第三节　机车牵引负载电路

第三节　机车牵引负载电路 • 机车牵引负载电路：电力机车牵引工况下的牵引电动机电路。 • 影响机车的牵引力或制动力的因素： • 牵引电机本身的电气特性 • 机械悬挂方式、电机激磁方式 • 电机速度控制方式 • 电机之间的联结分式； • 机械走行部分的结构

一、有级与无级调速机车的牵引持性

牵引限制： 最大速度限制－机车结构速度；电机的安全换向限制－ＶＩ为常数，否则环火或火花；粘着限制－牵引力大于最大值时空转；电机最大电流限制－电机电流大于额定值时发热；一、有级与无级调速机车牵引持性（续１）

调速过程： 级间变化时有电流冲击和牵引力的冲击；机车可以在任何电压级位上运行，按电机的固有特性；一、有级与无级调速机车牵引持性（续２）

２、无级调速 可按任何曲线运行，无级调速控制有：有恒流控制（６Ｇ机车）恒压和恒流控制（SS4）特性控制（8K、SS4G………）一、有级与无级调速机车牵引持性（续3）

特性控制优点： 恒流启动，平稳快速，准恒速运行；操作方便，粘着性能好。现机车多用。一、有级与无级调速机车牵引持性（续4）

牵引电机之间的联结方式： 第一种是集中供电，牵引电机并联运行SS1、SS3；第二种是部分集中供电，同一转向架牵引电机并联运行，6G、SS4、SS7、SS8、SS9等二、牵引电机的联接集中供电，牵引电机并联部分集中供电，同一转向架电机并联

部分集中供电，同一转向架牵引电机串联运行，8K；部分集中供电，同一转向架牵引电机串联运行，8K；部分集中供电，不同转向架电机并联运行，6K；二、牵引电机的联接(续１) 部分集中，牵引电机串联部分集中，不同转向架牵引电机并联

二、牵引电机的联接(续2) 作业：自学电机串联与并联的性能比较，并利用电机学和数学知识从理论是指导电机串联时，因轮径和电机特性引起的牵引力差较并联时小。说明：随着技术的发展电力电子技术和网络控制技术发展，为了充全利用粘着，现机车开始采用轴控制技术．

M M’ Fi o Fi ’ f i ’ o’ Gi 三、电机的空转与滑行１、牵引力的产生

三、电机的空转与滑行（续１） • 2、粘着 • o’点保持相对静止，轮轨之间没有相对滑动，在力Ｆi’的作用下，动轮对绕o‘点作滚动运动。动轮与钢轨接触处，由于正压力而出现的保持轮轨接触处相对静止、而不相对活动的现象称为“粘着”。 • 粘着状态下的静摩擦力fi又称为粘着力。

三、电机的空转与滑行（续２） • 轮轨间的粘着与静力学中的静摩擦力具有十分相似的物理性质。驱动转矩M产生的切向力Fi增大时，粘着力fi随之增大，并保持与Fi相等。当切向力增大到一定数值时，粘着力达到最大值。若使切向力继续增大，粘着力反而迅速减小，发生空转。粘着力fi最大值: fimax=μGi，μ粘着系数

三、电机的空转与滑行（续３） ３、粘着利用机车电机M/R接近最大粘着力μＧi时，牵引力利用充分，大于时会发生空转，小得太多时利用不充分。４、轴重补偿　实际上每个轮对的Ｇi是不一样的，轴控可以充分利用粘着力。架控中的轴重补偿也可充分利用粘着。

三、电机的空转与滑行（续４）

三、电机的空转与滑行（续４） • 轴重补偿 • 控制以第一转向架粘着利用时，第二转向架空转； • 控制以第二转向架粘着利用时，第一转向架粘着利用不充分； • 第一转向架与第二转向架分开控制，且第一转向架牵引力大于第二转向架时，能使粘着利用更充分。

三、电机的空转与滑行（续５） • 说明：　轴控方式可以使粘着利用最充分，但是因为粘着系数复杂的特性，实际上很难得到。如何能使机车的粘着能达到最佳利用，是牵引的关键技术之一。

三、电机的空转与滑行（续６） 空转—— 牵引时，牵引力大于轮轨间的粘着力，轮轨间发生相对滑动的现象。滑行—— 制动时，制动力大于轮轨间的粘着力，轮轨间发生相对滑动的现象。 • ５、空转过程

三、电机的空转与滑行（续７） ６、空转与特性的关系 • 硬特性：转速与牵引力变化小的特性（dn/dF小）； • 软特性：转速与牵引力变化大的特性（dn/dF大）； • 特性越硬，防空转能力越强，反之越弱，因此是否容易空转可以用特性来比较．

三、电机的空转与滑行（续８） • 电机串联特性较并联软，更容易空转； • 串激电机较并激特性软，更容易空转。作业：１、分析为何电机串联特性较并联软，串激电机较并激特性软；２、画出电机恒压控制、恒流控制和恒速控制的特性，并以此来比较空转发生容易程度的顺序。

四、牵引电机励磁方式 • 串励电机：起动力矩大，恒功性能好，有牛马特性，但防空转性能差。 • 并励电机：防空转性能好，但其它性能差，实际中很少用。 • 复励电机：有较硬的特性，防空转性能好。但空转发生的速度慢，要求较灵敏的防空转检测系统。

第三节 机车牵引负载电路