随着电力电子器件从不可控型、到半可控型、再到全可控型这三个发展阶段，我国的铁路机车电传动也大致经历了从不可控变流器件的交直型内燃机车、到半可控型变流器件的交直型电力机车、再到全可控型变流器件的交流传动电力/内燃机车这三个阶段。
交直电传动内燃机车
“东风”系列内燃机车是是我国内燃机车的主型车， 1964年开始批量生产。“东风”系列属于交直型电传动内燃机车，保有数量占全国内燃机车总数的一半以上。东风家族有东风、东风2、东风3、东风4、东风5、东风6、东风7、东风8、东风9、东风10、东风11、东风12等型号，其中东风8BJ等型号属于交流传动的内燃机车。
交直传动的内燃机车牵引系统拓扑比较简单，由柴油机拖动同步发电机，输出三相电流，三相电流经不可控整流，输出直流电驱动直流牵引电动机工作，见图1。通过调节同步发电机的励磁和柴油机的转速，实现功率的有效传递，满足机车牵引电传动的需要。
交直型内燃机车应用的电力电子器件是不可控的整流管。采用了整流管的电传动技术，无论是机车能量转换效率，还是机车牵引功率，都比蒸汽机车的传动技术有了本质的飞跃。
交直传动电力机车
我国的电力机车研制始于1958年，电传动技术随着我国半导体技术的进步，经过10年的改进，从引燃管整流发展成大功率可控硅整流，到1968年生产出了韶山1型电力机车。
从1958年至今的40多年来，我国电力机车的研究与生产经历了起步期(50年代末～70年代末)、成长期(70年代末～80年代末)、发展期(80年代末～90年代末)、技术突破期(90年代末到2004年)大规模技术引进（2004年至今）等5个阶段，车型也从第一代发展到第五代。目前我国已形成了4轴、6轴、8轴的韶山型系列电力机车型谱与和谐型动车组与电力机车系列。
早期的电力机车采用了有级调压、级间调压技术。随着晶闸管技术的不断发展，相控技术取代有级调压在交直型电力机车上得到全面推广。典型应用有三段不等分桥(如SS3B、SS4G、SS8、SS9系列机车)和二段桥(如SS7、SS7C系列机车)，其主电路如图2所示。为提高功率因数，在部分电力机车(如SS4G、SS6B、SS7系列机车)上装有功率因数补偿装置。
交直型电力机车所用的电力电子器件是半可控的晶闸管。采用晶闸管的电传动技术，无论是机车能量转换效率，还是机车牵引功率，又比内燃机车提高了约一倍。
交直交传动电力机车
交流电动机作为牵引电动机，具有独特的优越性：
(1) 交流电动机体积小、质量轻、功率大。体积小，解决了安装空间的限制问题；质量轻，减小了机车转向架的簧下质量，改善了轮轨作用力，适应了高速的需要；功率大，解决了高速所必需的动力问题。
(2) 交流电动机保持恒定大功率的速度范围宽，有利于实现客货通用型机车。
(3) 交流电动机无换向器，消除了电刷与换向器磨耗，提高了可靠性，也降低了制造和维修成本。
(4)异步交流电动机具有优异的牵引性能，陡峭的自然特性有利于提高粘着利用，能更好地发挥牵引力。
随着快速晶闸管的出现，采用异步牵引电机、快速晶闸管变流机组、电流-滑差控制方法的交流传动系统的DE一2500内燃机车问世了。从此之后， GTO/IGCT，IGBT器件等新型电力电子期间引领着机车车辆装备进入了新的时代。
我国交流传动技术的发展，经历了技术探索(理论认识与基础开发)、引进应用(X2000动车组)、合作研制(“蓝箭”动车组和NJl内燃调车等)、自主开发、跨越式发展的大规模技术引进（和谐号系列机车等）这几个发展阶段。
上世纪70年代，我国开始研究交流电传动系统的基础技术；80年代完成了中等功率交流电传动系统的试验研究；90年代初研制了1 MW大功率变流系统并促进原型机车的研制；90年代中期相继启动高性能交流传动控制技术、大功率GTO牵引变流器工程化、中大功率IGBT牵引变流器、大功率异步牵引电机等一系列核心技术的攻关工程，取得了丰硕成果，并于本世纪初开始装车应用。
我国自主研发的交流传动产品主要有：AC4000电力机车、NJ1型“捷力”内燃机车、DJ型“熊猫”电力机车、DJJ1型“蓝箭”动车组、DJF型“先锋”号电动车组、DJ2型“奥星”电力机车、DJF1型“中原之星”电动车组、DF8BJ型“西部之光”内燃机车、DJJ2型“中华之星”高速动车组、DF7CJ型内燃机车、“天梭”电力机车等，共计50多台套，电力机车交流传动系统主电路的基本结构如图3所示。这些车型的电传动系统中有使用水冷GTO技术的，如“奥星”电力机车，也有使用热管散热IGBT技术的，如“先锋”号电动车组，也有使用水冷IGCT技术的，如“西部之光”交流传动内燃机车。
特别是随着2004年以来铁路跨越式技术引进战略的实施，铁路装备从直流传动实现了到交流传动的跨越式发展。在铁道部的组织下，我国铁路南车集团公司与北车集团公司以技贸结合方式，分别从法国阿尔斯通公司、德国西门子公司、美国GE公司、美国EMD公司、加拿大庞巴迪公司、日本日立公司、日本川崎重工公司等引进了先进的铁路装备与制造技术，相继生产出了自主知识产权的交流传动和谐型电动车组、和谐型电力机车、和谐型内燃机车，运营时速最高已达350km/h使我国快速跻身交流传动领域的发达国家行列。
这些采用新型电力电子器件的铁路牵引交流传动系统，不仅充分发挥了交流电动机的优越性，而且采用电力电子新技术后，又显示出了新的优势：
(1) 交流传动机车采用四象限脉冲变流器，可使供电网获得近似于1的功率因数，大大减少了供电网的电流谐波分量，改善了供电品质，解除了对通信、信号的干扰；
(2) 交流传动机车再生制动时还可以向电网反馈品质良好的电能，节能效果显著；
(3) 交流传动机车向前／向后、牵引／制动操纵无需位置转换开关即可进行主电路的转换，电路简单，可靠性高。
（摘编自《电气技术》，原文标题为“电力电子器件推动着机车电传动的发展”，作者为张红卫、陈哲等。）
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