项目一 直流牵引电机 任务8 直流牵引电机在电动车组中的应用

任务八直流牵引电机在电动车组中的应用任务八直流牵引电机在电动车组中的应用和制动一、直流电动机的特性控制城市轨道交通车辆的牵引动力要求负载转矩可以在较大范围内变动，具有软特性的串励电机应用比较广泛。串励电动机空载转速是满载转速的好几倍，其特性为双曲线，当转速增加时，速度便自动降低，功率输出可以保持恒定，由电网供电的功率也保持在稳定的数值而不致有大的波动。任务八直流牵引电机在电动车组中的应用和制动采用积复励和他励电机，可以使动车主电路更为简单。如果保证电枢电流总是与励磁电流相等，即Ia＝If，则电枢绕组和励磁绕组分断的他励电动机将具有串励电动机的励磁特性。也就是说，只要励磁电流If是随着电枢电流Ia的变化而变化，励磁方式是他励的电动机，就可以具有串励电动机的特性。他励电动机的励磁调节二、直流电动机的旋转方向直流电动机的旋转方向取决于电磁转矩方向，而电磁转矩的方向取决于磁通与电枢电流相互作用的方向。故实际改变电动机转向的方法有两种：（1）改变磁通（即励磁电流）的方向，可改变电动机旋转方向。（2）改变电枢电流的方向，可改变电动机旋转方向。若同时改变磁通方向及电枢电流的方向，则直流电动机转向维持不变。直流（脉流）牵引电动机常采用励磁绕组反接法来改变电机的旋转方向。任务八直流牵引电机在电动车组中的应用和制动对于城市轨道交通车辆，常采用单独改变牵引电动机电枢电流方向的方法。任务八直流牵引电机在电动车组中的应用和制动电动机由静止状态达到正常运转状态的过程称为起动过程。在电动机机械负载不变的条件下，用人为方法调节电动机转速称为调速。起动和调速是应用电动机必须解决的问题，起动的实质都是电动机转速的调节，电机的转速表达式均适用。电动车组运行过程中，有时需要尽快使牵引电机停转或从高速运行转换到低速运行；下坡时，需要限制牵引电机的转速，以控制机车的速度。需要在牵引电机轴上加一个与转向相反的转矩（制动转矩）来实现，称为牵引电机的制动。任务八直流牵引电机在电动车组中的应用三、直流电动机的起动直流电动机在起动过程中不仅转速发生变化，而且转矩、电流等也发生变化。如果直接加额定电压起动，起动电流很大，可达到额定电流的十几倍。这样大的起动电流将带来以下不良影响：（1）使电动机换向恶化，产生严重的火花，导致电刷和换向器表面烧损。（2）产生很大的电磁转矩，使传动机构和生产机械受到强烈冲击而损坏。（3）使电网电压波动，影响供电的稳定性。在起动时必须设法限制起动电流。除了个别容量很小的电动机外，一般直流电动机是不允许直接起动的。任务八直流牵引电机在电动车组中的应用四、速度调节1.电枢回路串接电阻调速串励电动机电枢串接电阻时的机械特性。在某一负载下，电枢串入的电阻越大，转速越低。优点：只需增设电阻和切换开关，设备简单，控制方便。缺点：能耗较大，经济性差；速度调节是有级的，调速平滑性差。任务八直流牵引电机在电动车组中的应用和制动变阻控制调速北京地铁运行较早的BJ-4型电动车组就是采用变阻控制器，逐级切换主回路中的起动电阻，已实现牵引电动机的调速。斩波调阻控制北京地铁运行BJ-6型电动车组采用了可控硅斩波调阻代替有级切换电阻，实现无级平滑调速，列车平稳性较好。任务八直流牵引电机在电动车组中的应用2.改变电源电压调速串励电动机电压降低时的机械特性。在某一负载下，电压越低，转速也越低。为保证电机安全运行，电压只能以额定电压UN为上限向下调节，也称降压调速。优点：电源电压如能平滑调节，就可实现无级调速；调速中无附加能量损耗。缺点：需要专用的调压电源，成本较高；转速只能调低，不能调高。任务八直流牵引电机在电动车组中的应用1）改变牵引电动机的联结方法调速例如串并联的方式。由于联结的方式有限，所以可调的电压等级有限，同时使电动机的连接复杂。2）斩波调压调速在电动机与电源之间串接斩波器，调节斩波器的导通比来改变电动机的端电压。串并联控制原理

斩波调压电路任务八直流牵引电机在电动车组中的应用3.改变主磁通调速串励电动机磁通减弱时的机械特性。在某一负载下磁通越弱，转速越高。改变磁通只能在额定磁通下减弱磁通，又称为弱磁调速。这种调速方法设备简单、控制方便、功率损耗小，可以提高电机的转速，是直流电动机常用的调速方法之一。安装在动车组上的直流电机，常采用改变电压和改变磁通调速。任务八直流牵引电机在电动车组中的应用五、制动1.能耗制动电枢回路断开电源外接制动电阻，励磁回路由其他电路供电。把机车和列车的机械能转换成电能，消耗在制动电阻上，故称为能耗制动。产生的电枢电流（制动电流）为：能耗制动时电路原理接线图串励式电阻制动任务八直流牵引电机在电动车组中的应用2.回馈制动电力机车下坡时，重力加速度的作用使车速增高，牵引电机感应电动势随之增大，