設計。轉向架構架採用鋼板焊成箱形結構的「H」型構架，輪對軸箱採用拉桿定位。一系懸掛採用螺旋彈簧；二系懸掛為高撓螺旋圓彈簧配橡膠墊，並設有垂向液壓減振器。牽引力或制動力通過中間低位推挽式斜拉桿牽引裝置傳遞。牽引電動機採用滾動軸承抱軸式半懸掛、單邊剛性直齒傳動。基礎制動裝置為輪盤制動；停放制動裝置為蓄能制動。

I. 電力機車和內燃機車電機的工作原理

電力機車
電力機車由：機械部分，電氣部分和空氣管路系統三部分組成。

機械部分
包括走行部和車體。走行部是承受車輛自重和載重在鋼軌上行走的部件，由2軸或3軸轉向架以及安裝在其上的彈簧懸掛裝置、基礎制動裝置、輪對和軸箱、齒輪傳動裝置和牽引電動機懸掛裝置組成。車體用來安放各種設備，同時也是乘務人員的工作場所，由底架、司機室、台架、側牆和車頂等部分組成。司機室設在車體的兩端，有走廊相通。司機室內安裝控制設備，如司機控制器、制動閥、按鈕開關、監測儀表和信號燈等。兩司機室之間用來安裝機車的全部主要設備，有時劃分成小室，分別安裝輔助機組、開關設備、換流裝置以及牽引變壓器等。部分電氣設備如受電弓、主斷路器和避雷器等則安裝在車頂上。車鉤緩沖裝置安裝在車體底架的兩端牽引樑上。車體和設備的重量通過車體支承裝置傳遞到轉向架上，車體支承裝置並起傳遞牽引力與制動力的作用。

電氣部分
機車上的各種電氣設備及其連接導線。包括主電路、輔助電路、控制電路以及它們的保護系統。①主電路：電力機車的最重要組成部分。它決定機車的基本性能，由牽引電動機以及與之相連接的電氣設備和導線共同組成。在主電路中流過全部的牽引負載電流，其電壓為牽引電動機的工作電壓,或者接觸網的網壓,所以主電路是電力機車上的高電壓大電流的動力迴路。它將接觸網上的電能轉變成列車牽引所需的牽引動力。②輔助電路：供電給電力機車上的各種輔助電機的電氣迴路。輔助電機驅動多種輔助機械設備，如冷卻牽引電動機和制動電阻用的通風機，供給各種氣動器械所需壓縮空氣的壓縮機等。輔助電機可以是直流的，也可以是非同步的。③控制電路：由司機控制器和控制電器的傳動線圈和聯鎖觸頭等組成的低壓小功率電路。控制電路的作用是使機車主電路和輔助電路中的各種電器按照一定的程序動作。這樣，電力機車即可按照司機的意圖運行。④保護系統：保證上述各種電路的設施。

空氣管路系統
按用途可分為：
①供給機車和車輛制動所需壓縮空氣的空氣制動氣路系統。
②供給機車電氣設備所需壓縮空氣的控制氣路系統。
③供給機車撒砂裝置、風嗽叭和刮雨器等輔助裝置所需壓縮空氣的輔助氣路系統。
作用：是風壓的通道，為機車受電弓上升，機車制動，機車散熱提供風源

內燃機電車

基本結構
內燃機車由柴油機、傳動裝置、輔助裝置、車體走行部（包括車架、車體、轉向架等）、制動裝置和控制設備等組成。

柴油機
內燃機車的動力裝置，又稱壓燃式內燃機。主要結構特點包括汽缸數、汽缸排列形式、汽缸直徑、活塞沖程、增壓與否等。現代機車用的柴油機都配裝廢氣渦輪增壓器，以利用柴油機廢氣推動渦輪壓氣機，把提高了壓力的空氣經中間冷卻器冷卻後送入柴油機進氣管，從而大幅度提高了柴油機功率和熱效率。柴油機工作有四沖程和二沖程兩種方式，同等轉速的四沖程機的熱效率一般高於二沖程，所以大部分採用四沖程。從轉速來看，分為高速機、中速機和低速機。為滿足各種功率的需要，生產有相同汽缸直徑和活塞的各種缸數的產品。功率較小用6缸、8缸直列或8缸V型，功率較大用12、16、18和20缸V型，其中以12、16缸的最為常用。

傳動裝置
為使柴油機的功率傳到動軸上能符合機車牽引要求而在兩者之間設置的媒介裝置。柴油機扭矩—轉速特性和機車牽引力—速度特性完全不同，不能用柴油機來直接驅動機車動輪：柴油機有一個最低轉速，低於這個轉速就不能工作，柴油機因此無法啟動機車；柴油機功率基本上與轉速成正比，只有在最高轉速下才能達到最大功率值，而機車運行的速度經常變化，使柴油機功率得不到充分利用；柴油機不能逆轉，機車也就無法換向。所以，內燃機車必須加裝傳動裝置來滿足機車牽引要求。
常用的傳動方式有機械傳動、液力傳動和電力傳動。
液力傳動箱、車軸齒輪箱、萬向軸等組成。液力變扭器（又稱變矩器）是液力傳動機車最重要的傳動元件，由泵輪、渦輪、導向輪組成。泵輪和柴油機曲軸相連，泵輪葉片帶動工作液體使其獲得能量，並在渦輪葉片流道內流動中將能量傳給渦輪葉片，由渦輪軸輸出機械能做功，通過萬向軸、車軸齒輪箱將柴油機功率傳給機車動輪；工作液體從渦輪葉片流出後，經導向輪葉片的引導，又重新返回泵輪。液力傳動機車（圖2）操縱簡單、可靠，特別適用於多風沙和多雨的地帶。
電力傳動分為三種：（a）直流電力傳動裝置。牽引發電機和電動機均為直流電機，發動機帶動直流牽引發電機，將直流電直接供各牽引直流電動機驅動機車動輪。（b）交—直流電力傳動裝置。發動機帶動三相交流同步發電機，發出的三相交流電經過大功率半導體整流裝置變為直流電，供給直流牽引電動機驅動機車動輪。（c）變—直—交流電力傳動裝置。發動機帶動三相同步交流牽引發電機，發出的交流電通過整流器到達直流中間迴路，中間迴路中恆定的直流電壓通過逆變器調節其振幅和頻率，再將直流電逆變成三相變頻調壓交流電壓，並供給三相非同步牽引電動機驅動機車動輪。電力傳動機車的應用最為廣泛。

J. 什麼是電力火車

1879年出世的世界第一台電力機車，是利用兩條鐵軌之間的第三條軌將電力引進機車里的。這種供電方式適合於電壓和功率都比較低的情況。
隨著電力機車的發展，要使它跑得快，運載量大，就得提高電力機車供電系統的電壓和功率，因而需要使用高壓輸電線和變電裝置。在這種情況下，就不能再使用設在地面上的第三條軌供電的方式了，因為這既不安全，又給使用帶來不便。
1881年，德國試驗成功一種適合以高壓輸電線供電的電力機車新的供電系統，叫做「高架接觸網」供電系統，也就是將電力機車的供電線路由地面轉向空中。實際上，這種供電系統和現在城市中的有軌電車相似，在車頂上裝著一條「長辮子」。它與以前使用蓄電池的電動機車的主要不同在於，它自身不帶電源，由電廠供電，所以機車的結構比較簡單，但需要一套供電設備。
這種裝有「長辮子」的火車，依靠裝在車頂上的受電弓子把電力從架在空中的電線上引到機車里。高壓輸電線送來的電是高達110千伏的三相交流電，必須經過牽引變電所變成25千伏的單相交流電，方能供機車使用。因此，在電力機車行駛的鐵道沿線上，每隔50公里左右設一個牽引變電所。變電所的電又被送到鄰近的沿線接觸網上，通過機車上的受電弓將交流電引到機車的整流器上，把交流電變成直流電，使直流電動機旋轉，再經過一套傳動裝置，帶動車輪轉動，機車就會跑動起來。
電力機車雖然問世較早，但直到20世紀60年代才開始受到人們的重視，被大量普遍地使用起來，已成為鐵路機車家族中的佼佼者。
人們將電力機車稱為神通廣大的「火車頭」，就是因為它比蒸汽機車有著以下獨特的優點：
一是它的馬力大，拉得多、跑得快、爬坡的勁頭足。例如，我國在 50年代末期修築的第一條電氣化鐵路——寶 （雞）成（都）鐵路，就充分發揮了電力機車的優越性。從寶雞到成都，第一道關口就是要翻越氣勢雄偉的秦嶺。過去用3台蒸汽機車拉一列950噸貨車上秦嶺時，像老牛拉車每小時才行走18公里。蒸汽機車下坡時是靠閘瓦制動的，而閘瓦因摩擦就會變熱，如果不及時冷卻就難以將機車制動住。為了保證行車的安全，蒸汽機車的下坡速度比爬還慢，有時甚至走走停停，以便使受熱的閘瓦有足夠的時間冷卻。後來用3台電力機車取代同樣數量的蒸汽機車，就能拉著2400噸的貨物，以時速50公里快速上坡，比蒸汽機車在運貨量和速度上都提高了近兩倍。電力機車下坡時，採用電阻制動，使列車能以每小時40公里的速度下坡，既快速又安全。
二是電力機車用的是「干凈」的電能，它不冒黑煙、揚灰渣，因而不會污染環境。即便是通過幾公里長的隧道，旅客也不必擔心濃煙和廢氣熏人，也不會被討厭的煤灰渣迷住眼睛或弄臟衣服。機車駕駛人員也能在寬敞明亮的司機室進行操作。
三是電力機車操作簡便，出車前的准備時間短，不像蒸汽機車那樣，既要裝煤，又要加水，也不像內燃機車需要加油。無論是在缺水的沙漠地帶，或是在冰天雪地的寒冷地區，只要有電力供應，電力機車就能牽引列車晝夜行駛。
四是電力機車使用的是電能，既可由煤炭、石油來發電，也可由水力、核能、天然氣、地熱、太陽能等發電，能量來源比蒸汽機車和內燃機車豐富，而且效率高。蒸汽機車的熱效率只有 7%；內燃機車的熱效率較高，也僅為28%；而採用火力發電的電力機車，其效率可達30%，若以水力發電時，熱效率高達60%～70%。
本世紀50年代，由於石油得到大量開采，價格低廉，所以世界各國郡在研製和使用內燃機車，而把電子機車放在次要地位。但是，在石油生產國提高石油價格，發生了世界性的石油危機之後，人們又把注意力轉向了電力機車，從而促進了電力機車的迅速發展。
當時歐洲各國的電力機車的發展較快，如瑞士、荷蘭等國研製的電力機車和供城市交通使用的有軌電車。日本製成了一種交直流兩用電力機車，使用更為方便。
我國對電力機車使用很重視，除了建成寶成路電氣化線路外，又修建了多條電氣化線路，大大提高了機車的運載量。與此同時，我國還研製成了「韶山」型電力機車，也投入使用。
電力機車除了在鐵路和城市地面交通（即有軌電車）使用外，還多用於城市中地鐵，如義大利米蘭市地鐵、我國北京地鐵用的電力機車等。現在的北京地鐵電力機車上的「長辮子」已經不見了。這是怎麼回事呢？原來，它是將「長辮子」從車頂上移到鐵軌旁邊的路基上。這樣，架設和檢修都很方便，但路軌附近有觸電的危險，所以嚴禁乘客跳下站台，以保證人身安全。
目前，有的國家已製成了具有萬匹馬力的電力機車，使火車的速度超過了每小時200公里。還有的在研製14000馬力的大功率電力機車，將會使火車的速度得到進一步提高。看來，電力機車將有著美好的發展前景。
二、交直流電傳動機車動作原理
機車蓄電池供96V啟動，80KW啟動發電機。啟動發電機發動機車柴油機，柴油機運轉帶動同步主發電機運行，45KW的感應子勵磁機通過整流輸出直流電給同步主發電機轉子勵磁，主發電機正常發電，（當柴油機運轉後 啟動發電機轉成他勵發電機運行發出110V恆定直流電，供給空壓機以及一些機車輔助設備，另外再給機車蓄電池充電），同步主發電機發出三相交流電，經過主整流櫃，供給六台直流牽引電機，最後，機車啟動。
三、電力機車結構原理
電力機車是從接觸網獲取電能，再利用牽引電機驅動的機車，是非自帶能源式的機車。
四、電力機車種類
1、直流電力機車
這種機車在國內應用最廣，城市電車、地鐵、鐵道運輸等方面都有應用，但受接觸網電壓的影響，機車功率受到一定限制。
2、單相低頻交流電力機車
這種機車採用單相整流子牽引電機（現在也有用直流他勵牽引電機的），主要問題是整流要求採用較低的供電頻率比如16又三分之二赫茲或者25赫茲這種機車在歐美有應用，需要設立專門的發電廠和變頻裝置。
3、單相工頻交流電力機車（整流器式電力機車）
這種機車是國內普遍採用的，像韶山1型、韶山3型等。
4、其他
（1）、採用直流他勵牽引電機的機車 像韶山2型
（2）、採用交流無換向器牽引電機的機車交－直－交制 交－交制的機車已經在這種系統中應用,像德國的ICE型高速電動車組株洲廠的DJ2型等等,電力機車由機械、電氣、空氣管路三大系統組成,下面簡要說一下 整流器式和交直交電力機車原理：接觸網供單相交流電－機車內牽引變壓器降壓－整流後變成直流電－供給直流牽引電機－牽引電機旋轉帶動機車運行