制动第二章.ppt

第二章 动车组制动系统的组成与功能 电空直通式空气制动系统特点 电制动系统 空气制动系统 防滑系统 控制系统 电空直通式空气制动系统特点 两种制动机的特点 电空自动制动机 电空直通式制动机 自动制动机制动缓解后，存在最大制动能力降低的过程，即缓解后，一定时间内系统的最大制动能力低于标定能力。（电空自动制动机在100kPa减压制动缓解后，使车辆副风缸充至定压，至少需要12s。12s对200km/h的列车而言即是600m以上的距离 ） 直通电控式制动机的制动总风缸不存在缓解充风问题，正是这项性能决定了在行车密度大的线路上，高速动车必然采用直通电控式制动机 高速铁路对制动系统的要求 开行的列车在任意时刻都具备设计的最大制动能力，即无条件地保证紧急制动距离，使列车对于前行列车具有良好的跟行能力。 对于自动空气制动系统是很难做到的 由于自动空气制动系统存在制动缓解后最大制动能力变化的过程，使列车运行需要一个制动能力恢复的距离(因速度、列车编组、制动减压量而异)，这将延长紧急制动距离； 在列车最大制动能力变化过程中，闭塞分区长度的选取将受到影响。 司机为保证再次制动的安全，不得不降低列车的缓解速度，以求得到再次制动的安全初速度和充风时间，这就拉大了与前行列车的距离，造成列车跟行性能变差，失去了人们期望的通过能力。 高速铁路对制动系统的要求 在采用自动空气制动系统的列车中，制动缓解后的充风过程基本是由前向后顺序进行，再次制动的制动力由副风缸压力与给定减压量而决定。在全列车的副风缸压力未充至定压时进行制动操作，列车前后的制动力是不均匀的，副风缸压力高的前部车辆比副风缸压力低的尾部车辆产生的制动力大，即列车前部制动力大于尾部，势必造成冲动。 列车自动控制的设计带来困难。由于存在制动缓解充风过程，其间最大有效减压量和制动缸最大压力的变化，使自动控制系统的复杂程度加大。 在采用防滑器的制动系统中，当轨面状况恶劣，一次长时间的制动，有可能发生防滑器频繁作用，使风源供风增大。这一工况对于自动空气制动系统会产生在粘着回升后制动缸压力不足的情况，使制动距离延长。 第一节 电制动系统 再生制动 电制动的控制及有效利用 再生制动产生的能量除了一定比例（一般为20%～80%，根据列车运行密度和区间距离的不同而异）被其他相邻列车吸收利用外，剩余部分将主要被列车的吸收电阻以发热的方式消耗掉或被线路上的吸收装置吸收。 当列车发车密度较低时，再生能量被其他车辆吸收的概率将大大降低。 当列车发车间隔大于10 min时，再生制动能量被吸收的概率几乎为零，此时绝大部分制动能量将被车辆吸收电阻吸收，变成热能并向四外散发，这必将使隧道和站内的温度升高。 电阻耗能型 电容储能型 飞轮储能型 逆变回馈型 电阻耗能型是将制动能量消耗在吸收电阻上，这是目前国内外应用比较普遍的方案，该方案控制简单、工作可靠、应用成熟； 主要缺点是该方案只能将电能转换为热能排掉，造成能源浪费，而且电阻散热会导致环境温度升高，因此需要相应的通风装置，即增加了相应的电能消耗。 电容储能型是将制动能量吸收到大容量电容器组中，当供电区间有列车需要取流时将所储存的电能释放出去； 主要缺点是要设置体积庞大的电容器组，且电容因频繁处于充放电状态而导致使用寿命短。 工作原理：当车辆再生制动且其能量没有其他设备吸收时，将使电网电压抬高，此时吸收电容通过变流器吸收部分能量，即抬高的电压向电容充电。当车辆再生制动完毕并转入牵引运行时，电容两端电压比网压高，电容开始向电网放电，将电容上的电能通过直流电网或其他耗电设备释放掉。 飞轮储能型的基本原理与电容储能型一样，只是储能元件为飞轮电机，但由于飞轮长时间处于高速旋转状态，且飞轮质量也很大，故摩擦耗能问题严重，飞轮工作寿命短。 逆变回馈型是将车辆制动时的直流电逆变成工频交流电与车站内380 V电网并网，将电能消耗在站内电梯、照明、通风等用电设施上，该吸收方案有利于能源的综合利用，实现了节能； 缺点是技术复杂，设备投资很大。 电制动的控制及有效利用 定子磁场转速 f—电源频率 P—感应电机的极数 ? 电制动的控制及有效利用 ? 电制动力（制动转矩） T—制动转矩 k—电机常数 U—逆变器输出电压 finv—逆变器输出频率 fs—转差频率 第二节 空气制动系统 压力空气供给系统 空气制动控制系统 基础制动装置 压力空气供给系统 空气压缩机 安全阀 干燥装置 滤油器 风缸 空气压缩机 安 全 阀 干 燥 装 置 滤 油 器 风 缸 空气制动控制系统 电空转换阀（EP阀） 中继阀 调压阀 电磁阀 增压缸 制动缸 管路 空气制动控制系统 电空转换阀（EP阀） 中 继 阀 电