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

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第四节 机车的电气制动

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第四节 机车的电气制动

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  1. 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:

  2. 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。

  3. 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。

  4. 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:

  5. 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

  6. 三、电阻制动(续4) 或者:

  7. 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

  8. 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。

  9. 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。

  10. 三、电阻制动(续8) SS9电制动电路简化原理图

  11. SS9 机车电制动特性曲线 B=f(v) 三、电阻制动(续9)

  12. 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

  13. 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。

  14. 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

  15. 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。

  16. 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。

  17. 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。