制动
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第四节 机车的电气制动 PowerPoint PPT Presentation


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制动. 机械制动. 电气制动. (. ). 常备. 电阻制动. 再生制动. 能耗电阻制动. 加馈电阻制动. 第四节 机车的电气制动. 一、电气制动原理. 二、制动分类 :. 三、电阻制动. 1、 电阻制动的优点(相对与机械制动) 提高运行的安全性:可使列车高速运行时具有较大的制动力,可快速停车; 可减小列车闸瓦与轮缘的磨损 :100t/km/ 年 ; 可提高列车的运行速度:下坡速度可提高 8%; 节能:下坡速度大,可充分利用下坡的势能; 易于实现自动控制:可通过电子控制系统实现恒流、恒速、恒功及粘着限制等控制。. 三、电阻制动(续 1 ).

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第四节 机车的电气制动

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Presentation Transcript


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制动

机械制动

电气制动

(

)

常备

电阻制动

再生制动

能耗电阻制动

加馈电阻制动

第四节 机车的电气制动

  • 一、电气制动原理

  • 二、制动分类:


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三、电阻制动

1、电阻制动的优点(相对与机械制动)

  • 提高运行的安全性:可使列车高速运行时具有较大的制动力,可快速停车;

  • 可减小列车闸瓦与轮缘的磨损:100t/km/年;

  • 可提高列车的运行速度:下坡速度可提高8%;

  • 节能:下坡速度大,可充分利用下坡的势能;

  • 易于实现自动控制:可通过电子控制系统实现恒流、恒速、恒功及粘着限制等控制。


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三、电阻制动(续1)

2、缺点

低速时制动力线性下降,使列车制停缓慢。

措施:

  • 将电阻分级:高速时,电阻大;低速时,减小电阻,提高制动力;

  • 采用加馈电阻制动:低速时,在电枢内串联一个电源与电枢电压相加,增大制动力电流,从而提高制动力;

  • 与机械制动配合:高速时,采用电制动为主,低速时配上机械制动,保证整车的制动力。


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三、电阻制动(续2)

  • 3、电阻制动范围

    制动时的基本方程:

其中:Cm-电机转矩常数 Ce-电势常数

得到转矩表达式:


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三、电阻制动(续3)

  • 将制动力矩与转速转换至制动力和速度:

其中:

m-电机的个数 μ-齿轮传动比

η-电机效率与齿轮传动效率之积

Dk-机车动轮直径


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三、电阻制动(续4)

或者:


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三、电阻制动(续5)

  • 2、制动范围

  • 制动必须在OABCDE范围内安全运行。安全运行区由5条限制曲线构成:

  • OA:最大励磁电流限制

    AB:粘着限制曲线

    BC:最大制动电流限制

    CD:牵引电机的安全换向限制

    DE:机车结构速度限制


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三、电阻制动(续6)

  • 3、分级制动的效果

    在低速时,RZ由1.0005Ω降至0.6Ω时,恒磁通控制,制动力增大;

  • 4、加馈制动效果

    在低速时,可通过加馈制动恒制动力制停。


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三、电阻制动(续7)

  • 5、电阻制动主电路

SS1机车6台电机共用一个整流电流,励磁绕组串联。


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三、电阻制动(续8)

SS9电制动电路简化原理图


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SS9 机车电制动特性曲线 B=f(v)

三、电阻制动(续9)


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1、再生制动的优点

节能10-15%;

制动范围宽,防滑性能好;

2、再生制动的不足

功率因数低,仅6G仅0.5;

谐波成份多,对电网污染大;

控制系统复杂;

采用全桥对控制可靠性要求高;丢失触发脉冲时容易发生再生颠覆。

对线路要求较高。

四、再生制动


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3、再生制动的原理

再生制动条件:

全控桥;

α>90º;

励磁电流反向;

四、再生制动(续1)

其中:

Um-a1x1绕组的电压峰值

E-发电机电势,ΣR-电枢回路电阻之和,含稳定电阻Rst。


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四、再生制动(续2)

  • Rst-稳定电阻的作用

     电枢回路的电阻很小,Ud的微小变化会引起Id的变化很大,使控制困难。Rst可以减少Id 对Ud的敏感性。但Rst太大会影响制动能量的回收效果,所以要综合考虑。

      8K机车Rst=0.45Ω消耗1/3的制动功率


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四、再生制动(续3)

  • 4、再生制动调节过程

    再生制动分3个过程:

  • BC段:调节励磁电流if

      高速时为了提高功率因数保持Ud最大,调节励磁电流调节制动力,随速度减小,励磁电流逐渐增大至最大值。高速时控制受安全换向和制动功率限制。


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四、再生制动(续4)

  • AB段:调节逆变输出电压ud

    保持励磁电流最大ifmax不变,控制α,调节Ud,保持恒制动力;

  • AD段:加馈电阻制动

    到A点时速度很低,E很小,α=90º,Ud=0。如没有加馈制动,可OA下降,是能耗电阻制动。如采加馈制动,α<90º, Ud为正,可恒制动力制停。


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四、再生制动(续5)

5、提高功率因数方法

  • 采用不对称触发;

  • 采用多段桥串联;

  • 加装功率因数补偿器。

    6、再生制动主电路

       8K机车制动时,全控桥再生接电机;半控桥整流控制励磁电流。

    作业:

    1、分析恒制动力,加馈电阻制动过程,写出其电网消耗功率表达式;

    2、分析再生制动时不对称触为何可提高功率因数。


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