电力牵引制动特性.ppt

§3.1 概述 列车运行中，下坡限速、弯道或进站减速、到站停车或线路上临时停车等，均由制动来实现。 制动要求：安全（制停、下长大坡的限速等）、可靠。 制动方式: 按能量转移（转：能量转化；移：将转化后的能量消耗掉）方式分：（分类方式有多种） 摩擦制动：通过摩擦制动，将列车动能转化为热能消散。如压缩空气驱动的闸瓦制动、轮盘制动（后者优，动车组常用）。 电阻制动：通过电机将列车动能转化为电能再由电阻转化为热能风冷来制动。（交直机车常用） 再生制动：通过电机将列车动能转化为电能回馈电网来制动。（经济，直流、交流传动均用，尤其是交流传动） §3.1 概述 磁轨制动：通过电磁吸力使摩擦板紧压钢轨滑动摩擦，将列车动能转化为热能消散于大气来制动。 特点：不受轮轨粘着力限制，可在粘着力外再获一制动力。 应用：配合其他制动产生较大制动力；紧急制动，可满足动车组对制动距离的要求。 轨道涡流制动：类似磁轨制动，但电磁铁距轨几毫米，钢轨感应涡流，从而产生电磁吸力来制动。（动能→电能→热能） 旋转涡流制动：类似轨道涡流制动，但是装在车轴的金属盘感应涡流。 应用：日本新干线100系、300系、700系。 翼板制动：通过车体伸出翼板增加空气阻力来制动（增加3～4倍）。（处于试验中） （注：电力机车常用电制动、空气制动，故本章学习电制动） §3.1 概述 §3.1 概述 §3.1 概述 §3.1 概述 §3.1 概述 一、电气制动的基本原理 利用电机的可逆原理，制动时牵引电机作发电机，列车惯性力带动电机发电，将列车动能转换为电能。 电机输出制动电流，电机轴上的反转矩作用于机车动轮形成制动力。 二、电气制动的形式 电阻制动：制动产生的电能由电阻转化为热能消耗掉。 再生制动：制动产生的电能重新反馈到供电电网加以利用。节约电能，经济。 §3.1 概述 三、电气制动的优越性 1、提升列车行车的安全 摩擦制动：靠闸瓦与车轮的机械摩擦来减速。摩擦系数随温升而下降，则制动的效能随列车速度、载重、长度的提高而下降，高速时呈不稳定性。 电气制动：速度越高制动效果越明显，且与制动时间无关。 2、减少闸瓦与车轮的摩擦 机械制动摩擦严重，速度越高，制动强度大，摩擦大；低速则相反。 高速时电气制动，低速时机械制动（动车组为轮盘制动）。 §3.1 概述 3、提高列车下坡运行的速度 摩擦制动：每次排风制动后约需一分钟的缓解，待风压恢复后才能再次制动，造成下坡速度波动大，使列车平均速度下降。 电气制动：制动性能与制动时间无关，可使列车下坡速度提高8%，因而提高运输能力。 四、电制动的基本要求 电气制动的基本要求： 机械稳定性 即偶然因素使速度v↑→制动力B↑→V↓ ，从而保持原稳定运行状态。 §3.1 概述 电气稳定性 在一定速度v，瞬时电流扰动，电气系统能自动恢复到原平衡状态。 各台电动机制动力应力求相等 电机制动时的负载分配尽可能均匀，若客观原因暂时分配不均，则在客观原因消失后能自动恢复均匀分配。 外界条件暂时变化（如网压波动、粘着条件变化以及人为调节制动力等），无过大的电流冲击和制动力冲击。 制动性能良好，工作可靠，所增加的电气设备体积小、重量轻、线路简单、操作简单、易于检修。 §3.2 电力牵引电阻制动 电阻制动一般常用于直流传动。直流传动电机的电枢串制动电阻，而励磁分串励、他励两种。 他励电阻制动：电路如图（a）所示，调励磁电流即调制动电流和制动力，实现对机车运行速度的控制。（电力机车常用） 串励电阻制动：电路如图（b）所示，励磁绕组反向与电枢串，再与制动电阻RZ形成回路。调RZ可调制动电流和制动力。 注意： §3.2 电力牵引电阻制动 一、他励式电阻制动的稳定性 1、机械稳定性 简析：图3-2为他励电阻制动特性曲线，a点稳定运行，若偶然因素有△V运行到b点，因制动力Bb＞Ba，从而迫使V降回到a点；反之，则相反。 结论：他励式电阻制动机械稳定性条件 （3-1） §3.2 电力牵引电阻制动 2、电气稳定性 （1）电压方程式 他励电阻制动电枢回路（见前图）电压平衡方程式为 （3-2） §3.2 电力牵引电阻制动 （3）简析 电机在A点稳定工作，L(dIZ/dt)=0；若扰动有IZ增大时，有 ，即L(dIZ/dt)＜0， 则IZ减少回到A点；若IZ减少时，有L(dIZ/dt)＞0，则IZ增大回到A点。 故 他励电阻制动具有电气稳定性。 二、他