电力牵引控制技术 2 直流牵引新.ppt

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1、北京交通大学电气工程学院王立德电力牵引控制技术直流传动与控制机车牵引特性的限制2.最高速度限制3.粘着限制4.最大允许电流限制5.安全换向限制Fv4352各种励磁方式电机特性分析一、串励和并励直流牵引电机性能比较（一）机械稳定性和电气稳定性牵引电机之间的负载分配牵引电机特性有差异动轮直径相同动轮直径不同牵引电机特性相同牵引电机特性有差异（动轮直径相同）TId0nnT2211Id1Id2nT2T1串励：转速相同n相同Id1Id2差值较小T1T2差值也较小牵引电机特性有差异（动轮直径相同）TId0n21T21Id1Id2

2、nT2T1并励：转速相同n相同Id1Id2差值很大T1T2差值也较大牵引电机动轮直径不同（特性相同）TId0nnTId1Id2n1T2T1n2串励：由相同的转速差引起Id1Id2差值较小T1T2差值也较小牵引电机动轮直径不同（特性相同）TId0nTId2Id1n1T1T2n2并励：由相同的转速差引起Id1Id2差值较大T1T2差值也较大电压波动对牵引电机的影响TId0nnT21Id2Id1nT2T1串励：转速不变工作曲线由n1变为n2Id1Id2差值较小T1T2差值也较小并励:TId0n21TId1Id2nT2T1转

3、速不变工作曲线由n1变为n2结论：当电网电压波动时，并励电机的电流冲击和牵引力冲击比串励电机大得多功率利用T(F)0n(v)n1T2T1n2acT(F)0n(v)n1T2T1n2bd假设串励、并励电机具有相同的额定转矩和额定转速串励：T1—>T2c点—>a点面积差不多接近恒功并励：T1—>T2d点—>b点面积差较大结论：串励功率利用好，能充分发挥机车的功率粘着重量的利用（防空转性能）F0vF121nF2a假设电动机工作在a点，速度为n偶然原因—>n+n1并励：特性硬F1较大迅速恢复粘着2串励：特性软F2较

4、小粘着不易恢复形成空转并励电动机防空转性能1:最大粘着曲线2:滑动摩擦力曲线3:并励电机机械特性T(F)0n(v)v3v0AB11'22'3粘着条件破坏1-1’2-2’牵引力>最大粘着限制逐渐发生空转vA滑动摩擦力=牵引力，停止空转假设电机原来工作在B点v0串励电动机防空转性能1:最大粘着曲线2:滑动摩擦力曲线4/5:串励电机机械特性粘着条件破坏1-1’2-2’牵引力>最大粘着限制逐渐发生空转vA滑动摩擦力=牵引力，停止空转T(F)0n(v)v4v0AB11'22'45假设电机原来工作在B点v

5、0他励牵引电动机优点：合适的调节特性优良的防空转特性充分发挥机车牵引力能实现无级磁场削弱便于牵引制动工况转换nId0If5If4If3If2If1If1>If2>If3>If4>If5积复励牵引电机MMM微机控制机车串励绕组与各自的电枢串联各电机他励绕组串联后进行集中控制6K直流电传动机车的调速方法调节电机电压调节主磁通n=Ud–IdRCe一、调节端电压改变牵引电机的连接方式牵引电动机与电阻串联改变牵引变压器的输出电压改变牵引发电机的转速和励磁电流改变同步牵引发电机定子绕组接法改变牵引电机的连接方式MMMMUNU

6、d=UN/4MMMMUNUd=UN/2MMMMUNUd=UN优点：能量损耗少比较经济缺点：调压级数有限需要复杂的转换开关和接触器牵引电动机与电阻串联优点：控制简单缺点：起动不平稳粘着利用不好损耗大MUN逐渐切除与电枢串联的电阻进行调速MUN调节斩波器导通比进行调速CH改变牵引变压器的输出电压改变变压器的匝数改变变压器输出电压Ud根据变压器调压抽头的位置高压侧调压低压侧调压SS2SS1改变牵引发电机的转速和励磁电流柴油机转速同轴的发电机转速由于牵引发电机的励磁机是由柴油机驱动的励磁机的转速变化电机电压变化柴

7、油机GMMM调节主极磁通磁场分路法：主极绕组两端并联一级或数级分路电阻，从而减小励磁电流和磁通MUd+-R212R1IdILK1、K2断开Id=IL满磁场K1闭和R1分流K2闭和R2分流K1、K2闭和R1、R2分流磁场削弱系数磁场削弱系数：在牵引电动机电枢电流相同的条件下，磁场削弱的磁势(IW)与全磁场时的励磁磁势(IW)d之比=(IW)(IW)d=IL•WId•W=ILIdIL=RRL+RId=RRL+R假设主极绕组匝数为W电阻为RL分路电阻为R小结直流牵引电机的工作特性与机车的牵引特性工作特性n=f（

8、Ia）T=f（Ia）n=f（T）牵引特性v=f（Ia）F=f（Ia）F=f（v）各种励磁方式牵引电机特性分析串并励牵引电机特性比较他励和积复励电机特性直流电传动机车调速方法调节电机端电压调节主极磁通磁场分路法（）