一、项目名称
《基于自主技术平台的系列化大功率交流传动电力机车研发及应用》 二、推荐单位 国家铁路局 三、项目简介
国民经济的快速发展、国家科技方针政策和《中长期铁路网规划》对我国轨道交通装备现代化提出了更高要求，重载与高速作为现代轨道交通装备的两大技术主流，大功率交流传动电力机车成为实现重载货运的必然选择。由于国内现有的重载机车基础相对薄弱，国外产品技术封锁且对国内运用条件多样化不适应，因此从2006年开始，南车株洲电力机车有限公司牵头，联合株洲南车时代电气股份有限公司、南车株洲电机有限公司等单位，开展了和谐1型八轴9600kW（HXD1）、六轴9600kW（HXD1B）、六轴7200kW（HXD1C）等电力机车产品的研发，成功构建了大功率交流传动电力机车创新平台，形成了单轴功率1200kW、1600kW的六轴和八轴系列化产品，目前已有2179台机车在13个铁路局（公司）的25个机务段投入运用。
1.主要技术创新 （1）攻克了交流传动电力机车系统多学科交叉、界面耦合最优化技术难题，研发了适用于不同运用环境条件、不同运用需求的高性能、高效率的系列化大功率交流传动电力机车产品。
（2）创建了包括电网、牵引变压器、牵引变流器、牵引电机的系统动态数学模型，解决了大功率交流传动牵引系统车网匹配、动态响应、鲁棒性、轮轨粘着利用等世界级共性技术难题。
（3）首创了钢弹簧“零点漂移”和三向刚度解耦的轴箱单拉杆式悬挂技术，研制了大功率交流传动电力机车两轴/三轴转向架。 （4）首创了五路纵向力流分散传递整体承载式的车体结构技术、机车冲击碰撞时三级吸能技术，研制了高强度、长疲劳寿命、高安全性的电力机车车体。 （5）首创了EP闭环模拟控制、电子分配阀控制和智能化诊断等技术，研制了基于分布式网络架构的微机控制机车制动系统。
2.授权专利
本成果已形成专利90项，其中：发明专利25项，实用新型专利65项；软件著作权4项，专著1项，论文73篇。
3.技术经济指标
截止2013年12月，南车株洲电力机车有限公司累计销售大功率交流传动电力机车产品2179台，其中HXD1型机车323台、HXD1B型机车650台、HXD1C型机车1206台。2011年1月至2013年12月，南车株洲电力机车有限公司累计销售大功率交流传动电力机车产品670台，实现销售收入1933983.08万元，产生利润307013.03万元，累计上缴各项税费达到67772.58万元。
4.应用推广及效益
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系列化大功率交流传动HXD1、HXD1B、HXD1C等电力机车均已成为我国铁路牵引的主力机型，目前已有2179台机车在13个铁路局（公司）的25个机务段投入运用。最先配属的武汉铁路局、郑州铁路局、兰州铁路局、广州铁路（集团）公司等已累计完成货物运量281351356.1万吨公里，创经济效益2171.08亿元。
同时，机车制造技术的平移促进了国内其它轨道交通装备企业的技术升级，通过项目构建的完整的供应商体系提高了配件和材料供应商的配套能力，拉动了轨道交通装备相关产业的发展。
四、主要完成人及技术贡献
1. 傅成骏（单位：南车株洲电力机车有限公司），技术贡献：全面主持系列化大功率交流传动电力机车项目中HXD1B、HXD1C的设计技术、制造技术和试验技术平台的构建；组织完成了HXD1B、HXD1C型机车的总体技术方案、系统集成、转向架、车体和制动系统等核心部件技术参数的制定和研发工作。并对HXD1型机车的设计规划进行了全面指导。
2. 李扬（单位：南车戚墅堰机车有限公司），技术贡献：协助主持完成了系列化大功率交流传动电力机车中的HXD1B和HXD1C的设计技术、制造技术和试验技术平台的构建；主要负责HXD1B、HXD1C型机车的总体技术方案、电气系统、车体等核心部件技术的研发工作。
3. 樊运新（单位：南车株洲电力机车有限公司），技术贡献：负责组织完成了系列化大功率交流传动电力机车中的HXD1、HXD1B和HXD1C的设计技术、制造技术和试验技术平台的构建；主要负责HXD1、HXD1B和HXD1C型机车的总体技术方案、电气系统、网络控制系统等核心技术的研发工作，构建了机车车网匹配技术体系。
4. 索建国（单位：南车株洲电力机车有限公司），技术贡献：全面负责系列化大功率交流传动电力机车项目中HXD1型机车的设计技术、制造技术和试验技术平台的构建；组织完成了HXD1机车的总体技术方案、系统集成、转向架、车体和制动系统等核心部件技术参数的制定和研发工作。参与了HXD1B和HXD1C型机车的总体技术方案的确定工作。
5. 陈喜红（单位：南车株洲电力机车有限公司），技术贡献：负责组织系列化大功率交流传动电力机车项目中HXD1、HXD1B和HXD1C型机车转向架的设计研发工作。
6. 刘可安（单位：株洲南车时代电气股份有限公司），技术贡献：负责组织系列化大功率交流传动电力机车项目中HXD1和HXD1C型机车牵引变流器和网络控制系统的设计研发工作。
7. 江有名（单位：南车株洲电机有限公司），技术贡献：负责组织系列化大功率交流传动电力机车HXD1、HXD1B和HXD1C型机车牵引变压器和牵引电机的设计研发、样机试制、型式试验、装车运行服务等工作；参与了大功率交流传动电力机车的牵引变压器和牵引电机的技术方案及主要参数的确定。
8. 康明明（单位：南车株洲电力机车有限公司），技术贡献：负责
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系列化大功率交流传动电力机车项目中HXD1和HXD1C型机车的总体研发设计工作，主要负责各系统部件技术接口设计、系统计算和试验；并参与了HXD1B机车的研发设计工作。
9. 彭新平（单位：南车株洲电力机车有限公司），技术贡献：负责系列化大功率交流传动电力机车项目中HXD1B型机车的总体研发设计工作，主要负责机车各部件技术接口设计、系统计算和试验。参与了HXD1、HXD1C机车的研发设计工作。
10. 金希红（单位：南车株洲电力机车有限公司），技术贡献：负责系列化大功率交流传动电力机车项目中HXD1、HXD1B和HXD1C型机车车体及有关机械结构的主管设计工作。
11. 高殿柱（单位：南车株洲电力机车有限公司），技术贡献：负责系列化大功率交流传动电力机车项目中HXD1、HXD1B和HXD1C型机车制动系统的主管设计，主要完成机车管路制动及电气制动的设计、试验验证和运行考核等相关工作，具体在机车自动制动、单独制动、紧急制动、列车管流量检测等方面具有创造性贡献。
12. 陈清明（单位：南车株洲电力机车有限公司），技术贡献：负责系列化大功率交流传动电力机车项目中HXD1、HXD1B和HXD1C型机车转向架及主要零部件（包括构架、轮对驱动装置、牵引装置、悬挂系统等）的总体设计, 确定了各转向架的基本结构、主要技术参数，参与了转向架试制、试验、运用维护等工作。
13. 王位（单位：南车株洲电力机车有限公司），技术贡献：负责系列化大功率交流传动电力机车项目中HXD1和HXD1B型机车的总体研发设计工作，主要负责机车部件技术接口设计、总体参数确定及设备布置、机车重量管理及防火、电磁兼容设计工作；提出了机车高舒适型、安全性和可维护性的设计思路和方法，并搭建了司机室小气候仿真模型；参与了HXD1C型机车的研发设计工作。
14. 李希宁（单位：南车株洲电力机车有限公司），技术贡献：负责系列化大功率交流传动电力机车项目中HXD1型机车的总体技术方案确定，主要负责电气系统、车体和制动系统等核心部件的研发工作；并参与了HXD1B 、HXD1C型机车的运用维护、优化工作。
15. 高首聪（单位：株洲南车时代电气股份有限公司），技术贡献：负责协助完成系列化大功率交流传动电力机车项目中HXD1和HXD1C型机车牵引变流器和网络控制系统的设计研发工作。
五、主要完成单位及创新推广贡献
1. 南车株洲电力机车有限公司，创新推广贡献：
本单位负责项目的总体研制思路、研制内容、技术路线、设计方案、制造和试验。主要贡献包括：
攻克了交流传动电力机车系统多学科交叉、界面耦合最优化技术难题，研发了适用于不同运用环境条件、不同运用需求的高性能、高效率的系列化大功率交流传动电力机车产品。首创了钢弹簧“零点漂移”和三向
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刚度解耦的轴箱单拉杆式悬挂技术，研制了大功率交流传动电力机车两轴/三轴转向架。首创了五路纵向力流分散传递整体承载式的车体结构技术、机车冲击碰撞时三级吸能技术，研制了高强度、长疲劳寿命、高安全性的电力机车车体。首创了EP闭环模拟控制、电子分配阀控制和智能化诊断等技术，研制了基于分布式网络架构的微机控制机车制动系统。
截至2013年12月31日，系列化大功率交流传动HXD1、HXD1B、HXD1C等电力机车产品，已广泛运用于京广、陇海、兰新、湘渝、沪昆、大秦等铁路干线的重载货运牵引，大幅度提高了我国货运列车的运行速度和牵引定数，为大宗物资周转、国民经济健康持续发展提供了动力。
2. 株洲时代电气股份有限公司，创新推广贡献：
株洲南车时代电气股份有限公司向该项目注入了与轨道交通技术开发、产品生产、试验检测技术等相关的各类资源。作为本项目的主要承担单位之一，与南车株洲电力机车有限公司开展了良好合作，在大功率交流传动机车牵引系统等方面取得了一系列研究成果。
株洲南车时代电气股份有限公司研制的大功率电力机车交流传动电气系统包括车载网络控制系统、牵引变流器、辅助变流器等，拥有全部核心技术与众多创新点，具有完全自主知识产权，属于国内唯一首创，达到国际领先水平。大功率电力机车交流传动电气系统，极大提高了我国电力机车装备的现代化水平，并实现了大功率电力机车电气系统核心技术的全面自主化和可持续发展，完成了我国电力机车核心技术的飞跃。
大功率电力机车电气系统项目成果已经广泛应用于HXD1C型电力机车、高原型电力机车、HXD1型机车以及出口南非双流制电力机车上装车，总装车量1300多台。同时，凭借产品显著的性价比优势，项目成果的推广应用，在国内、国际市场与西门子等跨国公司同台竞技，具有广阔的市场前景和巨大的经济、社会效益。
3. 南车株洲电机有限公司，创新推广贡献：
南车株洲电机有限公司负责大功率交流传动电力机车牵引电机和牵引变压器的研制工作，包括该项目产品的规划、设计、工艺、制造、试验、运行考核等工作，并取得了以下的创新成果：
建立了大功率交流传动电力机车牵引电机和牵引变压器的技术平台；以及完善的交流传动大功率牵引电机和牵引变压器的设计计算方法、工艺制造技术和质量保证体系；实现了牵引电机在单位重量扭矩和功率的大幅度提升，解决了牵引变压器横向漏磁导致内部局部过热的问题，同时提升了抗短路冲击的能力，为大功率交流传动电力机车的大批量生产和应用做了较大贡献。
六、推广应用情况
基于本项目已研制了HXD1、HXD1B、HXD1C等各型大功率交流传动电力机车，截至2013年12月31日，上述车型已投入运用2179台，其中HXD1型机车323台、HXD1B型机车650台、HXD1C型机车1206台，分别配属在武汉、太原、郑州、成都、南昌、兰州、乌鲁木齐、西安、上海、
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北京、南宁、广铁集团、青藏铁路公司等13个铁路局（公司）的25个机务段，广泛运用于京广、陇海、兰新、湘渝、沪昆、大秦等铁路干线的重载货运牵引，实现了单机5000-10000吨的运输能力，大秦铁路组合列车实现了20000吨的重载牵引，大幅度提高了我国货运列车的运行速度和牵引定数，为大宗物资周转、国民经济健康持续发展提供了动力。
七、主要知识产权证明目录
序号 知识产权类别 知识产权具体名称 国家 （地区） 授权号 授权日期 证书编号 权利人 发明人 樊运新、严罡、蓝正升、陈立胜、毛业军 樊运新、颜罡、蓝正升 傅成骏、陈喜红、陈清明等 颜罡、金希一种电力机车组网侧电路 南车株洲电中国 ZL201110385755.4 2013.08.14 第1255402号 力机车有限公司 红、成本权、张振华、韩行一、温中建、康明明 一种交流传动电力机5 发明 车的传动系统测试方法及装置 中国 ZL201110115229.6 日 2013年4月24第1182077号 株洲南车时代电气股份有限公司 南车株洲电6 发明 一种电力机车顶盖 一种流线型机车司机7 发明 室三维曲面蒙皮成型方法及模具 用于机车电空制动机的制动控制单元 中国 ZL200610032091.2 2008.9.24 第430217号 中国 ZL201110038842.2 2012.10.31 第1068882号 力机车有限公司 南车株洲电力机车有限公司 南车株洲电中国 200810031853.6 2010.12.15 第715868号 力机车有限公司 软著登字第0203543号 南车株洲电力机车有限公司 南车株洲电力机车有限公司 刘可安、王坚、应婷、何海兴、许为 樊运新、闵阳春 张金云、闵阳春、袁文辉 刘豫湘、刘泉、高殿柱、方长征、邓李平 1 发明 一种机车高压安全联锁保护系统 南车株洲电中国 ZL200610136800.1 2009.10.14 第559409号 力机车有限公司 南车株洲电中国 ZL201010148383.9 2011.11.09 力机车有限公司 南车株洲电中国 ZL200910258656.2 2012.3.28 第926618号 力机车有限公司 2 发明 一种机车过分相控制方法 高粘着重载货运机车Co转向架 3 发明 4 发明 8 发明 9 著作权 机车连挂仿真软件 DK-2型机车电空制动中国 ZL2010SR015270 2010.04.08 10 著作权 机主控制软件[简称：DK-2制动机主控制软件]V1.0 中国 2009SR047407 2009.10.20 著登字第0174406号 八、项目曾获科技奖励情况 2012年01月20日，“大功率交流传动9600KW六轴货运电力机车”荣获2011年湖南省科技进步一等奖。
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