电力机车是一种通过外部接触网或轨道供给电能，由牵引电动机驱动的现代化牵引动力设备，无论在现代铁路运输还是在城市轨道交通运输中都具有不可替代的重要地位。电力机车与其他牵引动力装置相比具有不可比拟的优势：
（1）功率大，速度快。机车的功率大小决定了它的牵引力和运行速度。蒸汽机车和内燃机车由于受结构的限制，功率受到影响，而电力机车的功率相对较大，加之电网容量超过机车功率好多倍，使现代电力机车向重载、高速方向发展成为现实。
（2）热效率高，成本低。电力机车的平均热效率为 26%，远高于蒸汽机车，也高于内燃机车，同时无非生产性消耗。运输成本低，经济效益好。
（3）综合利用资源，降低能源消耗。我国有丰富的水力资源可供发电。另外火力发电厂也可利用一些劣质燃料发电，做到资源综合利用，节约大量的优质燃料。
（4）清洁无污染。电力机车的动力来自于电能，无任何有害排放物和污染，作为铁路运输和城市轨道交通的主要动力是十分理想的。
（5）维修便利，成本低。电力机车上主要是一些电器设备，因此具有保养容易，维修量小，定修周期短等特点。
（6）工作条件舒适。电力机车乘务员的工作条件比起蒸汽机车在劳动强度、工作环境、噪声、采光、振动等方面都有很大的改善，也优于内燃机车。
（7）适应能力强。电力机车不同于蒸汽机车和内燃机车，运行中没有水的消耗，不影响其在无水区和缺水区运行。
二、电力机车机械部分组成和各部分的功能
电力机车由电气部分、机械部分和空气管路系统3大部分组成。
电气部分包括牵引电动机、牵引变压器、整流硅机组、各类电器等。通过它们把来自接触网的电能转变为机械能，同时实现对机车的控制。
机械部分包括车体、转向架、车体与转向架连接装置和牵引缓冲装置。
空气管路系统包括风源系统、制动机管路系统、控制管路系统和辅助管路系统。
下面简要叙述机械部分各部分的功能：
1.车 体
车体是电力机车上部车厢部分，由车厢体和底架组成。就其功能可分为：
（1）司机室。乘务人员操纵机车的工作场所。现代干线运输电力机车设置两端司机室，可以双向行驶，不必掉头。
（2）机器间。用于安装各种电气和机械设备。一般分为若干个室，各类设备根据不同用途分室安装。
2.转向架
转向架即机车走行部分，它是机车机械部分最重要的组成部分，主要包括：
（1）构架：转向架的基础受力体，也是各种部件的安装基础。
（2）轮对：机车在线路上的行驶部件，由车轴、车轮及传动大齿轮组成。
（3）轴箱：用于固定轴距，保持轮对正确位置，安装轴承等。
（4）弹簧悬挂装置：也称一系弹簧，用于缓冲轴箱以上部件的振动，以减轻运行中的动作用力。
（5）齿轮传动装置：通过降低转速，增大转矩，将牵引电动机的功率传给轮对。
（6）牵引电动机：将电能变成机械能转矩，传给轮对。
（7）基础制动装置：机车制动机产生制动力的部分，主要由制动缸、传动装置、闸瓦装置等组成。
3.车体与转向架连接装置
车体与转向架连接装置也称二系弹簧悬挂，设置在车体和转向架之间。它是转向架和车体之间的连接装置，又是活动关节，同时具有传递各个方向的力以及减振的作用。
4.牵引缓冲装置
牵引缓冲装置包含车钩等装置，它是机车与列车的连接装置，用于缓和连挂和运行时机车与车列间的冲击。
三、机车轴列式
所谓轴列式是指用数字或字母表示机车走行结构特点的一种简单方法。它可以用数字表示，也可以用字母表示。用数字表示的称为数字表示法，用字母表示的称为字母表示法。
1.数字表示法
数字表示每台转向架的动轴数，注脚“0”表示每一动轴为单独驱动。无注脚表示每台转向架的动轴为组合驱动。数字之间的“-”表示转向架之间无直接的机械连接。
例如，SS1型电力机车的轴列式为30-30；表示机车为两台三轴转向架；动轴为单独驱动。SS4型电力机车的轴列式为2(20-20)；表示为两节机车，每节为两台两轴转向架，动轴为单独驱动。
2.字母表示法
即用英文字母表示每台转向架的动轴数。英文字母A、B、C…分别对应数字1、2、3…，其他含义与数字法相同。
例如，30-30可表示为C0-C0；2(20-20)可表示为2(B0-B0)。
为了区别无动力转向架与有动力转向架，常在表示轴的数字或英文字母的右上角加“′”号。例如，
等等。上角加“′”号，表示具有动力的转向架。但电力机车转向架都是有动力的转向架，常常将角标省略不写。
四、机械部分的主要技术参数
表1.1中列出了5种国产电力机车机械部分的主要技术参数。
表1.1 几种电力机车机械部分的主要技术参数
续表
五、我国电力机车的发展史和展望
从 1958 年研制成第一台国产单相工频电力机车至今，我国电力机车走过了近 60 年的历程。
近60年来，我国电力机车走的是一条自力更生、艰苦奋斗，引进、消化、创新的发展之路，实现了从仿制到自主研制再到整车出口，从普通载重到重载，从常速到高速，从交直传动到交流传动的历史性飞跃。
近60 年艰难曲折的历程体现了中国铁路工作者自强不息的奋斗精神，特别是进入 20 世纪 80 年代后，随着国家改革开放和经济的快速发展，电力机车也获得了长足发展，以 SS1型、SS3型机车为基础，我国先后研制成功了 SS4型、SS7型、SS8型和SS9型等系列机车。其中以SS4型重载和SS8型、SS9型客运为代表的电力机车技术，已完成了从级间调速到相控无级调速的技术升级换代，全面采用微机控制和故障检测、诊断技术，使我国交直流电力机车达到国际同类产品的先进水平。进入 90 年代后期，电力机车最高运行速度实现了由100 km/h到160 km/h准高速的飞跃。1999年，我国首次设计速度为200 km/h的高速动车诞生并投入广深高速铁路运营，标志着我国铁路电力牵引技术开始步入了国际高速行列。
和谐型大功率交流传动机车项目从2004年开始启动，2006年通过试验，2007年实现了大批量生产并投入运用，标志着我国铁路机车行业成功实现了由直流传动向交流传动的转化，机车装备现代化和机车装备制造业现代化发展迈入了新的历史阶段。
和谐型大功率交流传动机车具有牵引性能优越、功率大、黏着利用率高、启动加速性能好、可靠性高、节能减排等特点，代表了世界先进铁路机车技术的发展方向。
和谐型大功率交流传动机车主要包括：
株洲电力机车有限公司生产的HXD1、HXD1B、HXD1C、HXD1D型电力机车；
大同电力机车有限责任公司生产的HXD2、HXD2B、HXD2C型电力机车；
大连机车车辆有限公司和北京二七轨道交通装备有限责任公司生产的HXD3型电力机车；
大连机车车辆有限公司生产的HXD3B、HXD3C、HXD3D、HXD3E型电力机车和HXN3型内燃机车；
戚墅堰机车有限公司生产的HXN5型内燃机车。
其中 HXD3型电力机车已在西安、武汉、上海、济南、北京等铁路局替代了 SS4和 SS3型电力机车，担当主要牵引任务。HXD3型电力机车是目前世界上批量投入商业运行的 6 轴电力机车中功率最大的交流传动电力机车。机车单机功率 7 200 kW，牵引 5 000 t 列车运行最高速度132 km/h。
我们坚信电力机车的发展将会迎来前所未有的挑战和机遇。在满足国内市场的同时，我国电力机车的设计、制造企业面临与有各种精良技术和制造手段的国外著名公司的竞争。打造著名品牌，贴近国际前沿技术，赢得用户，占领市场，已成为我国电力机车生存发展的必然选择，也将为我国铁路干线运输和城市轨道交通发展做出新贡献。
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