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DJF1中原之星 - 早期探索时期 - 记录动车组列车发展历程——慧伊创新科技(北京)有限公司
图 / 来自网络

DJF1中原之星

2001年11月问世,共1组

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动车组列车
早期探索
DJF1中原之星
概述

DJF1型(“中原之星”号)是株机厂、四方厂、株洲所和郑州铁路局于2001年联合研制的我国第一代高速动力分散型交流传动电动车,设计速度200 km/h,研制过程中首次实现用户的全程参与。

技术特征

DJF1动车组是南车四方和株洲电力机车厂、株洲电力机车研究所分别作为客车车辆、轨道电力牵引和变流技术的领先企业,本着强强联合、优势互补的基本思路共同开发的产品,开发代号ZSD01。设计过程中进行三种车型的车体钢结构及内装和三种转向架的设计,2001年4月份进行了方案设计的专家级评审,该车组适用于铁路干线中途短途的快速旅客运输,具有舒远安全、高速、环保等特点,在研制过程中充分考虑了电动车组的技术发展趋势,依靠国内现有的技术力量,在交流传动、微机网络控制、空电联合制动、轻量化等核心技术领域形成了自主知识产权。

该动车组为动力分散型,出厂时为2单元6辆编组,采用两动一拖共3节车作为一个基本动力单元,全列车由两个基本单元组成。其编组形式和车种为=Mc+Tp+M+M+Tp+Mc=,可根据实际需要,以基本动力单元为单位实现列车的扩编,如扩编成12节或14节等形式。采用AC25kV单弓受流方式,电传动方式为交一直一交,动车轴式为B0-B0。全列电动车组共计16台牵引电动机,均采用JD112型鼠笼式4极异步牵引电动机。与本电机配套的逆变器为2点式交—直—交IGBT电压源逆变器,中间回路电压为1 500 V。所采用的控制方式为直接力矩控制,一台逆变器给一个动力车上4台电机供电。本电机采用的悬挂方式为架悬式,弹性连轴节一级减速齿轮传动,传动比为89/21。二重四象限脉冲整流器将牵引变压器二次侧的790 V交流电压变换成稳定的1500 V直流电压,经中间环节二次滤波,由VVVF三相逆变器驱动四台200 kW的牵引电动机工作。因为中间电压为1500 V,所以采用两点式电路。主变流器的开关元件使用3300 V/1200 A的IGBT,其优点是可靠性好,驱动功耗小,开关频率高,使噪声得到了有效的控制,增加了车内的舒适度。动车组的两个基本单元的设备布置完全相同。

根据动车组的用途、客车车辆布置的传统,考虑到各车辆重量的均衡分配、电气和机械连接的方便,低压电器设备布置在车厢内,且全部统一布置在车辆Ⅰ位端,给水卫生设备集中统一布置在车辆Ⅱ位端,牵引、变流以及制动设备布置在车体底架以下,空调设备及高压电缆布置在车顶。采用微机通信网络控制技术,通过列车总线和车辆总线完成全列车的功能控制,实现了列车电气系统的实时监控,减少了车内布线,提高了控制系统的控制精度及可靠性和灵活性。采用微机网络控制、空电联合控制和轻量化等先进技术,列车最高运行速度160公里/小时,牵引时的恒功速度范围为52.5~160公里/小时,持续制牵引功率3200千瓦,电制动方式为再生制动,电制动功率为3600千瓦,列车总长度为161.38米,轮径为915毫米。列车核定载客人数为548人。

发展历程

DJF1在2001年2月底完成了新断面修改设计。2001年9月21日,“中原之星”在株洲电力机车厂落成,举行高规格剪彩仪式。2001年10月11日,在北京举行的铁路第四次大提速新型客车机车展上,全国人大副委员长邹家华考察“中原之星”动车组,铁道部长傅志寰还另行登车考察。11月4日,中共中央总书记、国家主席、中央军委主席江泽民在石家庄电力机务段视察了该车组,并受到了党和国家领导人的肯定。11月13日在北京通过了由铁道部科教司、运输局、安监司共同主持的安全性审查。11月18日“中原之星”动力分散型电动车组在京广线郑武段投入商业运营。时任四方厂厂长江清、副厂长徐洪春、总工程师王军应邀参加首发式并随车与“中原之星”同行。

列车于2002年9月在京广线创造了292km/h的速度纪录。

扩编

由于客流需求旺盛,2002年5月,“中原之星”回到四方厂改造扩编,由6辆扩编至14辆,成为当时我国编组和载客量(1398人)最大的动车组。“中原之星”动力分散电动车组的扩编改造设计工作分两个部分:一是根据郑州局的要求对既有6辆车进行加装改造,二是再设计新造5个品种共8辆车。7月份电动车组完成组装后,又到株机厂进行电气设备的安装、调试,2002年7月20日最后一批“中原之星”扩编车编组出厂。11月编制完成了动车组的各种检修资料。扩编后,后头车两节,车号110964/5(DJF1-0001A/B),中间车12节,原装车为348272~5,扩编车349106~13。

扩编后的DJF1牵引功率为6 400 k W,再生制动功率为7200 kW,由8动6拖共14节车辆组成,分为4个动力单元,每个动力单元包含两节动力车和一节拖车,其编组方式为:=Mc+Tp+M+T+M'+T1'+M+M+T2'+M'+T+M+Tp+Mc=。其中:Mc为带司机室的动车;Tp为带受电弓变压器的拖车;M为带空气压缩机的动车;T为不带受电弓变压器的拖车;T1′为不带受电弓带变压器的拖车(带车长办公席);T2′为不带受电弓、带主变压器的拖车(带商务舱);M′车为不带空气压缩机的动车;“+”为密接式车钩;“=”为普通15#车钩。 DJF1型电动车组主电路为交—直—交电传动方式,采用动力单元为单位的电路型式,一个动力单元由两动一拖3台车组成,全列车有4个动力单元。每个动力单元的主电路结构形式完全相同,4个动力单元之间通过高压母线贯通连接,中间拖车上的牵引变压器通过车辆端部的电连接器及电缆向两端动车牵引变流器供电。它的电路结构可使电动车组以单元形式灵活编组。 电动车组辅助电路采用集中整流、分散逆变的供电方式。辅助系统以Mc+TP+M+T+M′+T′+M共7节车作为一个独立系统,整列车分成两个相互独立的系统。系统内两台供电整流器向设于每节车辆的两台辅助逆变器和一台蓄电池充电机提供两路DC 600 V电源,DC 600 V母线贯串整个系统的7节车。带变压器的拖车向其所在动力单元内的车辆提供AC 220 V电源,两台拖车的AC 220 V电源由中间单元提供。 电动车组控制电路采用微机网络多单元重联控制技术,通过列车通信网连接各微机控制单元。动车组控制电源DC 110 V母线贯串整列车。列车通信网由贯通全列车的列车总线和贯通一个动力单元的车辆总线组成。列车控制级、车辆控制级和子系统控制级的所有设备均挂在车辆总线上,车辆信息通过网关连接到列车总线上。 综上所述,动车组的电路特点为:DC 110 V电源贯通全列车;DC 600 V电源供电以Mc+Tp+M+T+M′+T′+M为一个系统,采用双路冗余;AC 220 V电源以一个小编组为单元;列车总线采用双份冗余,当一条总线发生故障时,能够自动切换到另一总线;车辆总线在起车辆之间的连接作用的场合也是双份冗余。

2005年底回厂进行高级修,2005年12月完工,2006年1月出厂,4月交车。作为较早自主研发的交流传动动力分散型电动车组,“中原之星”尚不够成熟,稳定性一般,运用成本较高,最终于2006年6月停运,随后于2007年回到四方厂老厂区。

现状

头车0001B保存于四方老厂区城市更新后的机车公园,头车0001A和两节中间车(349111/348275)封存于四方智汇港,其他10节拆解。

头车B在四方机车公园展出

图 / 秦浩博
技术参数
速度
200 km/h
设计速度
292 km/h
最高实验速度
外观
4M2T / 8M6T
编组
161.38 m
全长
3204 mm
宽度
4433 mm
车体高度
27490 mm
头车车钩中心距
27000 mm
头车车体长度
26600 mm
中间车车钩中心距
25500 mm
中间车车体长度
18000 mm
转向架中心距
2560 mm
转向架轴距
915 mm
新轮轮径(动/拖车)
880 mm
车钩中心高度
880 mm
中间车钩高度
15 t
自重轴重
16.5 t
最大轴重
动力
JD112 × 16
电机型号
200 kw
电机功率
3200 kw
装机功率
性能
1.44 km/h/s
标定启动加速度(非实际运用情况)
145 m
通过最小曲线半径
145+10+145 m
通过最小S型曲线半径
-25~40
工作温度
控制
LKJ2000
列控系统
更多
19.5-29 kV
正常运行网压
编组与席位
14
全列编组

1398
全列定员
01车 Mc RZ110964 (68)
02车 Tp YZ348274 (98)
03车 M YZ348272 (108)
04车 T YZ349110 (94)
05车 M YZ349106 (108)
06车 T YZ349111 (108)
07车 M YZ349107 (108)
08车 M YZ349108 (108)
09车 T YZ349112 (108)
10车 M YZ349109 (108)
11车 T YZ349113 (108)
12车 M YZ348273 (108)
13车 Tp YZ348275 (108)
14车 Mc RZ110965 (68)
席位及数量
136
一等座
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1262
二等座
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厂商及批次
中车株洲电力机车有限公司 制造
1组 DJF1-0001A/B
2021年09月出厂,2001年11月投运 
示意图为自动生成,仅供参考。
* M:动车;Mc:动车,控制车;Mp:动车带受电弓;T:拖车;Tc:拖车,控制车;Tp:拖车带受电弓
* ZE:二等座车;ZY:一等座车;ZS:商务座车;ZET:二等/特等座车;ZES:二等/商务座车;ZYT:一等/特等座车;ZYS:一等/商务座车;ZEC:二等座车/餐车;WR:软卧车;WE:二等卧车;WY:一等卧车;WG:高级软卧车;WRC:软卧车/餐车;CA:餐车

主要参考文献

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用脚步丈量每一寸轨道,
用心灵享受每一段旅程

列车开往的方向并不重要,
重要的是窗外的风景和看风景的心情。
处在嘈杂的动态中,
却是静而细腻的心思。

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