2004年08月,原铁道部展开为用于中国铁路第六次大提速的时速200公里级别的第一轮高速动车组技术引进招标,中外合资的青岛四方-庞巴迪-鲍尔铁路运输设备有限公司(BSP*)是中标厂商之一,获得了20组高速列车的订单。
*注:2008年,庞巴迪公司收购了鲍尔公司在BSP内的股份,自此庞巴迪公司和四方车辆各持股50%,公司也正式更名为“青岛四方庞巴迪铁路运输设备有限公司”,简称“BST”。
2004年10月12日,原铁道部与BSP正式签订合同,合同编号790,铁道部代表签约方为广州铁路(集团)公司。
2005年05月30日,广深铁路股份有限公司决定以25.83亿元人民币的价格向BST另外订购20列时速200公里级别动车组,以满足广深铁路第四线于2008年开通之后的运营需求。
2005年08月25日,广深铁路公司董事会通过有关议案,最终首批列车共40列,编号CRH1-001A~CRH1-040A。
2006年08月30日首组列车(CRH1-001A)出厂,并在同年09月至12月间先后到北京环型铁路试验场、遂渝铁路、京沪铁路、胶济铁路、陇海铁路和广深铁路等地进行试验。
2007年02月01日起,CRH1A动车组正式开始在广深线投入载客试运行,首发车次为T971次,由广州东站出发前往深圳站。
而首批CRH1A型的最后一列(CRH1-040A)于2009年03月07日出厂并交付上海铁路局。
上海铁路局的CRH1A动车组于2009年10月开始转配成都铁路局,运行重庆北-遂宁-成都的城际列车。
2014年07月01日,根据《铁总运(2014)150号》文件,所有CRH动车组的编号均作出了调整,CRH1A-200型动车组的编号方式发生变化:原编号为CRH1-001A~CRH1-040A改为CRH1A-1001~CRH1A-1040。
为满足乘客多元化出行需求,CRH1A-1013、1017、1019、1020共4组列车于2022年底对坐席进行改造,其1车为一等/商务座车,提供5个商务座,8车为一等/特等座车,提供8个“特等座”,商务座和“特等座”可旋方向,所谓“特等座”仍为2+2布局,与其他动车组一等座相同。
为充分利用CRH1A列车的耐高寒性能,成都局集团将5组列车在列车高级修时进行高原化改造,改造原列车空调、车门系统,使列车更加适应高原环境运行,以满足川青铁路运行需求,2025年07月01日,首组改造列车(1023)出厂。
CRH1A动车组全采用8节编组,包括5节动车及3节拖车,其中包括一等座车2节,二等座车5节,二等座车/餐车1节。早期21组CRH1A(1001~1021),一等座及二等座座椅方向均不能调整,之后的19组的CRH1A(1022~1040)进行了改进,通过减少定员,使大部分座椅(二等座车/餐车合用车、车厢两端坐席除外)可以旋转,但部分座椅靠背仍不能调校。最初生产的11组CRH1A(CRH1-001A~011A)的风笛是置于驾驶室挡风玻璃上方,在其后出厂的车辆(CRH1-012A~040A)则改至列车首尾两端的连结器整流罩两侧。CRH1A-200动车组设计速度为250 km/h,牵引总功率5300 kW,实际运用中CRH1A的最大运营速度受软件锁定及其他因素限制,初期最高运营速度为205 km/h,后期放宽至220 km/h,车体材质为不锈钢,轴重小于16吨。列车在2、7号车厢设有受电弓及附属装置,受电弓工作高度最低5.3米、最高6.5米,正常运行时采用单弓受流,另一台备用处于折叠状态。车端连接装置采用夏芬伯格式10号半自动密接全自动车钩,内置机械、空气、电气连接机构和通路,带有车钩引导杆,允许两组动车重联运行。列车网络控制系统采用符合IEC 61375标准的TCN分布式智能网络系统,通过网络对列车及各设备实施控制、监视和诊断。
供电制式为交流 25 kV,50 Hz,接触网取电,IGBT水冷VVVF牵引变流器。牵引及供电系统方面,CRH1A型电力动车组采用交-直-交传动,即牵引电源经过单相定频交流电压→固定直流电压→三相变压变频交流电压的转换后,供应交流牵引电动机并驱动列车运行,首先,受电弓通过接触网接入25,000V(50Hz)的高压交流电,输送给牵引变压器,降压成单相902V(50 Hz)的交流电。降压后的交流电再输入整流器,2台并联的四象限脉冲整流器模块(LCM)将输入的交流电整流成两路1650V直流电,其中一路直流电再经2台IGBT牵引逆变器模块(MCM)逆变成电压和频率均可控制的三相交流电,输送给牵引电动机牵引列车。同时另一路直流电输入辅助逆变器模块(ACM),同步将1650V直流电逆变成三相876V(50 Hz)交流电,输出至滤波箱的三相变压器,变压并输出三相400V(50 Hz)交流电源输出至列车上的用电设备。辅助供电制式为三相AC380V,50 Hz和DC100V。另外,牵引变流器在再生制动过程中,也负责将牵引电动机产生的电能反馈至电网上。动车组的牵引电动机采用了三相鼠笼异步交流电动机,架悬式安装在转向架上,采用MITRAC DR1200传动系统,冷却方式为强迫风冷,电动机控制方式为矢量控制。
高压系统主要的设备包括受电弓、高压断路器和主变压器,其他高压电器还包括电流互感器、电压互感器、RC 滤波器(一个熔断器、一个电阻和一个电容)、避雷器、电抗器、接地变压器和接地刷。单臂受电弓 DSA250 及附属装置安装在Tp车的车顶,采用压缩空气气囊驱动升弓,自重降弓。CRH1型动车组一个标准组有5个网侧断路器,断路器【2】为网侧高压母线断路器(LCBB,The Line Circuit Breaker High Voltage Bus),安装在Tp1 和Tp2的顶部,用于接通或者断开没有弓或没有升弓的拖车上的网侧电源,当发生短路时起保护网侧电路的作用,由 VCU控制。断路器【6】为变压器网侧断路器(LCBT, The Line Circuit Breaker Transformer),安装在拖车顶部,用于接通或者断开主变压器电源,也起短路和过载保护作。网侧高压母线断路器在车顶连接高压电缆,主要起到隔离作用,通常不用作切断电流,仅当高压电缆和车顶之间出现短路时起断开电路作用。
图中:1电流互感器,2网侧高压断路器,3跳线,4网侧电压互感器,5接地开关,6网侧断路器,7RC 滤波器,8避雷器,9瞬时电抗器
CRH1型动车组【一个标准组】有3个主变压器,分别位于Tp1 车、Tb 车和Tp2 车的底架上,它们向所有网侧变流器模块提供电流。Tp1的主变压器向Mc1车和M1车中的网侧变流器提供电流,Tb的主变压器向 M3车中的网侧变流器提供电流,而Tp2的主变压器向位于Mc2 车和M2 车中的网侧变流器提供电流。主变压器主要包括一个原边绕组、四个次级牵引绕组和一个次级滤波器绕组。同时配备网侧谐波滤波器和接地变压器,拖车的每个转向架安装一个回流装置,所有转向架的车轴1和4装有车体保护性接地电刷装置。
牵引变流器主要包含网侧变流器LCM(Line Converter Module)和电动机变流器MCM(Motor Converter Module)两个部分,布置于每一个动车的底架上,箱内包括一个网侧变流器模块LCM、两个电动机变流器模块MCM、和一个辅助逆变器模块ACM(Auxiliary Converter Module)。LCM是基于IGBT的两重四象限变流器,其基本任务是整流,并能在再生制动时实现有源逆变,把电能反馈输送到电网。输入的AC电压由主变压器的二次绕组(牵引绕组)提供,其输出为MCM和ACM提供 DC电压,在动力制动过程中,通过LCM的能量传输反向,电能从LCM输出给主变压器的次级,进而反送到AC电网。MCM将直流环节电压转换成可变电压、可变频率的三相变频电源供电牵引电动机,直接实现三相异步牵引电动机的运行控制。在动力制动时 MCM 又可将牵引电动机发出的三相电转变成直流电,实现功率逆向传递。LCM输入电压为AC 860~920 V 50Hz,输入相电流800 A,LCM向MCM输入 DC 1650 V,输出0~1287 V,输出频率0~152 Hz,输出相电流最大值800 A。
辅助供电系统主要的功能单元有交流部分、直流部分和高压母线,交流部分主要包括辅助逆变器、三相变压器、三相滤波器、接地故障指示、三相外部电源连接接触器、三相外部电源相序监测逻辑;直流部分包括蓄电池充电器、蓄电池、用于电源总线分配的接触器,两条贯穿整列车的公共电源母线分别为辅助逆变器并联供电的公共三相交流母线、蓄电池充电器并联连接的公共蓄电池电压母线。
蓄电池充电器是一套整流装置,将三相 AC 400 V、50 Hz 电压转换成直流充电电压供给蓄电池。辅助逆变器模块由三相辅助逆变器、直流环节、辅助逆变器驱动控制单元组成,功能是将直流环节电压转换成固定频率和幅值的三相交流电压,三相交流电压经变压和滤波之后向辅助系统供电,负载包括蓄电池充电器、空调和空气压缩机等设备,输入电压为DC环节的1650V电压,输出为三相对称的交流 50 Hz 876 V电压,经变压及滤波后得到50Hz,400/230 V三相四线制交流电压。蓄电池充电模块BCM(Battery charger module)是静止的变流装置,将三相交流电压转变成直流电压,用来向蓄电池充电并为直流母线提供电能,为其他直流负载供电。
CRH1转向架基本架构来自AM96,采用无摇枕空气弹簧转向架空气弹簧转向架,转向架每台电机通过三个柱形抗振吸收轴套通过螺栓连接在构架上.动车转向架布置在动车上,由构架、轮对、轴箱、一、二系悬挂装置、牵引装置、基础制动装置、牵引电动机、牵引齿轮箱及附件等组成,每台动车转向架有两根动力轴,牵引电动机采用架悬方式。拖车转向架布置在拖车上,由构架、轮对、轴箱、一、二系悬挂装置、牵引装置、基础制动装置及附件等组成。Tp1车和Tp2车A位端转向架上装有两个过分相检测装置。转向架构架采用由钢板组焊成的H形构架,构架由如下部件组成:
一系悬挂为单组钢弹簧单侧拉板定位+液压减振器,挂包括两个嵌套螺旋钢弹簧、轴箱与垂向减振器。钢弹簧下端坐于一系转臂上位于车轴正上方止挡处,上端套埋入构架侧架端部弹簧套里面,主要承受构架的垂向载荷,隔离来自轨道的振动。转臂一端通过弹性衬套安装在构架端部,另一端则通过橡胶件固定在轴箱上,轴箱再通过轴承安装在车轴端部,轴箱相对于构架只能作垂向移动,垂向减振器安装在轴箱外侧,在构架端部和转臂之间。
二系悬挂为空气弹簧,另有辅助的橡胶弹簧,空气弹簧配有高度调整阀,每个转向架有两个垂向液压减振器,位于转向架两侧与车体连接,同时有两个横向液压减振器,位于侧梁和车体之间,沿着向架的横向中心线对称,同时配备抗蛇行减振器和抗侧滚扭杆。
车轮踏面外形采用 LMA 踏面,动车车轮上安装制动盘,轮对由空心车轴和两个热压装配于轴轮座上的整体车轮组成,动车轮对上布置热压装配齿轮,拖车轮对布置热压装配制动盘。采用再生制动、直通式电空制动紧急制动距离≤2000 m(制动初速200 km/h)。
动车转向架的每根动轴由一个交流电动机驱动,牵引电动机采用“背负式”安装,弹性安装在转向架构架上,电动机的扭矩通过联轴节传递到车轴齿轮箱并通过其齿轮对驱动车轴,该齿轮箱的一端与车轴相连,另一端由吊杆悬挂于构架。吊杆两端采用橡胶关节,以适应各种动态和静态负荷。牵引电机输出轴与齿轮箱输入轴间通过挠性浮动齿式联轴器结构,由联轴节将牵引电动机的转矩传递到齿轮箱,轴套中有低弹性的材料可以将构架与电机之间软连接,允许电机和齿轮箱间存在相对运动,齿轮箱法向模数355 mm,转动比89/243.71,螺旋角18°,但电机与构架间缺少横向减振器和止挡装置。
动车转向架的基础制动装置为轮盘形摩擦制动,制动盘成对地安装在车轮辐板两侧,制动盘是环形的,采用铸钢材料并配有冷却片,用螺钉安装在车轮的两面,制动单元装在转向架构架的外端梁上;拖车转向架的基础制动装置为盘形摩擦制动,制动盘安装在车轴上,每根轴上装有三个制动盘,制动单元装在转向架构架的横梁上。转向架上安装有多个系统用的速度传感器。WSP速度传感器是车轮防滑装置的速度传感器,每根轴上均装有一个。LKJ 速度传感器是 LKJ2000 型监控记录装置的速度传感器,安装在Mc车的2、3轴上,2轴上装LKJ2,3 轴 LKJ1与该轴上的WSP共用一个传感器,ATP速度传感器亦安装于Mc车2、3轴上,与WSP传感器分别位于两端轴箱端部。
CRH1 型动车组分布式控制系统的通信网TCN(Train Communication Network)的主干网是两层结构的通信总线,符合合ICE61375-1,在各车辆之间的通信线路即列车总线为 WTB(Wire Train Bus),在各车辆内部信号的通信线路即多功能车辆总线为MVB(Multifunction Vehicles Bus)。在车辆 MVB 总线下面还可设置第三级设备网,由安装在同一车辆上的部分输入/输出接口、执行器构成。CRH1 每个动车的牵引控制系统构成 TCN 的第三级总线网络。WTB 为绞线式列车总线,总线通信速率为1.0 Mbit/s,MVB 总线介质为双绞屏蔽电缆或光缆,通信速率为1.5 Mbit/s。MVB区段之间具有冗余功能,基本的司机控制功能、高压(网侧)控制功能在列车两端的Mc车之间可互为冗余,通过列车内部贯穿整车的冗余 MVB 总线实现。乘客信息系统(Passenger Information System)是一个独立运行的系统,可由乘务员室的乘务室控制单元(CCCU,Crew Cabin Control Unit)和司机室的PIS 司机室控制单元(PIS Cab Control Unit)来控制,PIS与TCMS 之间有一个信号接口,主要用于在IDU上对PIS进行监控。
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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。