机车车辆传动与控制 下载本文

机组劈相机。辅助电路依靠劈相机将单相交流电变换为三相交流电,供给各辅助机械拖动电动机,驱动通风机、油泵、空压机等装置工作,为保障主电路的正常工作提供冷却条件以及控制动力。它是保证主电路发挥功率和实现牵引性能所必需的电路。

控制电路就是执行司机的控制命令或意图,完成对主电路、辅助电路间接控制的低压电路,它由各种主令电器及控制模块组成,承担着列车传动系统的控制以及与外部行车指挥系统的信息传输、储存任务。 4.电力机车的相控调压方式选择原则是什么?

答:在交-直流传动电力机车中,相控调压方式不同,将使变压器二次绕组结构和整流电路方式都有很大的差别,这些直接影响机车性能和机车制造成本。采用何种调压方式,要将机车的用途、使用范围、使用条件等因素综合考虑,力求机车具有较高的性价比。

桥式整流电路对变压器的利用率要比中抽式高,一般都采用桥式整流电路。

若需要进行再生制动,整流电路必须要采用全控桥式,能够在四象限运行。α ≤90° 时工作在整流状态,α >90° 时工作在逆变(再生)状态。

若需要电阻制动,整流电路可选用半控桥式,电路结构简单,功率因数较高,控制角范围为0°<α ≤180° 。

绝大多数相控电力机车整流电路采用多段半控桥顺序控制电路,既能够提高功率因数,又能够实施电阻制动。 5.电阻制动受哪些因素影响?

答:电阻制动受以下5个因素的制约:

(1) 最大励磁电流的限制,如图2中曲线OA’所示; (2) 最大制动电流的限制,如图2中A’C线所示; (3) 黏着力的限制,如图2中曲线FAB所示;

(4) 牵引电动机换向条件的限制,如图2中曲线CD段所示; (5) 机车构造速度的限制,如图中曲线DE所示。 电阻制动工作范围

6.什么是加馈制动?简述加馈电阻制动的作用与过程。

答:当机车制动速度较低时,电阻制动将按照最大恒励磁电流特性制动,制动力与机车速度成正比关系变化,速度越低,制动电流越小,制动力越小,制动效果越差。

为了改善电阻制动在低速时的制动特性,只要维持制动电流不随机车速度降低而下降,就可以改善低速时的制动能力。要维持制动电流不变,必须要有外部电源对制动回路补充供电,以使制动电流(电枢电流)不变,实现低速恒制动力特性,这种方法称为“加馈电阻制动”。 IZ?Ud?Ea RZ

要维持制动电流不变,加馈电压必须要与发电机感应电势同步反向变化,即发电机输出电压减小多少就由Ud补偿多少,直至加馈整流桥输出电压达到最大值为止,加馈制动功率达到最大值,加馈制动过程结束。加馈制动过程如下图中AB段所示,SS3B型电力机车从A点恒制动力运行到B点,机车速度已降低到20km/h以下,制动范围明显扩大了。 加馈所需要的电能由接触网、牵引变压器提供。

SS3B型电力机车电阻制动特性曲线

7.简述影响相控电力机车牵引特性的主要因素及牵引特性的工作范围。 答:机车牵引特性是指机车轮周牵引力F与机车速度v之间的关系。相控电力机车的牵引特性受到整流器、牵引电动机、机车的结构参数等诸多因素的限制,这些限制如图1所示。 (1)黏着限制(曲线1)

机车的牵引力应该小于动轮与钢轨之间由黏着条件所决定的极限黏着力,否则动轮将发生空转。

(2)牵引电动机允许最大电流Iamax限制(曲线2)

牵引电动机在低速、大电流工况运行时,换向过程所能承受的最大电流就是允许最大电流,该电流大于牵引电动机的额定电流。对干线电力机车,一般为额定电流的1.2~1.4倍,个别可达到1.6倍。对客运电力机车,由于其传动装置的传动比较小,因此,由牵引电动机电流限制计算所得的牵引力也小,曲线2可能如图1中的虚线2’所示,低于黏着限制之下,这时机车的牵引特性限制应是曲线2’,而不是曲线1。 (3)牵引电动机允许的最高电压Uamax限制(曲线3)

直流牵引电动机因受换向器片间电压和电位条件的限制,牵引电动机有一个最高工作电压。曲线3为最高端电压,而且是满磁场(固定分路)时,由牵引电动机特性计算所得到的牵引特性。

(4)整流器输出特性确定的最大电压Udmax限制(曲线4) 在电力机车通用技术条件(GB 3317—82)中规定:机车受电弓电压额定值为25 kV,在20kV~29 kV范围内能正常工作,所以整流器输出的最高

电压也随受电弓处电压的变化而变化。 图1相控电力机车牵引特性限制曲线 (5)牵引电动机功率PMmax限制(曲线5)

当牵引电动机在曲线3工作时,电压已达到最高允许值,电流由列车的阻力而定。

在曲线3的右侧,牵引电动机的工作电压不变,进入磁场削弱下工作。曲线5是由牵引电动机额定电压和额定电流计算所得的牵引特性,显然这是一条恒功率的限制曲线。

(6)最深磁场削弱βmin限制(曲线6、7)

牵引电动机的换向受最深磁场削弱限制,最深磁场削弱系数由牵引电动机设计确定,磁削是在最高电压下进行的。由于电压限制有电动机端电压和整流器输出最高电压之分,图1中曲线6相当于电动机在最高端电压、最深磁场削弱时的牵引特性。曲线7则相当于整流器最大输出电压、最深磁场削弱时的牵引特性。

(7)机车构造速度Vg的限制(曲线8)

机车的运行速度应小于由机车走行部构造所决定的最大安全速度(构造速度)。

由上述限定条件可知,电力机车牵引特性的工作范围,应在图1中粗实线决定的范围内。

8.简述我国干线相控电力机车主电路的基本技术特征。 答:我国干线相控电力机车主电路基本技术特征如下:

⑴主电路的调压方式均采用多段整流桥串联形式,以三段不等分半控