电传动控制原理第一章 机车电传动系统概述.ppt

第一章 机车电传动系统概述 一、机车的种类 蒸汽机车 内燃机车 双流制电力机车 按采用牵引电机： 交流电传动机车 直流电传动机车 按机车是否具有能源装置： 自给式：具有能源装置（内燃机车） 非自给式：不具有能源装置（电力机车） 二、电气传动机车及其分类 电传动机车：采用电气传动、以电机为动力驱动轮对的各型机车 干线电力机车 电传动内燃机车 工矿电力机车 近郊及地铁电动车组 机车电传动装置：从机车的供电电源开始，到产生驱动机车的牵引力为止，其中的各个环节 机车分类的方式：供电电源的性质、变流方式、牵引电机的种类 特点： 直流供电系统供电 直流牵引电机驱动 优点：结构简单 控制容易 缺点：直流电压不能升得很高 功率受到限制 线路损耗大 应用：各种工矿、地铁、无轨电车 2. 交流—直流传动 交流供电系统 直流牵引电机 特点：功率较大 粘着重量大 低速时牵引力大 牵引特性接近双曲线 3. 交—直—交传动 交流传动的发展背景及发展状况 直流电机的缺点 交流电机的优点 变频调速技术及装置的成熟 电力牵引动力的发展方向 构成：整流器+中间直流环节+逆变器 4. 交—交传动 5. 直—交传动 直流供电　交流电动机 两种基本方式 三、电传动机车电路 按功能和作用不同 主电路：高电压、大电流 控制电路：低电压、小电流 辅助电路：供给辅助机组和辅助设备用电回路 按机车供电方式 集中式：所有电机由一个整流电路供电 独立式： 每个电机有一个整流电路供电 部分集中式：按转向架控制 小结 机车的种类 电气传动机车及其分类 电传动机车电路 第三种传动方式是交直交传动：前面两种机车都采用直流牵引电机进行牵引，属于直流电传动机车的范畴。而这种传动方式与第二种传动方式相比，它也用单相交流电供电，所不同的是它的牵引电机不用直流电机，而用交流牵引电机。但是直流电机由于存在换向器，致使电机的体积较大，并且直流电机的故障大多数都是由换相问题产生的。而交流电机由于不存在换相问题，使得电机运行可靠、功率较大、体积小、重量轻、成本低、结构简单。以前之所以没有采用交流电机是由于它的调速比较困难，而随着电力电子技术的不断发展，交流电机的控制技术也得到很大的发展，因此也就出现了交流电力机车。国外在这方面的研究已相当成熟，而我国在交流传动方面才刚刚起步，1997年我国的第一台交流电传动电力机车AC4000研制成功。交直交传动电力机车的主电路为整流器加中间直流环节再加逆变器的结构。先来看看交直交电力机车 此图是交直交传动电力机车的主电路图：主体是牵引变压器加整流器加逆变器的结构，与交直传动一样它的接触网提供的也是单相交流电，由受电弓引入机车的牵引变压器T的原边，经变压器降压后，由整流器ZL变换为直流电，然后经过逆变器将直流电变为幅值和频率可调的三相交流电，供给三相异步牵引电机M。如图四台电机独立供电，每台牵引电机都有一个逆变器，可以单独进行调节。电路中的整流器采用的是不可控整流装置，这样可以提高机车运行时的功率因数，但能量无法回馈电网。如果整流装置采用四象限变流器，可以通过控制使机车的功率因数达到1，电压、电流均可反向，能够实现回馈制动。 再看看交直交传动内燃机车：1971年德国生产的DE2500 型内燃机车就是交直交传动内燃机车。原理如图：柴油机已1500r/min转速直接驱动一台同步牵引电机G，发电机发出的三相交流电经过硅整流器ZL整流成直流电。然后通过四组可控硅逆变器N，将直流电变换成可变频率的三相交流电，向三相鼠笼式异步牵引电动机供电。象意大利、西班牙、芬兰等国家都有这种传动方式的内燃机车。 第四种传动方式是交交传动，它采用的电机也是交流电机，所不同的是交交传动不经过中间直流环节，单相直流电直接变为频率可调的三相交流电，供给同步或异步牵引电动机。这个图就是交交传动电力机车，接触网供给的单相交流电，经受电弓引入牵引变压器T，降低后通过一个或数个变频装置BP直接转变成可变频率的三相交流电，向三相交流牵引电动机M的定子绕组供电。苏联的B?80B、B?83和法国的BB10004机车都采用交交传动方式。 * * 机械传动 液力传动 电力传动（交直、直流、交直交） 直流（工矿、城市有轨、无轨、地铁） 低频单相交流 工频单相交流 电力机车 25kV 50Hz 1500V 1 2 M M M M M M M M M M M M 启动电阻 直流电网+直流牵引电机 直直传动电力机车 1. 直流—直流传动 直