交直型电力机车主电路和辅助电路

第一章交直型电力机车主电路和辅助电路第一章交直型电力机车主电路和辅助电路本章要点：主电路设计考虑的主要因素我国主要干线机车主电路机车的牵引特性及制动特性概念“粘着”、“空转”、“滑行”、“轴重补偿”主电路保护的种类与原理机车辅助电路的结构与功能第一节概述

一、电力机车能量传递过程：车上受电弓牵引变压器牵引整流器转向架牵引电机机车车辆27.5kv单相接触网交流直流机械能电能二、机车电路分类机车电路主电路辅助电路控制电路二、机车电路分类（续１）主电路功能：牵引和制动时，完成能量传递和转换；特点：大功率、高电压、大电流；主要包括：牵引变压器、整流器、牵引电机二、机车电路分类（续2）辅助电路（有两类）交流辅助电路功能：给主电路的通风、冷却辅助电机等；特点：三相380V交流供电,功率较小；包括：单／三相变换器、通风电机、压缩电机等二、机车电路分类（续3）直流辅助电路功能：给电器控制、电子控制及照明、空调设备供电；特点：直流110V供电，有蓄电池作后备电源；包括：DC110V交直流变换电源、蓄电池、车灯、空调等。此外，用于客车牵引的机车上有DC600V直流电源供客车车厢内空调、采暖、照明及旅客信息服务系统供电。二、机车电路分类（续4）控制电路（有两类）电器控制功能：完成电路和气路的开关及逻辑互锁；特点：电动或气动的逻辑开关．包括：继电器、电控阀、气动开关等。近年来生产机车上的逻辑联锁已由逻辑控制单元（LCU)完成。二、机车电路分类（续5）电子控制功能：配合主辅助电路完成机车的控制；特点：弱电控制、控制复杂；包括：给定积分器、特性控制、防空转／防滑、移相控制、功率放大、脉冲变压器等控制单元。三、主电路设计考虑的内容主要考虑因素：满足机车牵引中的起动、调速和制动的基本要求；功率大、控制复杂、工作条件差，体积、重量受到限制；牵引性能的好坏、技术难易程度，维护费用及可靠性。三、主电路设计考虑的内容（续１）更具体来讲五个方面：牵引电机联接与激磁方式；牵引电机的供电方式；整流线路；调速方式；电气制动方式。下面将参照这五个方面的内容进行详细分析。一、牵引电机的联接与激磁方式交直型电力机车采用脉流牵引电机（直流电机）。１、激磁方式问题：直流电机的激磁方式有几种？各有何种特点？主电路设计考虑的内容一、牵引电机的连接与激磁方式（续１）串激

特点：起动力矩大、恒功性能好，有“牛马”特性，并联时负载分配较易均衡，但特性较软，防空转能力差；并激（他激）特点：特性较硬，防空转性能好，但是其它性能（起动和恒功）较差；主电路设计考虑的内容一、牵引电机的连接与激磁方式（续2）复激部分绕组是与电枢串联，部分绕组为他激。特点：兼有串激和并激的优点，但电机结构和控制复杂。实际情况：机车多用串激电机、６K/SS7机车采用了复激电机，没有采用并激的。说明：斩波地铁机车中，有采用它激电机，但其激磁电流控制是按电枢电流规律控制的。主电路设计考虑的内容一、牵引电机的连接与激磁方式（续３）２、电机联接方式串联特点：主电路开关电器少、简化主电路结构，电机负荷分配均匀，但防空转性能差；并联特点：防空转性能好，整车粘着利用充分，但主电路结构复杂；主电路设计考虑的内容一、牵引电机的连接与激磁方式（续４）实际应用：普遍采用电机并联方式，只有8K机车采用电机串联。主电路设计考虑的内容二、供电方式集中供电（车控）

整台机车牵引电机由一套整流器供电。特点：变压器结构简单，集中冷却简化了通风设备，但一台电机故障时，影响整车工作；主电路设计考虑的内容二、供电方式（续１）独立供电（轴控）每一个牵引电机由一套独立的整流器供电。特点：机车的粘着利用好，一台电机故障时不影响其它电机的运行。但变压器、整流器及控制复杂。主电路设计考虑的内容二、供电方式（续２）部分集中（架控）同一转向架上的电机由一套整流器供电。特点：简化了电路和变流器结构，粘着利用较为充分，同时实现一定的冗余。实际应用：SS1、SS3机车采用集中供电；其它部分机车由部分集中供电，其中6K机车上有一个转向架上两台电机分别由两套不同的整流器供电；没有交直型车采用独立供电。主电路设计考虑的内容二、茄供电兴方式横（续蒜3）说明缩慧：随医着电愉力电位子技货术的秀发展爷和高开速重继载的季需求柳，新孙型的旧交直卫流机厦车开全始采冻用轴会控技库术，偷这样杠整车江的粘唯着利座用充前分，陶同时久在一始轴故肿障整晋车的镇牵引组力影码响不桶大。主电婆路设虫计考胳虑的号内容三、掠整流化线路50散Hz巴单相讨交流候整流神，S怨S1到采用给二极阻管不肉控整酱流；基其它万机车名多用蜓半控货桥整醋流且家是二数段桥许、三挤段桥异甚至理四段样桥。图１刮－１杰整流汗器的撒简化制线路毒图主电役路设龙计考烧虑的泄内容三、广整流由线路法（续齐１）Ｌp洋－平被波电奏抗器袄，减宫小电卫流脉舞动，府改善丛电机棵换相捕性能声。Ｌf印－激界磁绕宝组。Ｒf艳－磁震场分临路电家阻，拔减小蛋磁场运电流世脉动。问题珠：平波注电抗闪器如矩何减汇小电该流的顿脉动腹？磁场慕分路业电阻肾如何尸减少混磁场竖电流抽脉动？主电榨路设支计考唐虑的苗内容四、立调速渠方式调速献要求化：在不宵中断辉主电继路的酿情况创下，闻尽量荒使牵吃引力凤变化镇平滑圣，有艺尽可伪多的逼级位海均匀进分布素在整停个调恶速范商围内亿。问题拿：直流商电机悔如何统调速存的？主电吹路设博计考动虑的尚内容四、朽调速抢方式捡（续趋１）分两泳步：调压感调速颗：在祸额定逃电压苹以下堤，改榨变电恒机电牛枢电司压Ｕd实现致电机新调速在；弱磁退调速烘：在扑端压就达到膨额定召电压降后，锤削弱娇磁场练进步木提高铃速度门。问题飞：为何希要先欣调压嫂后弱荷磁？主电读路设稳计考枕虑的介内容四、火调速努方式贫（续民2)调压撇调速房诚：有触满点调铺压：SS捏1、８惰Ｇ机极车；有触情点与括相控孕结合贯调压举：SS房诚3；无触唇点相航控调匆压：SS拖4、SS皮5、6K、8K等；其中知方式①为有愉级调免压，准方式躲②和刻③为添无级谊调压。主电段路设舍计考烘虑的躬内容四、程调速煮方式军（续吊３)弱磁铲调速允：激磁稠绕组建并电滤阻调惠速：SS蜜1、SS旗3、SS歇4、SS掘6；相控续弱磁翅，相摸控弱赞磁有表两种搂不同斯的形喊式：6K、SS呜7是复姻励电砖机，岔由他棒励绕判组的调相控篇电路决励磁语；8K、SS呢5是串奥励电狠机、岔由分楚路晶劲闸管词弱磁芦；方式①为有柱级、串方式梳②为铜无级储。主电洗路设密计考厚虑的马内容四、跪调速栗方式全（续棕４)由上旷可知丹：有级暂调速扭分有腾级调茎压调叠速和态有级虽弱磁鞋调节站速两帜种；崇无级割调速属也分绒为无傅级调处压和鸣无级古弱磁苗两种单。二者雁比较蔬：无级授调速的可实缸现牵晶引电宣流和牧牵引牢力的氏连续教调节粗；有到级调鸭速在邪级间构变换雀时有统电流耐冲击永和机脏械冲乏击。主电贴路设铅计考察虑的细内容五、础电气搁制动两类悼制动宿：机械绍制动暑：常晌备制牢动，绸低速新时投桌入；电气零制动悔：一扒般高口速时岭投入检效果址好；电阻挖制动能耗穗电阻洁制动郊：稳盈定可星靠，渴多用浅。SS住1-严SS潮4加馈世电阻贵制动遇：在遭低速顺时可混获大事的制丝式动力.S习S8再生手制动向电摊网回韵馈能命量，的功率道因数摘低，池控制浓复杂风。8K（２新台）滋、SS嫂5、SS片7。主电分路设滔计考比虑的家内容习存题１、机车拐主电准路设誉计时底要考芝虑那绒几方最面的衡因数真？主扶要涉堆及机姥