韶山9型电力机车的技术特性

韶山9型电力机车的技术特性

早期型
韶山9型机车车体采用侧壁承载式全钢焊接结构，并对车体、变压器油箱、转向架及其他电气部件进行了轻量化设计，使其达到轴重21吨的要求 。总体布置沿用双侧走廊、两端司机室，全车共分七个间隔室，中间为变压器室、然后向两侧依次为l、II端高压室，I、II端辅助室，I、II端司机室。主要电器设备以机车最重设备主变压器为中央，其他设备分平面斜对称布置为主，有利于重量平衡。两端司机室之后车顶各安装一台TSG3-630/25型或DSA200型单臂式受电弓；车顶中部装一台主断路器。此外，机车头型设计突破了传统的以平面为主的多棱角外形设计，司机室正面为倾斜角达68.85°的倾斜平面，机车外形全部采用圆弧过渡。机车采用车体自然通风方式，冷风通过机车侧墙过滤器百叶窗进入车内。制动系统采用DK-1型电控空气制动机。
改进型
韶山9型改进型机车的设备布置、车体外观有较大变化。改进型机车跟随国际趋势改用宽600毫米的贯通式中间走廊，放弃了中国“韶山”系列电力机车一贯的双侧走廊设计；车内设备随中间走廊斜对称布置，以利于轴重分配；车顶盖由原来的5个改为3个。屏柜及各部件采用模块化设计，包括1号硅整流柜、2号硅整流柜、1号高压柜、2 号高压柜、2号牵引通风机组、 3号牵引通风机组，以便于部件维护和更换。同时，牵引变压器由壳式变压器改为芯式卧放变压器，悬挂在车体底架以下，降低了机车的重心高度。
同时，株洲电力机车厂也邀请了意大利著名汽车设计公司宾尼法利纳（Pininfarina），参与对改进型机车车体外形的流线型优化设计，采用圆弧微流线头型外观造型。由于宾尼法利纳也是瑞士联邦铁路Re460型电力机车车体的造型设计单位，因此这两种机车的外观也相当类似。改进型机车并改用独立通风系统，采用侧墙夹层进风道，因应冷却对象不同而分为四大通风支路 。每条通风支路均有自己独立的进、出风风道，有助减低车内负压，改善机车防尘效果及防寒性能。机车采用了标准化司机室，可满足单司机值乘条件下司机在司机室内完成部分设备的转换和隔离。 主电路
韶山9型电力机车是交—直流电传动的单相工频交流电力机车。早期型机车安装一台TBQ12-8668/25型主变压器，该型变压器采用一体化结构，与平波电抗器、列车供电滤波电抗器合并安装并共用冷却系统，冷却方式为强迫油循环导向风冷冷却。改进型机车安装一台TBQ19-8668/25型卧式结构主变压器，安装在车体底架之下。
机车主电路采用由大功率晶闸管和二极管组成的不等分三段半控桥相控整流电路，整流桥采取先大桥后小桥的顺控方式，其中一段半控桥占二分之一的整流电压用于低速区，另外两段半控桥占另外二分之一的整流电压用于高速区，以提高高速区的功率因数。每台机车设有两组相同的整流装置，向转向架独立供电方式，同一台转向架上的三台牵引电动机并联连接。为扩大机车恒功速度范围，机车可采用晶闸管分路进行无级磁场削弱。改进型机车安装由株洲南车时代电气研制的TGZ29（0044～0111号机车）、TGZ29A（0112～0213号机车）型整流柜。
此外，机车并设有加馈电阻制动，使机车在低速区可以有较大的制动力，实现机车全过程无级调速 。每台机车装有六台牵引电动机，分别安装在两台转向架上。机车采用ZD115型直流牵引电动机，是采用全叠片焊接机座机构、带有补偿绕组的六极串励直流电动机，持续功率800千瓦，短时最大功率900千瓦，绝缘等级为全H级，冷却方式为强迫风冷。
辅助电路
早期型机车采用旋转式劈相机为辅助电路供电，将主变压器辅助绕组供应单相交流电转换成三相交流电，车内许多设备如变压器、整流装置、牵引电动机、制动电阻柜等装置的通风冷却，以及空气压缩机的驱动均采用三相交流电动机，电压制式为380伏特三相交流电。而改进型机车的辅助供电电源参考了韶山7E型电力机车的方式，既可以选用静止式辅助变流器供电，也可以采用传统的劈相机系统供电；其中0044、0045号机车采用了辅助变流器，而从0046号机车开始又恢复采用劈相机。
韶山9型电力机车并设有列车供电功能，每台装备了二套完全独立的列车供电系统，输出电压为600伏特直流电，功率为2×400千瓦，采用机车集中整流、客车分散逆变的供电方式，向旅客列车提供空调、采暖、茶炉、照明等供电电源 。早期型机车采用分散式列车供电装置，列车供电系统各元件分布在机车各电器柜中，不利于系统的检修和维护。而改进型机车改为采用集中式列车供电柜，集中安装整流装置及其控制系统 。0044、0045号机车是最早安装列车供电柜的改进型机车，而此后的0046～0111号机车在出厂时虽预留了列车供电柜位置但未安装，0112～0125号机车安装了ZS380B（TGF7A）型的供电柜，0126～0154号机车安装了ZS380C（TGF7A）型供电柜，从2006年生产的0155号机车开始安装了经过改良的TGF28型供电柜。随着25G型直供电客车的迅速普及，所有未安装供电柜的韶山9型电力机车于2009年完成改造，恢复列车供电功能。
2015年，沈阳铁路局的部分韶山9型机车供电制式改为AC380V，首台接受改造的是0006号机车。 机车走行部为两台架悬式三轴转向架，构架采用“目”字形箱形梁焊接结构，轴箱采用双拉杆式定位。一系悬挂装置由螺旋圆弹簧、橡胶垫和垂向油压减振器组成；二系悬挂采用高柔圆弹簧及橡胶垫，车体与转向架之间并装有垂向减振器、横向减振器和抗蛇行减振器。牵引力和制动力通过转向架与车体底架间的低位双侧平行拉杆牵引机构传递，与韶山6B型机车相同。
韶山9型机车的驱动装置与韶山8型机车相同，牵引电动机采用双侧六连杆轮对空心轴全悬挂安装方式，电动机与齿轮箱组成的传动部件的全部重量悬挂在转向架构架上，牵引电动机的扭矩通过空心轴和两端的六连杆联轴盘传递到轮对，大幅减轻了转向架簧下重量及减小轮轨作用力。基础制动装置与韶山6B型机车相同，采用单元式单侧双闸瓦制动器；每台转向架上设有一个停车蓄能制动装置。 韶山9型机车是采用微机控制的电力机车之一，沈阳铁路局的部分韶山9型机车在配属初期，曾经常发生系统死机问题，导致整辆机车无法启动，尤以冬天最为严重，影响列车车次的正点率。及后有关方面为在中国东北地区的韶山9型机车微机柜内加装加热器，使其微机系统在严寒环境下仍能保持稳定，大大减低微机故障率。