电力机车

目前，地下铁路已全面使用电力机车，地面铁路也已全面推广使用电力机车。所以，研究电力机车的节能技术，显得十分必要。研究电力机车的节能技术可从以下几个方面开展：

1.降低机车运行阻力机车（含其所挂的车厢，以下均同）在轨道上的运行阻力由两部分组成，分别是机械阻力和空气阻力。其计算公式如下：

公式中，u为机车速度；m为机车质量；F为车辆截面积；L为机车长度；S为车辆截面周长；a，b，c，d为常数。公式右边的第一部分是机械阻力，与列车质量成正比，可以通过车辆轻量化及降低轮轨间滚动摩擦阻力以及轴承等的摩擦阻力来降低机械阻力。第二部分是空气阻力，与速度的平方成正比，能够通过缩小车辆截面，改进头车形状，使车体表面平滑化等，改进空气动力学特性来降低空气阻力。运行中的列车，除了上坡道（要克服坡道阻力）及加、减速运行所必需的力外，还要克服运行阻力，因此，如能降低运行阻力，则能以较小的力运行，达到降低能耗的目的。

2.减轻车辆重量　减轻车辆重量可明显降低运行阻力中的机械阻力，并可降低上坡道阻力；同时，因为加、减速时用较小的力即可获得所需的加、减速度，所以能减少车辆的拉力、制动力；另外，减轻车辆重量对于降低动能的效果也很大。由于动能与速度的平方及质量成正比，所以，减轻车辆重量能抑制随高速化而增大的制动吸收能，例如，速度从200千米/小时提高到260千米/小时，动能增加70％左右；但是，如果重量降低35％，则动能反增加10％左右，其节能效果十分显著。(www.daowen.com)

3.采用再生制动系统　再生制动系统可将制动时产生的动能转变为电能返回接触网。如能有效利用这种电能，则可实现电力系统总体节能。

4.改善功率因数　采用先进的PWM逆变器控制功率因数，可使受电弓处的功率因数为1，而以往的晶闸管连续相位控制的直流电动机驱动方式的功率因数为0.8左右。所以，受电弓处的电流大约可降低20％，输电损耗减少，利于节能。虽然效果并不是很明显，但能在车辆高速化后输出增加时抑制电力设备容量的增大，减少设备投资，达到间接节能的目的。

5.降低机器损耗　提高机车驱动系统的电气设备效率，减少了从牵引变压器的输入到牵引电动机输出的电力损耗，从而达到节能的目的。由于地面设备的尺寸及重量受制约比车上小，所以，考虑与总体效率提高相结合，车上机器设备（主要是电气设备）必须设置在电动车组的车地板下，虽然体积与重量受制约大，丧失一些机器设备的效率，但通过设备的小型和轻型化，也可取得总体的节能效果。