电力机车操纵 SS4G型电力机车工作原理

中点抽头式全波整流电路电力机车工作原理任务一中点抽头式全波整流电路电力机车工作原理在图1中牵引变压器二次侧绕组分成oa、ob、两段，两段电压大小相等、方向相反。整元件VD1、VD2的正极分別与二次侧绕组的a、b点相接，负极相互联接在一起。牵引电动机的一端与变压器二次侧绕组的中点o相接，另一端经平波电抗器PK与整流电路的输出端即整流元件的负极相接。图一中点抽头式全波整流电路电力机车工作原理电路正常工作，当变压器二次侧电压正半周a点为高电位时，整流元件VD1导通，电流由a点经整流元件VD1、平波电抗器PK、牵引电动机M回到0点，构成一闭合回路。此时，整流元件VD2因承受反向电压而截止。当变压器二次侧电压负半周b点为高电位时，整流元件VD2导通，电流由b点经整流元件VD2、平波电抗器PK、牵引电动机M回到0点，也构成一闭合回路。此时，整流元件VD1因承受反向电压而截止。由此可知，在交流电压的正负两个半周内，变压器二次侧绕组oa、ob必交替流过电流而牵引电动机M中则始终流过连续不断的方向不变的电流，保证了直流（脉流）牵引电动机的正常工作。图一桥式全波整流电路电力机车工作原理任务二桥式全波整流电路电力机车工作原理

在图2中，整流元件VD1〜VD4接成一个电桥形式，变压器二次侧绕组ab接到电桥一对角线的m、n两点，牵引电动机M经平波电抗器PK与电桥的另一对角线c、d相联。电路正常工作，当变压器二次侧电压正半周a点为高电位时，整流元件VD1、VD3导通，整流电流由绕组a点经整流元件D1、平波电抗器PK、牵引电动机M、整流元件D3回到绕组b点，此时整流元件VD2、VD4承受反向电压而截止。在变压器二次侧电压负半周6点为高电位时，整流元件VD2、VD4导通，整流电流由b点经整流元件VD2、平波电抗器PK、牵引电动机M、整流元件D4回到a点。此时整流元件VD1、VD3因承受向电反压而截止。由此可见，在交流电压的正、负半周内都有电流流过变压器二次侧绕组且方向不同，而牵引电动机M中则始终流过方向不变的电流。图二了解交-直流传动电力机车的功率因数任务三了解交-直流传动电力机车的功率因数

评价相控调压性能有两个重要指标，即功率因数和谐波干扰，采用相控调压的电力机车其功率因数较低，不仅降低了设备的利用率，而且谐波含量高，影响了电网的供电质量，对电网造成严重污染。随着机车单机功率的增加及大功率电力半导体器件在电力机车上应用的日益广泛，提高功率因数，减少谐波电流已成为一个重要课题。另外，电力部门和邮电部门都对用户的功率因数和谐波电流有明确限制。一般晶闸管相控机车的功率因数仅为0.78〜0.80,等效干扰电流的最大值大于9.2A，远不能满足PF=0.9、I(3)=3.9、I(5)=4.0的限制要求。晶闸管相控机车的功率因数FD=λcosψ，DF主要取决于α、λ，根据DF曲线知其变化范围不大，其中主要是3次、5次谐波含量。如何提高交-直流传动电力机车的功率因数任务四如何提高交-直流传动电力机车的功率因数

如前所述这一方法能提高机车的功率因数和降低谐波分量，但段数过多会使变压器抽头数增加，整流装置复杂，即使是多段桥，由于其电子控制增加从移相桥到开关桥逻辑转换的复杂性，在一定程度上会降低机车运行的可靠性。干线电力机车一般不超过四段，试验表明在额定工况下，半控四段桥的功率因数PF=0.80〜0.85。1.采用多段桥如何提高交-直流传动电力机车的功率因数图二功率因数补偿装置兼作滤波器，简称PFC装置.一般常用的形式有LC、RC、RLC,如图2示2.采用功率因数补偿器(PFC）如何提高交-直流传动电力机车的功率因数

它跨接于机车主变压器二次侧绕组的两端，如图1(a)所示。其工作原理可用图1(b)来说明。在理想情况下，由于整流电路的作用，整流装置交流侧电流为一方波，造成接触网中电流波形发生畸变，即产生高次谐波电流，谐波电流主要是3、5、7次谐波含量。而整流装置的负载——平波电抗器和牵引电动机均为感性负载，加之整流装置本身的晶闸管相位控制的作用，使电流的相位滞后于电网电压，即也产生了一个感性无功电流，使机车功率数降低。加上功补装置后，就是把L、R、C连接成某一频率的谐振电路(一般在靠近三次或五次谐波频率处)。在基波网压的作用下对基波呈容性，提供容性无功电流，减少相控整流机车滞后的负载电流，从而可以提高机车的功率因数。同时对3、5次谐波呈低阻性，使绝大部分3次、5次谐波电流通过功补装置而被吸收掉.可以减少流向电网的3次或5次谐波电流，也减少了等效干扰电流。2.采用功率因数补偿器(PFC）图一如何提高交-直流传动电力机车的功率因数

试验表明相控机车在装设一定容量的PFC之后，就无需采用多段桥。机车加装了功率因数补偿装置以后，提高了机车的功率因数，降低了接触网和机车主变压器的损耗，同时也减少了接触网对沿线通信线路的干扰，从而大大简化了机车主电路的结构。例如SS6型电力机车就采用了二段桥带PFC的主电路，引进的6K、8K型电力机车,当PFC全部投人工作时机车的功率因数PF>0.9。由于受机车重量与总体布置上的限制，于是提出在地面牵引变电所和接触网上设置功率因数补偿装置，即车下补偿。试验表明车上、车下补偿各有效果，两者侧重不同。SS4G型电力机车三段不等分桥式整流电路的工作原理任务五SS4G型电力机车三段不等分桥式整流电路的工作原理SS4G型机车采用三段不等分桥式整流电路，如图3所示，随着桥段数的增多，机车的功率因数将有所提高，但是段数的增多，会使牵引变压器二次侧绕组的分段数相应增加，整流桥臂数、整流元件的数量增多。因此而使得机车主电路复杂，控制系统复杂。为此在实际应用中，一般采用多段不等分桥式整流电路，但段数不多于4。变压器二次侧绕组由二段叫a4x4、a2x2组成，其中一段a4x4接成中抽式半控桥，另一段a2x2接成一般半控桥整流电路，因中抽式绕组可看作两段绕组a4b4、b4x4故实际上变压器二次侧绕组是三段不等分，各段绕组的电压分配比例为1:1:2。VD1〜VD4提供直流续流通道。三段不等分半控桥式调压整流电路的升压顺序控制如下。图三SS4G型电力机车三段不等分桥式整流电路的工作原理SS4G型电力机车三段不等分桥式整流电路的工作原理SS4G型电力机车三段不等分桥式整流电路的工作原理SS4G型电力机车三段不等分桥式整流电路的工作原理其三段不等分半控桥调压波形如图4所示。三段不等分桥的功率因与二段桥相比功率因数较高，波形畸变也偏小了，基本是0.9上下波动。此种整流调压方案被广泛地应用在整流器电