火车用逆变器原理

坦桑尼亚发生火车脱轨事故，火车运行的原理是什么？

1. 火车作为现代重要的交通工具之一，其运行原理是利用化石能源进行运输。火车在铁路轨道上行驶，通常由多节车厢组成，其动力来源是化石燃料的燃烧，通过电驱动将动力传递给车轮。

2. 电力机车通过受电弓从接触网上获取电能，经过变压器和逆变器后，电能被传递到车轮电机。轨枕在铁路中起到了保持轨距和承载、传递振动等重要作用。

3. 火车司机能够通过车载信号设备获取前方的信号、线路限速、线路坡道、道岔方向等信息，并与沿途的车站保持联系，确认信息的准确性，然后根据这些信息进行驾驶。

4. 车站的道岔走向、信号机的开通、列车所经过的进路是否被占用、设备是否正常工作、与其他列车进路是否有冲突等信息，都通过一套相互关联的逻辑（联锁关系）来保证运行的安全。

5. 能使列车变轨的道岔由沿线车站控制，在准备进路的过程中，道岔会自动指向列车的方向。所有设备准备就绪后，信号机会自动打开，允许列车进站。

6. 司机不能控制列车的方向，因此需要与车站确认方向，并与设备核对。站与站之间的轨道称为区间，区间内没有道岔，列车大部分时间在区间内运行。

7. 在区间运行期间，驾驶员可以通过设备获得允许行驶的距离、推荐速度和线路限速等信息，根据这些信息进行驾驶。如果列车超速或需要制动，系统会自动停车。

8. 列车的车厢通过车钩连接，车厢之间也连接有制动管（用于传输压缩空气以实现制动和传递制动指令），此外，客车之间还有其他电缆传输照明和空调的信息和动力。

二三十斤的逆变器可以带上火车吗？

根据中国铁路规定，二三十斤（10-15公斤）的逆变器能否携带上车需结合其重量、体积、电池类型综合判断。以下是具体分析及操作建议：

一、基础携带条件

1. 重量限制：

- 普通列车：成人旅客可免费携带20公斤以内的物品，儿童10公斤，外交人员35公斤。

- 动车组：成人旅客免费携带20公斤以内，且每件物品外部尺寸长、宽、高之和不超过130厘米（普通列车为160厘米）。

- 结论：若逆变器重量在10-15公斤且体积符合尺寸要求，可直接携带上车。

2. 体积限制：

- 若逆变器为长方体，假设长、宽、高分别为50cm、30cm、30cm，总和为110cm（动车组允许），可携带。

- 若体积超限（如大型工业逆变器），需办理托运，托运单件重量不超过50公斤，体积以行李车容纳为准。

二、电池类型的关键影响

1. 无内置电池：

- 普通逆变器（如太阳能逆变器、车载逆变器）通常不含电池，仅为电子设备，可直接携带。

- 示例：常见的12V转220V车载逆变器（约2-3公斤），无电池，可放心携带。

2. 含锂电池：

- 容量限制：单块锂电池额定能量≤100Wh（如20000mAh充电宝），可随身携带；100Wh＜额定能量≤160Wh，需经铁路部门批准且限带2块；超过160Wh禁止携带。

- 计算方法：锂电池容量（Wh）= 电池电压（V）× 容量（Ah）。例如，12V/10Ah锂电池为120Wh，需批准后携带。

- 注意：若逆变器内置锂电池，需查看产品说明书或电池标识，确保符合规定。

3. 含铅酸电池：

- 铅酸电池属于禁止携带物品，因其含腐蚀性电解液，可能泄漏或引发安全事故。

- 示例：部分大功率逆变器（如家用储能系统）若使用铅酸电池，无法携带上车，需托运或选择其他运输方式。

三、操作建议与注意事项

1. 携带前检查：

- 确认电池类型：查看逆变器说明书或咨询厂家，明确是否内置电池及电池类型（锂电/铅酸）。

- 测量尺寸：若体积接近限制（如动车组130厘米），建议用软尺测量后再出发。

- 包装防护：用泡沫或软布包裹逆变器，防止运输中碰撞损坏。

2. 特殊情况处理：

- 锂电池容量超限：若锂电池额定能量在100-160Wh之间，需提前联系铁路客服（12306）或车站货运部门申请批准，并携带电池标识证明。

- 铅酸电池逆变器：禁止携带，可选择托运（需确认车站是否支持危险品托运）或更换为锂电池逆变器。

3. 托运流程：

- 超重/超限物品：若逆变器体积超限或重量超过20公斤，可在车站办理托运。单件重量不超过50公斤，体积以行李车容纳为准，费用按品类和里程计算。

- 锂电池逆变器托运：若内置锂电池，需确保电池固定牢固且无短路风险，建议使用原包装或专业运输箱。

四、典型场景参考

表格

场景 逆变器类型 电池情况 携带建议

家用小型逆变器 车载/太阳能逆变器 无电池 直接携带，注意体积是否超限

户外储能逆变器 混合逆变器 内置锂电池（100Wh） 可携带，需检查电池标识

工业用大功率逆变器 工频逆变器 铅酸电池 禁止携带，需办理托运或更换设备

五、风险提示

- 安检拦截：若逆变器含违禁电池或体积超限，可能被安检扣留，需现场处理（如丢弃、托运）。

- 法律责任：故意携带违禁品上车可能面临行政处罚，甚至刑事责任。

- 替代方案：若逆变器无法携带，可选择快递运输（需确认快递公司对电池类物品的限制）。

总结：若无内置电池或锂电池符合规定，且体积重量在限制内，逆变器可携带上车；若含铅酸电池或体积超限，需托运或更换设备。建议出行前通过12306官网或车站咨询台确认最新规定，避免影响行程。

单相逆变器是什么东西?

单相逆变器是一种特殊的电子装置，它的主要功能是将低电压（如12或24伏）的直流电（例如来自电池或蓄电池）转换为我们日常生活中常见的220伏交流电（通常为220v 50Hz的正弦波或方波）。与通常将交流电整流为直流电的情况相反，逆变器的作用是逆向转换，因此得名。根据输出的相数，逆变器分为单相、三相和多相，其中单相逆变器特别适用于一些特定场合，如火车上。由于火车上的电力供应通常为直流电，通过变频和逆变器处理后，可以转换为适合驱动日光灯的单相交流电。由于火车上没有三相电源，所以乘客通常只能使用单相逆变器来满足个人设备的电力需求，而不能用于需要三相电源的设备。因此，单相逆变器在火车上扮演着重要的角色，使得乘客能够利用电池为交流电器设备供电。

火车的原理

一、火车怎么跑起来？

电力机车是通过电能驱动牵引电机转动，从而带动轮对转动，轮对与钢轨之间产生摩擦力，摩擦力使火车前进！

1、电能从哪里来？

接触网，就是我们常见的高压电线，不过这里的高压电是高达25000V的单相交流电，通过变电所直接输送到线路上，供火车运行使用。

2、有了电，这些电是如何接入火车的呢？

家用电通过电线直接引入家里使用，火车如果采用同样方法，火车跑起来后肯定会扯断这些线！于是，人们发明了受电弓来引入接触网的电。

受电弓上方有滑板，主要由石墨组成，材质细腻，下方为气囊，气囊充风受电弓升起，滑板与接触网接触，电就引入了车内。

前面提到过，接触网的电是25000V，如此高压，肯定是不能直接作用电机的，于是车上设有主变压器，利用电磁互感原理，将25000V电压降到1000V左右！

牵引电机主要有交流电机和直流电机两种，目前交流电机以其机构简单、稳定性好、功率大等优点得到了广泛应用，直流电机逐步被淘汰，步了蒸汽机的后尘！现在我们主要了解交流牵引电机的使用！交流牵引电机使用的是三相交流电！

牵引电机运行需要调节速度，这就需要对电机的电压进行控制，主变流器就是这样的一个装置，它将变压器过来的单相交流电压转换为中间直流电压，然后再逆变为三相交流电，供给电机使用，我们称为“交-直-交”变流。主变流器通过调节三相交流电的电压和频率达到控制电机转动速度，然后就可以调节火车运行的快慢了！

车上还有装有蓄电池，作为火车的启动电源，当受电弓升起之后，充电柜就对蓄电池进行充电和对火车其他地方提供低压电！

由于电机和主变流器运行会产生大量的热量，车上还设置有冷却系统，主要有牵引风机和冷却塔对其进行冷却，牵引风机通过吹风带走热量，冷却塔通过管路的油或者水进行循环，然后通过冷却风机吹风带走热量，类似于电脑的水冷降低主板温度！

二、火车怎么停下来?

火车停下来的过程我们称作制动，火车制动的方式主要分为两种：闸瓦制动和再生制动。

1、闸瓦制动的方式很简单，和汽车类似，利用闸瓦抱住车轮子上的制动盘，产生摩擦力，从 而使车轮的速度慢下来，最终达到停下来的目的。

制动所使用的动力为压缩空气，空气推动闸瓦作用于制动盘上制动，于是我们在车上设计有制造压缩空气的空气压缩机。由于压缩机压缩出来的空气不纯净，里面有大量的油和水，车上又设有干燥塔，用于干燥压缩空气。

使用这些空气我们设置有两个总风缸来储存这些空气，空气存起了，我们再通过制动柜来对空气进行调节，比如这里需要多少的空气，那里里需要多少空气。这样就基本形成了整个制动系统的空气回路原理。

2、再生制动是改变牵引电机的运行工况，使其由电动机转化为发电机，将机械能转换为电能，消耗掉多余的能量，从而达到快速制动的目的，并且将这些电能回馈到电网供其他机车使用。通俗来说就是电机发电耗能，使火车停下来。

火车是如何供电的？

火车的供电系统根据车型有所不同，主要分为四类。动车组CRH和和谐电HXD系列的供电系统较为复杂，包括接触网、受电弓、牵引变压器、牵引整流器、牵引逆变器和牵引电机。车厢内部的照明和空气制动机则依赖辅助变流器，而控制电路则由专门的蓄电池供电。

韶山SS系列电力机车采用直流传动，能量传递路径是从接触网经受电弓到牵引变压器，再经牵引整流器直接到达直流牵引电机，没有逆变器。辅助变流器同样为控制和照明电路供电，而机车上的通风设备则需要三相电，因此牵引变压器后接劈相机，将单相网侧电流转换为三相电。

和谐内HXN系列机车是内燃机车，电力来源于机车上的柴油发电机，发出单相交流电后，经整流器、逆变器，通入异步电机。照明系统和控制系统同样由辅助变流器供电。

东风DF系列机车同样是内燃机车，柴油发电机组发出直流电，直接供给直流牵引电机。通风系统的电力则来自劈相机。对于空调的电力来源是辅助变流器，当列车停电时，牵引逆变器和辅助变流器无法工作，导致空调停止运行。不过，照明可以由蓄电池供电，因此仍能正常工作。

对于普通列车，即电力机车牵引的列车（非动车组），通常会在电力机车后一节车厢挂上空调发电车，为车厢空调设备提供电力。这种配置多见于韶山系列机车牵引时。

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