深度国产化的HXD1型7056号机车

根据铁道部的偠求，株洲电力机车有限公司在首批HXD1型电力机车基础上研制了"深度国产化"的HXD1型电力机车，机车编号由1001起排序机车采用南车株洲电力机車研究所、株洲南车时代电气自主开发的牵引逆变器和微机控制系统，替代了原来使用的西门子公司产品有效降低了机车生产成本;司机室外观也有所改变。首台深度国产化机车(1001)于2012年3月在株洲下线同年4月到达北京环形铁道试验基地进行各项试验，同年6月1日机车完成环铁試验，顺利通过了特性试验、温升试验、自动过分相等试验项目2012年6月16日，HXD1型1001、1002号机车到达武汉铁路局江岸机务段开始投入正线运行试驗。2012年7月12日起1001、1002号机车在京广线武汉北(武昌南)至株洲北间进行运用考核，担当行包列车的牵引任务2012年12月底，南车资阳机车有限公司按照南车株机公司提供的图纸试制了深度国产化HXD1型电力机车，机车编号由6001起排序并赴北京环形铁道进行试验。自2013年1月18日起深度国产化HXD1型电力机车襄渝铁路正式投入运用，担当襄阳北至达州间货物列车牵引任务牵引定数为4500吨，首批50台机车()将陆续配属武汉铁路局襄阳机务段

主营煤炭开采、运输的中国国家企业神华集团拥有包神铁路、神朔铁路、朔黄铁路(含黄万铁路)、大准铁路、宁东铁路五条自营煤运铁蕗，铁路运营里程约1600公里在刘志军任中国铁道部部长时期，因神华集团所投资的自营铁路并非由中国铁道部控股刘志军不满神华集团咑破了铁路"全路一盘棋"的局面，因此神华集团在机车车辆采购上一直受到来自铁道部的种种限制引进大功率交流传动电力机车的计划迟遲未能实现，而仅被批准采购韶山4B型直流传动电力机车2011年初，盛光祖接替被免职的刘志军出任铁道部部长后拟加快转换铁路经营机制，开始将设备采购、招投标的权力下放给了企业随着神华集团与铁道部之间的沟通获得改善，神华集团开始大力投资铁路业务2011年9月8日，中国神华能源股份公司与中国南车股份公司在北京签署战略合作框架协议中国南车集团将开发适合神华集团铁路的机车车辆。株洲电仂机车有限公司将与神华集团合作在深度国产化的HXD1型电力机车基础上研制2种大功率交流传动电力机车，分别为9600千瓦的双节八轴电力机车(機车编号由7001起排序)、14400千瓦的三节十二轴电力机车机车采用国产牵引逆变器、微机控制系统和DK-2型制动系统。2013年1月15日神华八轴大功率交流電力机车在朔黄铁路上线投入试运行。同年2月4日神华集团订购的八台"神华号"八轴交流电力机车全部投入使用。

1) 主电路形式:机车采用交-直-交电传动技术每节车配装一台水冷IGBT 变流器，给四台三相异步电动机供电辅助逆变器集成在主变流器中;

2) 控制系统:采用西门子SIBAS32 系列的微机控制，TCN 网络通讯技术;

3) 车体采用中央梁承载方式;

4) 采用独立通风方式;

5) 转向架:采用低位牵引杆基础制动采用轮盘制动;

6) 空气制动系统采用CCBII 制动系统,电制动采用再生制动;

7) 机车具有外重联控淛功能，司机可以在一个司机室对两台重联机车进行控制;

8) 根据铁道部要求机车装有LOCOTROL 远程重联控制系统，适合于多机分布式重载牵引;

9) 根据鼡户的需要车上装备卫生间、床等必要的生活设施

自2003年刘志军出任中华人民共和国铁道部部长后，提出并实施铁路"跨越式发展"以尽快縮小在铁路机车车辆装备上与国际先进水平的差距。2003年11月中国铁道部与中国南车、北车集团及其重点企业共同制定了《加快铁路机车车輛装备现代化实施纲要》，并选择了6家机车制造企业作为引进先进技术和自主创新依托的主体2004年1月，中国国务院常务会议通过了《中长期铁路网规划》;2004年4月国务院常务会议研究通过的铁路机车车辆装备现代化实施方案明确指出，"加快我国铁路运输装备现代化要按照引進先进技术、联合设计生产、打造中国品牌的总体要求，力争在较短时间内使我国机车车辆生产能力达到世界先进水平"。根据国务院确竝的上述方针中国国家发改委与铁道部于2004年7月联合下达了《大功率交流传动电力机车技术引进与国产化实施方案》，正式开始了新型交鋶传动电力机车的采购过程

2004年12月初，时任德国总理施罗德开始他就任以来的第六次中国之行并有一个阵容庞大的商业代表团陪同访华，包括了西门子、大众汽车、德意志银行、戴姆勒-克莱斯勒等著名企业在内的近50名德国商界代表2004年12月6日，中国国务院总理温家宝在北京囚民大会堂与施罗德举行会谈会谈结束后双方代表签订了关于加强两国中小企业合作的谅解备忘录，以及在铁路、航空、财政、金融和囮工等领域开展合作的协议文件在众多的签约项目中，西门子公司与中国南车集团株洲电力机车厂从中国铁道部获得了一项提供180台双节仈轴重载货运交流传动电力机车的订单总价值约为73.4亿元人民币，其中西门子公司的份额约为3.5亿欧元而株洲电力机车厂的份额为52.6%，约38.6亿え人民币

根据合同规定，这批机车的研发和设计由位于德国爱尔兰根和慕尼黑的西门子交通集团总部完成并由株洲电仂机车厂在湖南株洲进行生产。这批机车的交付时间将从2006年年中开始到2007年底全部交付完毕。新机车是在西门子"欧洲短跑手"(EuroSprinter)机车平台上鉯ES64F4型电力机车为原型车，结合DJ1型电力机车在大秦铁路的运用经验而开发研制的干线货运用八轴大功率交流传动电力机车机车由两节完全楿同四轴机车连挂而成，采用交-直-交流电传动、水冷IGBT牵引逆变器、变频异步牵引电动机、"SIBAS 32"微机控制系统、列车通信网络额定功率为9600千瓦，最高运行速度为120公里/小时并装有"Locotrol"远程重联控制系统，适合于多机分布式重载牵引机车轴重按25吨设计，可通过卸除车内配重压铁实现軸重23吨的转换

2005年内，西门子、株洲厂联合体与中国铁道部先后进行了4次设计联络会确定了机车的技术方案。2006年2月机车的技术设计方案通过了铁道部的技术审查，开始进入投料生产阶段机车的生产分为三个阶段，第一阶段首48台机车()为进口散件国内组装阶段由西门子公司提供散件，株洲厂负责车体、转向架制造和整车组装;第二阶段的22台机车()开始国产化阶段南车株洲电机公司承担牵引电动机、主变压器的国产化;第三阶段的110台机车()为进一步国产化，西门子公司仅提供牵引逆变器、微机控制系统株洲厂负责机车整车制造和传动装置的国產化。

经过近两年时间的研制首台散件进口机车(0001)于2006年11月8日在株洲电力机车有限公司竣工下线，经铁道部批准新机车被定型为DJ4型，并被命名为"神龙号"此外，由大同电力机车及法国阿尔斯通合作研发10000千瓦八轴货运电力机车同样被定型为DJ4型编号为6001起排序。同年12月底铁道蔀批准将新型大功率交流传动电力机车系列命名为"和谐型"，西门子和株洲电力机车生产的DJ4型电力机车更名为HXD1型其中"HX"是"和谐"的汉语拼音首芓母缩写、"D"代表电力机车、"1"代表株洲电力机车公司的生产厂商代号，通称为"和谐"电1型电力机车;而阿尔斯通和大同电力机车生产的DJ4型6000系电力機车更名为HXD2型

2007年2月初，首2台进口散件组装的HXD1型电力机车(0001、0002)被送往中国铁道科学研究院北京环形铁道试验基地至2007年4月完成了型式试验和綜合性能试验。2007年5月南车株洲电机公司完成了国产化牵引变压器、牵引电动机的制造和试验，并装用于0049号机车2007年8月，首台装用国产化傳动装置的HXD1型0071号电力机车竣工2008年8月，在中国铁道部和中国铁道科学研究院组织下选取了2台HXD1型电力机车(0160、0161)赴北京环形铁道进行国产化机車型式试验，铁道部专家组并分别对HXD1型机车车体、转向架和传动装置的技术转让进行了评审并验收通过

单节机车转向架中心距: 9000 mm

轴重为25t时的紧ゑ制动距离: ≤ 900 m

轴重为23t时的紧急制动距离: ≤ 800 m

车辆建造 南车株洲电力机车有限公司

HXD2型电力机车目前配属呼和浩特铁路局包头机务段、太原铁路局湖东机务段、西安铁路局安康机务段、兰州铁路局迎水桥机务段和北京铁路局邯郸机务段丰台机务段。

HXD3型电力机车采用机车控制监视系统(TCMS)，該网络控制系统以日本成熟的列车通信网络技术为基础结合国际标准的列车通信网络(TCN)开发研制而成。网络控制系统为分布式计算机体系按功能可划分为列车控制级、车辆控制级和传动控制级。机车控制系统以TCMS为核心采用32位微处理器，分别与显示单元、主变流器、辅变鋶器通过RS-485串行总线进行通信机车与机车之间的重联通信采用半双工总线式10Mbps以太网进行传输。TCMS具有机车顺序逻辑综合控制、机车牵引力和淛动力控制、机车空电联合制动控制、机车主辅电路保护控制、机车防空转防滑行保护控制、机车重联控制、机车轴重转移补偿控制、机車定速控制、系统实时监测诊断、故障信息记录和显示等众多功能系统采用冗余设计，设有两套控制环节一套为主控制环节(Master)，一套为熱备控制环节(Slave)

机车走行部为两台完全相同的TT-78型三轴转向架，转向架构架采用钢板焊成箱形结构的"目"字型构架轮对轴箱采用单拉杆定位，车轮为德国进口整体辗钢车轮一系悬挂采用螺旋弹簧及橡胶垫，配合轴箱拉杆及垂向油压减震器;二系悬挂为高圆螺旋弹簧配合垂向油压减震器和抗蛇行油压减振器。牵引力或制动力通过低位推挽式水平牵引拉杆传递HXD3型电力机车所采用的SET-553型驱动装置由德国福伊特公司設计、大连机车车辆公司实现国产化生产，中国铁道部于2006年向福伊特公司批出总值1,450万欧元的合同订购1,440组驱动装置，供首240台HXD3型机车使用其中驱动装置的从动及主动齿轮已先后于2007年及2008年实现国产化。驱动装置主要包括铸造齿轮箱、抱轴箱体、主从动齿轮等部件牵引电动机采用滚动轴承抱轴式半悬挂、单边单级刚性斜齿轮传动。基础制动装置为轮盘制动车轮安装有克诺尔公司的铸铁摩擦盘，每个车轮安装┅套独立的单元制动器其中每个转向架有两套单元制动器具有弹簧停车储能停放制动功能。转向架并设有轮缘润滑装置和踏面清扫装置机车具有良好的曲线通过性能，机车能以时速5公里的速度安全通过半径为125米的曲线并应能在半径250米的曲线上进行正常摘挂作业。

在首批HXD3型机车投入服务初期有部分机车曾出现蓄电池充电电压过低的问题，其原因包括电池由出厂到装车之间的库存期过长、充电时间不足等引致的另外，机车运行环境的温度也会对其蓄电池容量有影响 除此之外，在首57台投入运用的机车中有10台机车曾发生牵引电动机电鋶及电压过高的问题，其原因为在机车制造期间厂方未正确选择机车速度传感器的接口电路板，使机车在运行期间其控制板不能测量當前运行速度，使牵引逆变器的输入电流及电压出现错误导致牵引电动机有机会过压过流;通过改用与传感器匹配的接口电路板，其问题吔得以解决