电力牵引控制系统课件

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”、“辆重补偿”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

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机车电路分类主电路功能：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；主要有：牵引变压器、整流器、牵引电机机车电路分类（续１）辅助电路（有两类）交流辅助电路功能：给主电路的通风、冷却辅助电机等供电；特点：三相380V交流供电,功率较小；主要有：单／三相变换器、通风电机、压缩电机等机车电路分类（续２）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；主要有：DC110V交直流变换电源，蓄电池、车灯、空调。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。机车电路分类（续３）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．主要有：继电器、电控阀、气动开关。近年来生产机车上的逻辑联锁已由逻辑控制单元（LCU)完成。机车电路分类（续３）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；含有：给定积分器、特性控制、防空／防滑、移相控制、功率放大、脉冲变压器等控制单元。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。主电路设计考虑的内容（续１）更具体来讲五个方面：电机连接与激磁方式；电机的供电方式；整流线路；调速方式；电气制动方式。下面将参这五个方面的内容进行详细分析。

一、牵引电机的连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？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（它激）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；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，部分绕组为它激。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机车/SS7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。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；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。二、供电方式集中供电（车控）

整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；二、供电方式（续１）独立供电（轴控）每一个牵引电机由一套贸独立的整器供电。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。二、供电方式（续２）部分集中（架控）同一转高架上的电机由一套整流器供电。特点：简化了电路和变化器结构，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。二、供电方式（续２）说明：随着的发展和高速重载的需求，新型的交直流机车开始采用轴控技术，这样整车的粘着利用充分，同时在一轴故障整车的牵引力影响不大。三、整流线路

50Hz单相交流整流，SS1采用二极管不控整流；其它机多用半控桥整流且是二段桥、三桥甚至四段桥。

图１－１整流器的简化线路图三、整流线路（续１）

Ｌp－平波电抗器，减小电流脉动，改善电机换相性能。Ｌf－激磁绕组。Ｒf－磁场分路电阻，减小磁场电流脉动。问题：平波电抗器如何减小电流的脉动？磁场分路电阻如何减少磁场电流脉动？四、调速方式调速要求：在不中断主电路的情况下，尽量使牵引力变化平滑，有尽可多的级位均匀分布在整调范围内。问题：直流电机如何调速的？四、调速方式（续１）分两步：调速调压：在额定电压之下，改变电机电枢电压Ｕd实现电机调速；弱磁调速：在端压达到额定电压后，削弱磁场进步提高速度。问题：为何要先调压后弱磁？四、调速方式（续2)调压调速：有触点调压，SS1、８Ｇ机车；有触点与相控结合调压，SS3；无触点相控调压，SS4、SS5、6K、8K等；其中方式①为有级调压，方式②和③为无级调压。四、调速方式（续３)弱磁调速：激磁绕组并电阻调速，SS1、SS3、SS4、SS6；相控弱磁，相控弱磁有两种不同的形式。6K、SS7是复励电机，由它励绕组的相控电路励磁；8K、SS5是串励电机、由分路晶闸管弱磁；方式①为无级、方式②为有级。四、调速方式（续４)由上可知：有级调速分有级调压调速和有级弱磁调节速两种；无级调速也分为无级调压和无级弱磁两种。二者比较：

无级调速可实现牵引电流和牵引力的连续调节；有级调速在级间变换时有电流冲击和机械冲击。五、电气制动两类制动：机械制动：常备制动，低速时投入；电气制动：一般高速时投入效果好；电阻制动能耗电阻制动：稳定可靠，多用。SS1-SS4加馈电阻制动：在低速时可获大的制动力.SS5再生制动

向电网回馈能量，功率因数低控制复杂。8K（２台）、SS5、SS7。习题１、机车主电路设计时要考虑那几方面的因数？主要涉及机及主电那些方面？２、画出串激直流电机和并激直流电机牵引时的牵引力（Ｆ）与速度力（Ｖ）关系曲线，并说明其特点。３、分析牵引电机有级电压调速和有级弱磁调速时的电流和牵引力冲击情况。第二节交直型机车主电路我国交直型机车主电路的发展过程：有触点调压不控整流器SS1有触点与相控结合SS3相控多段桥SS4相控多段桥无级弱磁再生制动SS5一、SS1型机车主电路特点：

二组管整流，调节整流器的交流输入电压调节输出电压，可实现33级调压和３级磁场削弱，功率因数高。

图１-２SS1机车主电路简图一、SS1型机车主电路(续１)图１-２SS1机车主电路原理一、SS1型机车主电路（续2）调压过程

QKT-18组合开关和TK26反向开关组合，使变压器的不变绕组和可调绕组分段正接和反接，改变整流器的输入电压，从而实现了33级整流电压。０级开关31-38全部断开，形成不了回路，Ud=0；

一、SS1型机车主电路（续３）1-17级TK26正向位，a1x1与o1-1,a2X2与o2-9反向串联，电压相减。0-1级QKT-18右旋20º，TK31、TK39合，a1x1与o1-1,a2X2与o2-9电压相减。U左=1040-1000=40(V)U右=1040-1000=40(V)Ud=0.9×40=36(V)问题：Ud中的系数0.9是如何来的？一、SS1型机车主电路（续4）1-2级QKT-18左旋到40º，TK39合,TK32合，TK31分，a1x1与o1-1,a2X2与o2-9电压相减。U左=1040-7×125=165(V)U右=1040-1000=40(V)Ud=(0.9×40+0.9×165)/2=92.25(V)ΔUd=0.9×165/2=56.25(V)一、SS1型机车主电路（续5）16-17级QKT-18左旋到340º，TK47,TK48合，a1x1与o1-1,a2X2与o2-9电压相减。U左=1040VU右=1040VUd=0.9×1040=936(V)一、SS1型机车主电路（续5）

18-33级TK26反向位，a1x1与o2-9,a2X2与o1-1正向串联，电压相加。17-18级

QKT-18左旋到340º,K47和K4６合，k48断开。

U左=1040＋125=1165VU右=1040VUd=0.9×(1165+1040)/2=992.5(V)

直至33级,a1x1与o2-9全部串联，a2X2与o1-1全部串联，电压相加。

Ud=0.9×(1000+1040)=1836(V)

一、SS1型机车主电路（续5）２、电压计算公式由上述分析过程可知，第一级电压为36V；随后每级位增加一级，输出电压级增加：

0.9×125/2=56.25V，电压输出可写为：Ｕd=36+56.25×(n-1)56.25其中：n＝１～３３，调压手柄级位。一、SS1型机车主电路（续６）３、过渡硅机组相邻级位转换时先合后分，有两个方面的作用：保证调速时电流连续，不中断主电路；减少级间转换开关断开时产生的电弧。问题：电弧是如何产生的？一、SS1型机车主电路（续７）４、奇数级位和偶数级位差异

奇数级位时，输入正负半波电压对称；偶数级位时输入电压正负半波相差125V,会引起变压器的直流磁化，影响变压器工作，但实际证明影响不大。问题：直流磁化是如何影响变压器的？习题１、试述SS1型电力机车调压过程；２、说明并分析过渡硅机组在调压过程中的作用；二、６Ｇ机车主电路二、６Ｇ机车主电路（续１）１、特点二段桥调压，整流器直流侧电压串联。２、调压过程第一调节区：ＲＭ２闭锁（α2=180º），ＲＭ１的T1、T2被触发逐渐开放，ＲＭ２的D3和Ｄ４续流，Ud由0~450V调节；第二调节区：ＲＭ２满开放（α1=0º

），ＲＭ２逐渐开放，Ud由450~900V调节；第二章交直型电力机车的功率因数§2-1概述1、交直型电力机车的电路结构单相交流电单相整流电路二极管整流：SS1桥式整流不控整流：有级调速半控整流：无级调速全控整流：再生制动可见，我国绝大多数电力机车均采用桥式整流电路，也就是相控整流调压方式。2、相控整流调压的优点：(1)实现牵引电机端压平滑无级调节．可以减少调压过程中的电流冲击，使牵引电机力矩变化平滑，在机车起动时可以较好地利用轮轨粘着力，一般可使起动牵引力提高8％~10％；在运行中可以获得机车工作范围内的任意牵引力和机车速度；(2)无级调压具有快速性，有利于更好地利用机车的惯性，特别是在山区线路，坡道多变的情况下，由于无级调压的快速性可节省电能2％~3％。(3)采用相控调压，可取消笨重的有触点式调压开关，调压时不必切换主电路，故不需要限流元件，也不会有电弧产生。§2-1概述3、相控整流调压的缺点： 交直型整流机车的最大缺点之一是功率因数较低和谐波分量较高。(1)功率因数低，系统的利用率低，引起电网压降，引起无功损耗。电网压降与负载的无功功率大小成正比。(2)谐波电流对通讯造成干扰，引起继电保护误动作。

§2-1概述4、功率因数的定义前提假设：电网电压无畸变为正弦波。（而电网电流为非正弦波）功率因数：注意：这里的功率因数是总功率因数，与正弦波电路中的功率因数有区别。只有基波电流与输入电网电压同频率，可能产生有功功率，其他高次谐波电流与电网电压频率不同，只能产生无功功率。§2-1概述§2-1概述谐波系数相移系数基波电压与基波电流之间的相位系数。可见，机车整流电路的谐波和功率因数可以用PF、DF、HF来描述。§2-1概述§2-2-1不控整流电路的功率因数§2-2整流电路的功率因数uwtwtii1uiid假设：L=∞，整流电流平直，不考虑换向重叠角γ，则电流i为方波。根据假设，变压器原边绕组流过的方波电流与电网电压同相位。§2-2-1不控整流电路的功率因数可见不控整流电路的功率因数较高，达到0.9。相移系数电流畸变系数功率因数谐波系数实际情况中要考虑换向重叠角γ（即整流元件的导通和关断有一个时间过程，不可能瞬间完成，管子中的电流有一个上升/下降的过程）因此，交流电流要滞后交流电压，近似认为相移系数

换向重叠角取决于电压级位、变压器漏抗、负载电流。随着负载电流越大和电压极位越低，换向重叠角越大，相移系数越小，相应功率因数越低，但是不是正比关系。§2-2-1不控整流电路的功率因数§2-2-2全控整流电路的功率因数idiuT1T3T2T4+Ud-i1iwtwtuIdwtudαφ假设：L=∞，整流电流平直，不考虑换向重叠角γ，则电流i为方波。电流与电压不同相，电流滞后电压一个角度，此角度为电路的控制角α。根据电压的波形，可以计算出整流电压的平均值:§2-2-2全控整流电路的功率因数Ud0

为α=0时的整流电压平均值，也是整流电路的最大输出电压平均值。对输入电流进行傅利叶分解，可得：§2-2-2全控整流电路的功率因数由于输入电流正负半波对称，所以其直流分量为零。即§2-2-2全控整流电路的功率因数i1iwtIdαπ+α2π+α同理：§2-2-2全控整流电路的功率因数可见，输入电流只存在奇数次谐波，不存在偶数次谐波。根据以上推导，可得：n次谐波的移相角§2-2-2全控整流电路的功率因数可见，基波电流滞后于电源电压，基波电流相位角等于控制角。全控整流电路的参数:§2-2-2全控整流电路的功率因数结论：1、全控桥的功率因数与输出电压的平均值成正比。2、在满电压时，功率因数为0.9，控制角越大，输出电压越低，功率因数越低。§2-2-2全控整流电路的功率因数Ud/Ud0PF§2-2-3半控整流电路的功率因数uiidudwtIduwtwtii1假设：L=∞，整流电流平直，不考虑换向重叠角γ，则电流i为方波。§2-2-3半控整流电路的功率因数根据电压的波形，可以计算出整流电压的平均值:Ud0

为α=0时的整流电压平均值，也是整流电路的最大输出电压平均值。与全控桥的分析方法一样，对半控桥输入电流进行傅利叶分解，可得：§2-2-3半控整流电路的功率因数由于输入电流正负半波对称，所以其直流分量为零。即Idwti§2-2-3半控整流电路的功率因数同理：§2-2-3半控整流电路的功率因数§2-2-3半控整流电路的功率因数可见，电流基波滞后电源电压的角度是α/2。不控整流桥功率因数恒定为0.9，较高；全控桥功率因数与Ud/Ud0成正比，即与cosa成正比，在控制角a较小时，功率因数较大，在控制角a较大时，功率因数较小；半控桥介于不控与全控之间，比全控桥功率因数高，谐波含量较低。小结Ud/Ud0PF不控桥半控桥全控桥§2-3多段桥顺序控制§2-3-1二段半控桥iiudud2a1x1a2x2AX电路结构:变压器副边绕组分成电压相等的a1x1,a2x2;每段绕组接一个半控桥，RM1、RM2；两个半控桥串联。ud1ud2a1x1a2x2AX§2-3-1二段桥顺序控制二段桥的工作过程：1、第一段桥RM1工作（即T1、T2的控制角α1为α

），第二段桥RM2闭锁（即T3、T4的控制角α2为π）。ud1wtIdua1x1wtwtia1x1§2-3-1二段桥顺序控制二段桥的工作过程：2、第一段桥RM1满开放（即T1、T2的控制角α1为0

），第二段桥RM2工作（即T3、T4的控制角α2为α）。wtud1wtwtud2ua1x1ua2x2ud1+ud2wtwtia1x1ia2x2wtiAXwtIdIdId/2kId/k由各段调节区的波形，可推导出各段调节区的运行性能参数。§2-3-1二段桥顺序控制第一调节区：输出整流电压平均值Ua1x1

第一段变压器副边绕组额定输出电压有效值U2

整个副边绕组额定输出电压有效值Ud0RM1、RM2满开放时输出的最大电压平均值§2-3-1二段桥顺序控制输入电流有效值§2-3-1二段桥顺序控制第二调节区：输出整流电压平均值输入电流有效值§2-3-1二段桥顺序控制§2-3-1二段桥顺序控制根据推导的公式，可以描点画出二段半控桥的功率因数与输出电压的关系曲线，如下图。由曲线可见，二段桥的功率因数比一段桥的功率因数有显著提高。在Ud/Ud0=0.5时，二段桥的功率因数为0.9。§2-3-2四段半控桥顺序控制XAx2a2x1a1ud2udo1/41/41/2电路结构：1、三段绕组组成四段半控桥2、三绕组的电压分配是a1o和ox1，各为1/4额定值；a2x2为1/2额定值。§2-3-2四段半控桥顺序控制XAx2a2x1a1ud2udo1/41/41/2控制顺序：1、第一段是控制由T1、T2和D1、D2所组成的半控桥，而T3~T6都闭锁，仅a1o段绕组有电流流过。当T1、T2满开放时，输出电压是1/4额定值。2、第二段是控制由T3、T4和D1、D2所组成的半控桥，维持T1、T2满开放，控制T3、T4，而T4、T5闭锁，a1x1段绕组有电流流过。当T3、T4满开放时，输出电压是1/2额定值。3、第三段是控制由T1、T2和D1、D2所组成的半控桥，维持T5、T6满开放，T3、T4闭锁，a1o、a2x2段绕组有电流流过。当T1、T2满开放时，输出电压是3/4额定值。4、第四段是控制由T3、T4和D1、D2所组成的半控桥，维持T1、T2、T5、T6满开放，a1x1、a2x2段绕组有电流流过。当T1、T2满开放时，输出电压是额定值。思考题：根据四段半控桥的工作过程，画出各段工作的电压电流波形，并分析各段的运行性能参数。并描点画出四段桥的输出电压比Ud/Ud0与功率因数PF的关系曲线。§2-3-2四段半控桥顺序控制控制段数越多，在相同的输出电压比的情况下，功率因数越高。段数多的负面影响是主电路复杂，元件数量越多，控制越复杂。采用四段半控桥已具有比较好的功率因数，多于四段控制的经济意义不大。小结：第七讲

交流传动机车主电路主要内容交流传动机车发展综述交流传动机车主电路的组成交流传动机车的技术分类交流传动机车牵引特性典型交流传动机车主电路工作原理交流传动机车新技术及其发展方向一、交流传动机车发展综述运输的需求各种限制交流传动机车发展交流电机的特点科学技术的发展一、交流传动机车发展综述运输的需求各种限制交流传动机车发展交流电机的特点科学技术的发展安全性、实用性、可靠性、灵活性、舒适性越高越好；费用越低越好。一、交流传动机车发展综述运输的需求各种限制交流传动机车发展交流电机的特点科学技术的发展安全性、实用性、可靠性、灵活性、舒适性越高越好；费用越低越好。地域规范、供电制式、空间、体积、重量、技术水平、工艺水平的限制等一、交流传动机车发展综述运输的需求各种限制交流传动机车发展交流电机的特点科学技术的发展安全性、实用性、可靠性、灵活性、舒适性越高越好；费用越低越好。地域规范、供电制式、空间、体积、重量、技术水平、工艺水平的限制等单位体积重量的功率大、可靠性好、易维护等一、交流传动机车发展综述运输的需求各种限制交流传动机车发展交流电机的特点科学技术的发展安全性、实用性、可靠性、灵活性、舒适性越高越好；费用越低越好。地域规范、供电制式、空间、体积、重量、技术水平、工艺水平的限制等单位体积重量的功率大、可靠性好、易维护等电力电子技术、微电子技术、新材料、新工艺等一、交流传动机车发展综述运输的需求各种限制交流传动机车发展交流电机的特点科学技术的发展安全性、实用性、可靠性、灵活性、舒适性越高越好；费用越低越好。地域规范、供电制式、空间、体积、重量、技术水平、工艺水平的限制等单位体积重量的功率大、可靠性好、易维护等电力电子技术、微电子技术、新材料、新工艺等满足运输的需求充分利用新技术利用新材料采用新工艺二、交流传动机车的主要组成动力制动模块空气系统模块

辅助变频器主变频器及电机驱动模块通讯模块电子设备

牵引变频器逆变器(电流源型、电压源型、PMW)电机同步电机、异步电机设备与功率器件交流传动系统主电路变速箱0,98异步电机0,95逆变器0,99整流器0,98牵引变压器0,941000kW1020kW1074kW1085kW1107kW25000V交直与交流传动机车主电路比较变速箱异步电机逆变器整流器牵引变压器1085kW25000V变速箱直流电机整流器牵引变压器25000V滤波电抗器励磁绕组交直传动机车主电路交流传动机车主电路三、交流传动机车的技术分类核心层技术辅助层技术相关层技术牵引变频器技术、交流驱动电机技术、牵引变压器技术、变频控制及其网络技术三、交流传动机车的技术分类核心层技术辅助层技术相关层技术牵引变频器技术、交流驱动电机技术、牵引变压器技术、变频控制及其网络技术冷却与通风技术、辅助变流器技术控制电源技术、保护技术、电磁兼容与布线技术三、交流传动机车的技术分类核心层技术辅助层技术相关层技术牵引变频器技术、交流驱动电机技术、牵引变压器技术、变频控制及其网络技术冷却与通风技术、辅助变流器技术控制电源技术、保护技术、电磁兼容与布线技术司机台操纵技术、车体轻量化技术转向架技术、空气制动技术高压测检测技术本讲课要解决的问题1变频调速异步电机如何控制能满足机车牵引的要求？2牵引逆变器如何控制能满足牵引电机对机车牵引的要求？机车牵引特性有哪些要求？

四、机车牵引特性机车牵引特性要求：1、能产生足够大的牵引力2、能方便广泛调节速度3、有较高的过载能力4、充分发挥机车功率5、先进的经济技术指标交流电机（异步）的矩速特性

关键问题：?1、异步电机变频调速特性分析（1）

变频调速时异步电机参数变化为：（2）用表示的力矩公式M恒压频比时最大转矩和起动转矩与频率的关系曲线（3）

用表示的力矩公式结论：当

3、机车牵引中异步电机的运行特性（1）

恒力矩起动

①采用恒压频比控制低频时适当提高电压，抵消定子绕组内阻的影响。②采用恒磁通控制电机各参数与频率的关系：(2)恒功率运行

恒功率1：恒功率2：第一种恒功率的特点：最小逆变器，最大电机恒功率1：第二种恒功的特点：最大逆变器，最小电机恒功率2：

五、典型交流传动机车主电路工作法国TGV、西班牙AVE机车主电路

（同步电机）励磁韩国TGV机车主电路（同步电机）励磁电流型逆变器(异步电机)GTO电压型逆变器(欧洲之星TGV)每一个动车一台逆变器，同时为4台异步电机供电典型的地铁牵引变频器MACMACMACMACMRE_2563_FRBH(O-M)DJ(M)CA2(I)TFPH(O-C)DJ(C)ONDCA2(I)-ONDCA1(I)-ONDM1PT2(15kVDB)PT1(25kV&15kVCFF)TFI-QL(M)SF-FI-50C(IS)FI-50CAP-FI-50H3-FIRHC(IS)PMCF1C(IS)E(C)R(PC)E(C)C(PC)E(C)CVS-AUXsuressieux1et3C(IS)PMCF2Essieu4Essieu3Essieu23x1mFx3C(PC)FI-50H(O-15)PalpageavecéclateurPF(C)R(PC)FI-50PF(M)E-TFPCA(I)DIFFCA(U)ECCA(U)PMCF3x1,33mFCAP-ONDCC-FI-50CA2(I)PMCFSF1-HACHSF2-HACHH-INV-CONTH-INV-15H-15H-CONTCA(I)RHR(DC)CAP-ONDCAP-2FR(DC)CAP-2FOND-RHPMCFC(PC)PMCFR(PC)PMCFOption"Filtre50Hz"Optionsnonreprésentées:-ChauffagePT4(1,5kV&3kVSNCB)Notasurlespantographespourlefonctionnementsous3kV:-Surledémonstrateur,enconfiguration3pantographes,onutiliserauniquementlepantographe3(PT3)avecunarchetadaptéauxessaisréalisésH2-FIH1-FISF1-FISF2-FICA1(I)TFPTFI-50R(DC)CAP-FI-507,2mH7,2mH2,835mH2,835mH10mH1mFPT3(3kVFS)CA1(I)PMCF50?50?50?3,7?适用于4种电压供电的机车牵引变频器

(~25Kv/15kV,=3kV/1,5kV)DJ(C)DJ(M)EcrêteurC(ALI)FIR(ALI)FISF1-FISF2-FIH-FI-XXSF-FI-XXCAP-FI-XX}X3=~380V~M1AUXPMCFONDC(PC)PMCFR(PC)PMCFCAP-PMCFCAP-ONDRH1CA(I)PMCFCA(U)PMCFCA(U)ONDFTR-17/08/1998RevE-Page2PalpageH(O-M)CA(U)1/2-ONDH(O-C)CA1(I)TFPCA2(I)TFPCA(U)1/3-ONDCA(I)1-ONDCA(I)2-ONDQ1L(M)H-2FC(IS)E(C)SF2-2F-FISF1-2F-FIH4-PMCFC(PC)E(C)R(PC)E(C)CAP-2FC(PC)PMCF牵引变频器

3种电压供电的机车(~25Kv/15kV,=1,5kV)六、交流传动机车新技术大功率电力电子器件交流电机驱动控制规则与控制理论列车网络技术列车控制系统软件e化列车（eTrain）eTrain监控系统音频系统车地通讯新技术典型的司机室无线通讯技术谢谢！第1节磁浮列车与直线电机上海磁浮车（德国TR08）磁浮车是一种新的交通工具，研究的重点HSST磁浮车（日本）交大MST-1磁浮车青城山磁浮车国防科大磁浮车常导型磁浮列车利用电磁吸力实现悬浮磁浮列车利用直线电机实现牵引、制动直线电机的基本结构直线电机可看作是将旋转电机径向剖开展平定子—初级，转子—次级初级与次级长度不相等。短初级直线异步电机（HSST）长初级直线异步电机（西南交大）第2节直线异步电机（LIM）的控制特性LIM控制方式取决于其应用场合。LIM控制策略与应用目标相关由电磁场分析知，LIM的推力是LIM工作时除产生推力外还有垂向力。计算式为当气隙磁场有x分量时,LIM垂向力还要增加一项这时,LIM的垂向力(也称为法向力,磁拉力)为在讨论电机的控制方式时,应当了解电机初级中电流与频率变化时电机推力和垂向力的变化规律1直线异步电机的等值电路直线异步电机也是异步电机。在低速情况下直线与旋转电机是相近的可以用异步电机的等效电路的方法来分析LIM在等值电路中，定子边即初级；转子边是次级。旋转电机的转矩对应直线电机的推力电机在S=1处起动运行。当运行速度提高，推力也增大。越过峰值后，速度增高推力下降。从起动到峰值点前是不稳定运行区域，峰值点后为稳定区－∞推力F电动机发电机电磁制动S=1S=0＋∞推力-速度曲线LIM的特点由于终端效应的原因，推力为零的点不在同步速对应点当电机次级运行速度超过同步速后，电机工作于发电机状态在越过峰值前为稳定工作区；越过峰值点后，为不稳定区在相同的初级电流和频率下,处于发电状态时的制动力比处于牵引状态时的牵引力要大用等值电路概念时推力的表达式当按u/f=C控制时LIM的推力表达式010Hz20Hz30Hz40Hz当按U/f=C控制时LIM的推力特性LIM的推力与初级电源频率的关系假定初级电压大小不变，仅仅改变初级电压的频率。由推力计算式知，推力反比于初级频率变化010Hz20Hz30Hz40HzLIM很大的初级阻抗削弱了电机的磁场。随着频率升高，初级电压也增大，初级阻抗的影响相应减小当按I1=C1，f2=C2控制时LIM的推力表达式当按I1=C1，f2=C2控制时LIM的推力特性010Hz20Hz30Hz40Hz由图可知，推力为常数。推力的大小与初级频率无关LIM的推力与初级电流的关系假定初级的频率不变，只改变初级电流大小。由推力计算式知，推力正比于初级电流的平方这表明，控制初级电流可有效地控制推力推力F10I1I2实际LIM按恒电流恒转差频率控制时的特性速度m/s推力F010Hz20Hz30Hz40Hz电机推力并不严格为常数。原因是终端效应的影响。此外，由于电机次级采用反应板结构也是一个原因当初级电流和频率恒定时LIM的垂向力特性LIM在工作时除产生切向推力外还产生法向力。从法向力公式知，其大小与磁密有关。法向力不容忽视，它可以超过推力数倍或数十倍在LIM中，初级产生的磁场与次级铁轭产生吸力；初级磁场与反应板的涡流作用产生斥力；初级产生的磁场与次级铁轭的涡流作用产生斥力转差频率推力F涡流斥力磁场吸力电机合成法向力选择合适的转差频率值可以使总法向力较小初级电流和转差频率恒定时LIM的垂向力特性当不考虑终端效应等影响时，电机的法向力为常数。转差频率越大，法向力越小。法向力正比于初级电流的平方。大体上反比于转差频率5Hz10Hz15Hz20Hz初级电流LIM的推力、法向力与转差频率的关系在确定电机的转差频率值时，应当在吸力与推力之间折衷。例如选取合适的f2值，使吸力在