电传动控制基础4.123相控电力机车

第四章相控调压调速及其控制系统——6G型电力机车§4.1有级调速与无级调速有级调速机车SS1有33个调压级和3级磁场削弱对应于牵引变压器的每级电压都有一条速度特性曲线vId6abcd以起动过程为例:起动时电力机车速度为0，牵引电动机转速为0牵引电动机的反电势E=Cen=0若进行满压起动，将产生很大的起动电流10倍额定电流限制起动电流，进行变阻起动或降压起动降压起动过程：

v=0n=0E=0U=IdRId=U/R电压升至第六级：从a点起动

F>WnEId

§4.26G型电力机车主电路桥式整流：变压器的容量发挥充分，结构简化两段半控桥相控无级调压：起动、调速平滑半集中式供电：电机之间负载分配较均匀取消了调压开关：主电路简单、开关电器动作减少一、特点T1T2T3T4D1D2D3D4M1M2M3RM4RM3RM1M4M5M6RM2

低压调压调节RM1，封锁RM2D3、D4续流Ud：0~0.5Ud0=450VRM1满开放，调节RM2

Ud：0.5Ud0~Ud0=900V0-900V调压，用一段桥式电路是否可以实现，且主电路简单？为何用两段桥式电路？二、调压原理

高压调压§4.3功率因数与功率系数问题实现端电压平滑调节，减少电流冲击，较好利用粘着力获得机车工作范围内的任意牵引力和速度更好地利用机车的惯性取消笨重的有触点式调压开关晶闸管整流实现无级调速的优点：晶闸管整流实现无级调速的缺点：功率因数低和谐波分量较高机车功率因数概念：

一般正弦交流电路：U、I均为正弦

功率因数：电压与电流之间相位角的余弦

cos

电力机车：I发生畸变为矩形波机车整流电路的功率系数=机车牵引变压器高压侧有功功率机车牵引变压器高压侧视在功率=P/S=Pd/S机车功率系数概念：=P/S=

U1I1f

cos1U1I1I1f=I1=cos1cos1：电流畸变系数

cos1：基波电压与基波电流之间的相位移系数

不可控整流电路：SS1Mu~i~Idi~u~tIdidt不可控整流电路：SS1牵引变压器高压侧电流与电压同相位

cos1=1

S=U1I1=KU2•(Id/K)Ud

=

22/•U2S=22Ud

Id=22Pd=

Pd/S=22PdPd=22=0.9=

P

/S=U1I1fU1I1=I1fI1=0.9半控整流电路：idIdtcos1=cos/2电流有畸变三个台阶u~ti~Mu~i~Id全控整流电路：idIdtcos1=cos

电流有畸变两个台阶Mu~i~Idu~ti~提高功率因数的方法利用特殊控制方法不对称触发扇形控制PWM控制多段桥顺序控制i~u~ti~u~t全控桥：存在电压和电流反向阶段电网吸收能量半控桥：不存在电压和电流反向阶段不对称触发u~tiT1tiT2tiT3tiT4tMu~i~IdT1T2T4T3T1、T2：晶闸管工作在时，T1触发导通在+，T2触发导通T3、T4：二极管工作在网压过零时导通i~Mu~i~IdT1T2D3D4u~ti~tt=晶闸管导通t=晶闸管截止若

=电流基波分量与电源电压同相位cos=1扇形控制

PWM控制eSeCeC：载波eS：正弦调制波调节输出电压：改变脉冲宽度改变脉冲次数可以消除低次谐波udi~多段桥顺序控制T1T3T2T4T5T6D5D6D1D2a1x1a2x2o6G：两段半控桥顺序控制SS4：三段半控桥顺序控制三段绕组：a1oox11/4U2

a2x21/2U2Ud第一段：控制半控桥D1D2T1T2

T3T4T5T6都封锁

Ud=0~¼Ud0第二段：

T1T2满开放控制T3T4

Ud=¼~½Ud0第三段：

T5T6满开放控制T1T2

Ud=½~¾Ud0第四段：

T1T2T5T6满开放控制T3T4