电力机车控制课件：交直型电力机车电路

交直型电力机车电路交直型电力机车电路一、电力机车能量传递过程二、机车电路分类三、电力机车主电路四、SS4型电力机车主电路五、机车的电气制动一、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。二、机车电路分类电子控制功能：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、电力机车主电路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。1、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1、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1、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1、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2、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2、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3、整流线路

50Hz单相交流整流，SS1采用二极管不控整流；其它机车多用半控桥整流且是二段桥、三段桥甚至四段桥。

图１－１整流器的简化线路图主电路设计考虑的内容3、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？主电路设计考虑的内容4、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个调速范围内。问题：直流电机如何调速的？主电路设计考虑的内容4、调速方式（续１）分两步：调压调速：在额定电压以下，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。主电路设计考虑的内容5、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.SS8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。主电路设计考虑的内容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交直型电力机车主电路基本情况C0-C0四、SS4型电力机车主电路特点：１)等份四段经济桥功率因数0.85以上。２)加装了功率因数补偿器。半功率以上运行时功率因数大于0.9.3)控制复杂。四、SS4型电力机车主电路（续2）２、调压过程：第一段：触发T1,T2，T3、T4、T5、T６闭锁，D3、D4续流，,输出电压：Ｕd=0～1/4Ud0;其中：Ｕd0=0.9×2×670V＝1206V第二段：T1、T2满开放，T5、T6闭锁，触发T3、T4，输出电压：Ｕd=1/4Ud0～1/2Ud0;四、SS4型电力机车主电路（续3）第三段：T1、T2、T3、T4满开放后，先封锁T1-T4，触发T5、T6，将电压从上面整流桥转移到下面整流桥,

输出电压：Ｕd=1/2Ud0～3/4Ud0;第四段：T1、T2、T5、T6满开，T5、T6满开放后，再逐渐开放T3和T4,

输出电压：Ｕd=３/4Ud0～Ud0;五、机车的电气制动二、制动分类：制动机械制动(常备)电气制动电阻制动再生制动能耗电阻制动加馈电阻制动一、电气制动原理电阻制动１、电阻制动的优点（相对与机械制动）提高运行的安全性：可使列车高速运行时具有较大的制动力，可快速停车；可减小列车闸瓦与轮缘的磨损:100t/km/年;可提高列车的运行速度：下坡速度可提高8%;节能：下坡速度大，可充分利用下坡的势能；易于实现自动控制：可通过电子控制系统实现恒流、恒速、恒功及粘着限制等控制。电阻制动（续1