《电力机车控制》课件

电力机车控制本课件将深入探讨电力机车的控制系统，涵盖其结构、工作原理、发展趋势以及实际应用，为同学们提供全面的知识体系。1.绪论引言电力机车作为现代铁路运输的重要组成部分，其控制系统在保证安全、高效、可靠的运行方面发挥着关键作用。学习目标通过本课件的学习，同学们将掌握电力机车控制系统的基本原理、主要组成部分以及发展趋势，为后续的专业学习和实际应用奠定基础。电力机车概述电力机车是一种利用电力作为动力来源的铁路机车，主要用于牵引列车。它通过受电装置从外部供电系统获取电力，并将其转换为机械能驱动机车行驶。电力机车的应用范围广泛，包括客运列车、货运列车、轨道交通等。电力机车的优点效率高电力机车能量转换效率高，可达到85%以上，相比内燃机车更节能环保。动力强劲电力机车具有强大的牵引能力，可适应高速运行和重载运输的需求。噪音低电力机车运行噪音较低，减少了对环境的污染。维护方便电力机车结构相对简单，维护保养方便，运行成本较低。电力机车的发展历程119世纪末第一台电力机车问世，用于矿山运输220世纪初电力机车开始应用于铁路客运和货运320世纪中期电力机车技术不断发展，出现交流电力机车421世纪高速电力机车和智能化电力机车出现2.电力机车的主要组成受电装置负责从外部供电系统获取电力牵引电动机将电能转换为机械能，驱动机车行驶调速装置控制牵引电动机的转速和转矩，实现机车速度和牵引力的调节辅助设备包括冷却系统、照明系统、空压系统等，为机车运行提供必要保障受电装置作用从外部供电系统获取电力，为机车提供能源类型主要包括受电弓和第三轨受电两种工作原理受电弓通过与架空线接触，将电力传输到机车内部牵引电动机1作用将电能转换为机械能，驱动机车行驶2类型主要包括直流电机和交流电机3工作原理电机内部的电磁场作用于转子，产生旋转力矩，驱动机车运动调速装置控制牵引电动机的转速和转矩，实现机车速度和牵引力的调节调速装置通常采用级控、连续控制或晶闸管控制等方式调速装置需根据机车运行状态和外部环境进行合理的控制辅助设备冷却系统为机车内部设备降温，保证正常运行照明系统为机车内部提供照明，方便人员作业空压系统提供压缩空气，用于制动系统、气动阀门等3.电力机车的供电系统12交流供电系统采用高压交流电，通过架空线输送电力直流供电系统采用高压直流电，通过第三轨或架空线输送电力交流供电系统优点输电效率高，线路损耗小，适用于长距离运输缺点需要进行交流变直流转换，系统复杂应用广泛应用于高速铁路和重载铁路直流供电系统优点系统简单，易于控制，适用于城市轨道交通缺点输电效率较低，线路损耗较大，不适合长距离运输应用广泛应用于地铁、轻轨等轨道交通系统供电系统的特点比较特点交流供电系统直流供电系统电压高压交流电高压直流电输电效率高低线路损耗低高系统复杂度高低适用范围长距离运输城市轨道交通4.电力机车的牵引电机直流电机利用直流电产生磁场，驱动转子旋转，适用于低速和中等速度机车交流电机利用交流电产生旋转磁场，驱动转子旋转，适用于高速机车直流电机直流电机结构简单，控制方便，但效率较低，速度调节范围有限常见的直流电机类型包括直流串励电机、直流并励电机、直流他励电机等直流电机在低速和中等速度的电力机车上应用较为广泛交流电机交流电机效率高，速度调节范围广，但控制系统较为复杂常见的交流电机类型包括异步电机、同步电机等交流电机在高速电力机车上应用越来越广泛电机的控制方式电压控制通过改变电机两端的电压来控制电机的转速和转矩电流控制通过控制电机的电流来控制电机的转速和转矩转速控制通过控制电机的转速来控制电机的转矩和速度5.电力机车的调速装置1级控通过改变电机绕组的连接方式来改变电机转速，适用于低速机车2连续控制通过改变电机两端的电压或电流来实现连续的转速调节3晶闸管控制利用晶闸管的开关特性来控制电机的转速和转矩，适用于高速机车级控原理通过改变电机绕组的连接方式来改变电机转速特点结构简单，成本低，但转速调节不连续，效率较低应用适用于低速和中等速度的电力机车连续控制原理通过改变电机两端的电压或电流来实现连续的转速调节特点转速调节范围广，效率较高，但控制系统较复杂应用适用于高速和重载的电力机车晶闸管控制原理利用晶闸管的开关特性来控制电机的转速和转矩特点效率高，控制精度高，但成本较高，系统复杂应用适用于高速电力机车，实现对电机速度和牵引力的精确控制6.电力机车的制动系统电动制动利用电机反转产生制动力1电磁接触器制动通过电磁接触器的断开来切断电机电源，实现制动2电阻制动将电能转换为热能，实现制动3电动制动原理将牵引电动机反转，使其成为发电机，将动能转化为电能，实现制动特点效率高，节能环保，适用于高速机车应用在高速电力机车上广泛应用，实现高效、可靠的制动效果电磁接触器制动原理通过断开电磁接触器来切断电机电源，使电机停止运行特点结构简单，成本低，但制动效果相对较差应用在一些低速电力机车上应用，作为辅助制动方式电阻制动原理将电机产生的电能通过电阻转换为热能，实现制动特点结构简单，成本低，但效率低，制动效果有限应用在一些低速电力机车上应用，作为辅助制动方式7.电力机车的辅助设备1冷却系统为机车内部设备降温2照明系统为机车内部提供照明3空压系统提供压缩空气冷却系统作用降低机车内部设备的温度，保证设备正常运行类型常见的冷却系统包括风冷、水冷、油冷等工作原理利用空气、水或油作为介质，将设备产生的热量带走，降低温度照明系统作用为机车内部提供照明，方便人员作业类型常见的照明系统包括白炽灯、荧光灯、LED灯等工作原理将电能转换为光能，照亮机车内部空间空压系统作用提供压缩空气，用于制动系统、气动阀门等类型常见的空压系统包括单级压缩机、双级压缩机等工作原理利用压缩机将空气压缩，产生高压空气，满足机车运行需求8.电力机车的故障诊断1故障检测方法利用各种仪器仪表和检测手段，对机车进行故障检测2故障诊断系统利用计算机技术，对故障进行诊断和分析，提供故障信息3故障预防措施采取有效的预防措施，降低故障发生率故障检测方法1目视检查：观察机车外观、运行状态，判断是否存在异常2仪器检测：利用各种仪器仪表，对机车进行参数检测3测试分析：进行相关测试，分析故障原因，制定维修方案故障诊断系统功能实时监测机车运行状态，诊断故障，并提供故障信息组成传感器、信号处理模块、诊断软件、显示设备等优势提高故障诊断效率，降低维修成本，提高机车运行可靠性故障预防措施1定期维护保养：对机车进行定期维护保养，预防故障发生2人员培训：加强维修人员的技术培训，提高故障诊断能力3技术改进：不断改进机车设计和制造工艺，提高机车可靠性9.未来发展趋势1新能源电力机车利用太阳能、风能等新能源作为动力来源，实现绿色环保2智能化和信息化采用人工智能、大数据等技术，提升机车智能化水平3环保和节能优化机车设计和运行模式，降低能耗，减少排放新能源电力机车优势减少对化石能源的依赖，实现绿色环保挑战新能源的获取和存储技术需要进一步发展未来展望新能源电力机车将成为未来铁路运输发展的重要方向智能化和信息化应用自动驾驶、远程控制、故障诊断等优势提高机车运行效率，降低人为错误风险未来展望智能化和信息化技术将不断提升电力机车的安全性和效率环保和节能目标降低机车能耗，减少排放，保护环境措施优化机车设计、采用高效电机、节能运行模式等未来展望环保和节能将成为电力机车发展的重要方向10.总结课程总结电力机车是现代铁路运输的重要组成部分，其控制系统在保证安全、高效、可靠的运行方面发挥着重要作用。本课件系统介绍了电力机车的控制系统，包括结构、工作原理、发展趋势以及实际应用。希望同学们通过本课件的学习，能够对电力机车控制系统有一个