机车车辆传动与控制 下载本文

整流桥为主;

⑵货运机车几乎都采用三级磁场削弱方式,客运机车全部采用无级磁场削弱方式;

⑶电气制动主要采用加馈电阻制动方式,唯有SS7/SS7B/SS7c采用再生制动方式;

⑷货运机车基本都设置了无功功率补偿装置,客运机车没有设置功率补偿装置;

⑸牵引电动机主要采用串励方式,只有SS7系列采用复励方式。 9.简述相控电力机车辅助电路的组成及其功能。

答:电力机车辅助电路分为电源电路、负载电路和保护电路三部分。 电源电路为机车各辅助设备提供工作电源。辅助设备的拖动采用异步电动机,根据负载的不同,既需要单相供电,又需要三相供电。国产主型相控电力机车习惯于采用旋转机组式劈相机,提供三相工频交流电源。 负载电路:三相负载电路是由拖动辅助机械的辅助电动机组成的。辅助设备主要是风机、泵类及电热设备,主要为主变压器、主整流柜、平波电抗器、牵引电动机及制动电阻等提供通风、冷却,为

机车提供风源,为司乘人员提供必要的生活环境。单相负载电路主要是加热元器件,包括司机室侧墙、后墙暖风机、脚炉、电热玻璃等。 保护电路:电力机车辅助电路的保护系统主要由过电压、过电流、接地、零电压和单机过载保护等部分组成。 (1)过电压保护

辅助系统发生的过电压是由系统内电器的开闭操作引起的,属于内部

过电压,保护方法与主电路内部过电压保护相同,通过在辅助绕组两端并接R-C吸收电路即可。 (2)过电流保护

辅助电路的过电流主要是由于设备过载、电路短路引起的,一般采用电流继电器监控电流的变化,当电流达到电流继电器的整定范围时,电流继电器动作,直接使主断路器跳闸,全车停电对辅助系统进行保护。 (3)接地保护

辅助电路在运行中也会出现接地故障,需要进行保护。其接地保护原理、电路均与主电路接地保护相似,仍采用有源接地保护系统。设置接地继电器,作为监测与执行元件。 (4)零电压保护

零电压保护为接触网失电进行保护,以防止供电失压后再送电时可能出现的事故。零压保护只对失电时间超过1s的失电现象进行保护,对于失电时间小于1s,或受电弓高速滑行中出现的短暂离线失电,系统不予保护。一般零电压保护电路还为高压电器柜门联锁装置提供一路工作电源,作为门联锁装置的交流侧保护。 (5)辅机过载保护

为了防止辅助设备在运行中,因出现缺相、断路、堵转等引起的过电流,需要对功率比较大、比较重要的辅助设备进行过载保护,在电路中分别设置保护装置。当某一设备发生过载,相应的过载保护装置动作,切断该设备电路中接触器线圈回路,使接触器断开,此设备停止运行。 10.简述电力牵引交流传动技术组成。

答:电力牵引交流传动技术由核心层技术、辅助层技术和相关层技术三部分组成。

核心层技术主要包括牵引变流器技术、牵引控制及其网络控制技术、交流牵引电动机技术和牵引变压器技术;辅助层技术主要包括冷却与通风技术、辅助变流器技术、控制电源技术、保护技术和电磁兼容与布线技术;相关层技术主要包括司机操纵技术、车体轻量化技术、转向架技术、空气制动技术和高压侧检测技术。

11.简述交流传动列车牵引特性及控制策略。

答:列车牵引特性是指列车牵引力随速度变化的关系曲线。交流传动列车电力牵引运行可分为三个运行区,即启动加速区、恒功率运行区和提高速度区或自然特性区,这三个运行调节区如图所示。 (1)启动加速区(恒转矩特性区)

启动加速(恒转矩)区通过控制变流器的输出,使其输出电压与频率按正比例关系变化,即牵引电动机的气隙磁通保持不变。

由下式可知,只要保持转差频率恒定,即可得到恒定的转矩。转差频率值越接近临界转差频率,在整个速度范围内可获得的转矩越大,这就是所谓的恒转矩特性。

Tem与f1无关,仅取决于f2的大小。因为磁通恒定,显然E1与f1是线性比例关系。定子电压U1与f1近似呈线性关系。在频率较低时,r1的影响不能忽略,此时电压应相对有所提高。

随着电动机转速的上升,电压提高,牵引电动机的输出功率增大。但是电压的提高受到电动机功率或逆变器最大电压的限制,于是电压提高到

一定的值后将维持不变,或者电压不再正比于f1上升。此后,电动机将以恒功率输出为条件进行电压和频率的控制。 列车牵引控制特性 (2)恒功率特性区

牵引电动机的输出功率可近似认为是电磁转矩Tem与频率f1的乘积,即

要使P2=C,可以看出有两种不同的选择。按照U1=C,f2/f1=C控制时,可获得最大电动机与最小逆变器的

2匹配;按照U1/f 1=C,f2=C控制时,可获得最小电动机与最大逆变器的匹配。

目前,所有电力传动系统均采用大电动机与小逆变器的匹配方式,即按照U1=C,f2/f1=C控制,可使系统获得更高的性价比。 (3)自然特性区

当逆变器输出频率超过最高控制频率以后,若牵引电动机定子端电压U1和转差频率f2均维持不变时,列车将运行于自然特性区,可进一步提高运行速度。此时Tem与f1的平方成反比例关系变化。 12.简述牵引变流器的类型及特点。

答:牵引变流器是交流传动系统的核心部件,交-直-交流传动系统中,牵引变流器由网侧整流器、直流中间环节、电动机侧逆变器及控制装置组成。

牵引变流器根据中间直流环节滤波元件的不同,可分为电压型和电流型两种。电压型变流器直流中间环节的储能器采用电容器,向逆变器输出