电力机车主电路分析与检查（十二）.doc

项目二 整流调压电路分析 机车性能与整流电路的选择有很大关系，从供电性能来说，机车主要有两个指标，一个是功率因数和谐波电流；另一个是机车的效率和节能。为了提高机车的功率因数，减少谐波电流，目前晶闸管相控机车主电路结构上广为采用多段桥，SS8型采用的是三段不等分桥整流调压电路。 SS8型电力机车的调压整流电路分为两个独立的相同单元，分别向相应的转向架供电。现以其中一个调压供电单元为例，说明其调压过程。图2-38为1端转向架单元的整流调压简化电路。 网侧高压绕组AX的25kV电压经主变压器TM降压至次边绕组a1-bl-x1、a2-x2，其中a1-bl-x1段分为两段a1-b1/b1-x1电压分别为343.4V，a2-x2电压为686.8V，构成三段不等分电压，与相应的整流桥式电路构成三段不等分整流半控桥。调压原理分析如下： 第一段：绕组a2-x2工作，移相T5、T6、D2D1、D6D3、D5D4 提供电流通道。 电流路径：在电源正半周时，电流由牵引绕组a2+→平波电抗器1L→牵引电动机电枢→励磁绕组→导线3→D6→T6→X2- 。在电源负半周时，电流由牵引绕组X2+→T5→D2D5→导线1→平波电抗器1L→牵引电动机电枢→励磁绕组→导线3 →D5→D4→a2-。整流输出电压： Ud1=0.9 α=π→0时，Ud1=0→Ud，波形见图2-38（a） 第二段：T5、T6满开放时，投入绕组a1-b1段，移相T1、T3。电流路径在电源正半周时，电流由a1+→导线1→负载→导线3→D6→T6→x2a2→D3→T3→导线81→b1-。电源负半周时，与上述不同的是T1、D2导电，T3、D1截止。整流输出电压： Ud2=Ud1max+0.9Ua1b1=0.9Ua2x2+0.9Ua1b1 当α=π→0时，Ud2=Ud→Ud，波形见图2-38（b）。 第三段：在第二段a1－b1绕组将满开放时，投入b1－x1绕组，移相T2、T4。电流路径在电源正半周时，电流由a1+→D1→导线1→负载→导线3→D6→T6→a2x2→D3→T4→x1。电源负半周时，与上述不同的是D2、T2导电，D1、T4截止。整流输出电压： Ud3=Ud2max+0.9Ua1b1=0.9Ua2x2+0.9Ub1X1+0.9Ua1b1 当α=π→0时，Ud3=Ud→Ud，波形见图2-38（c） 由于受牵引电动机允许的最高电压值（1.1UN＝1100V）限制，半控桥通过维持先开放的整流桥满开放，调节最后一段的移相电压，以满足总的整流电压不超过电压限制值的要求。SS8型电力机车采用二级限压，当电机端电压达到1030V时，开始第一次限压，此时电机电枢电流开始下降第二次限压，限压值为1100V，1030～1100 V之间随电流下降电压线性增加。当电机电压达到1100V后，可以进行磁场削弱。 当机车进行整流桥的空载试验时，负载电阻19R并联在导线1、3之间。电阻中流过的电流应大于晶闸管的维持电流。 图2-38 SS8型电力机车整流调压简化电路及波形图 当电机电压达限制值后，还要继续升速时，可通过磁场削弱进行调速。SS8型机车采用晶闸管分路，来实现从满磁场到最深削弱磁场叩（βmin＝43％）的连续平滑控制，以改善高速区的牵引性能。 无级磁削的电路，也是与主整流器一样，以转向架分为两个相同而独立部分，现以前转向架部分（见主电路原理图105-106）为例，其组成是从电机电枢和励磁绕组的连接点15和25分别到第一段桥的二个桥臂中点18和19，串入二对磁场分路晶闸管。现以牵引电机1M为例来说明无级磁削（磁场分路）的工作原理。图2-39为其调节原理图及元件导通图。分析中假定为理想整流器和平波电抗器电感量足够大。 图2-39 SS8型半控桥电路及无级磁削电路原理图 图①②为满磁场的工作情况，这时与分路晶闸管联接的整流桥D3、D6T6、D5D4、T5 处于满开放输出状态（该半控桥为三段不等分半控桥的第一段整流桥），此时晶管T9、T10不参与工作。在电源正半周时（图①）：D3、D6、T6导通，电流路径为： a2+→D3→1/2Ud→L1→1M电枢→15→D11 D21（1R）→D6→T6→x2-。 在电源负半周时（图②）：D5、D4、T5导通，电流路径为： x2+→T3→1/2Ud→L1→1M电枢→15→D11D21（1R）→D5→T4→a2-。 输出的整流全波电压施加于平波电抗器L1、电机电枢和励磁绕组D11D21及固定分路电阻1R上。 图③④为分路晶闸T9、T10工作状态。在电源正半周时（图③），D3D6T6与电机电枢构成电流通路；当ωt=α时，触发T10，因T10加有正向压降，其值等于励磁绕组上的压降，故当T10触发导通时，D6受反向电压作用而迅速截止。在ωt=α～π之间，T10一直导通，导通角θ＝