车辆电气控制任务3—1电力牵引系统概述.pdf

《车辆电气控制》任务 电力牵引系统概述 《车辆电气控制》任务3—1电力牵引系统概述 《《车车辆辆电电气气控控制制》》任任务务3—1电电力力牵牵引引系系统统概概述述 33——11 刘艳艳 任务3—1 电力牵引系统概述 � 通过学习，学生能够：掌握牵引系统的组成、能量转化原理、供电 方式及其牵引特性 � 1.知识目标: � 电力牵引系统的基本概念；牵引控制的三要素（速度、安全、舒适）； 看懂牵引力和制动力的特性曲线；牵引主电路、辅助电路和控制电路 （励磁电路） � 2.技能目标 � 知道粘着控制与蠕滑现象的形成原因与后果；能看懂牵引力和制动力的 特性曲线；能绘制牵引系统结构简图 � 重点：牵引控制的三要素；牵引力和制动力的特性曲线；牵引主电路、 辅助电路和控制电路（励磁电路） � 难点：粘着控制与蠕滑现象 � 电能是现代最主要的能源，电机是与电能的生产、传输和使用密切相关的 能量转换机械，不仅是工业、农业和交通运输业的重要设备，而且在日常 生活中的应用也越来越广泛。就像人的心脏和神经系统对于人体的作用一 样，城市轨道交通车辆的电气系统直接影响着车辆运行的可靠性、舒适性、 安全性和经济性，而牵引电机是城市轨道交通车辆电气系统的重要组成部 分，它的工作性能直接影响着机车车辆本身的牵引性能，它的质量状态直 接影响着机车车辆能否正常良好的工作。 � 一、电力牵引系统的基本概念 � 1.电力牵引系统 � 在交通运输工具中采用电动机驱动的电气传动部分，称为电力牵引系统。用 于干线铁路机车车辆与城轨动车车辆的电机，通常称为牵引电机。它包括驱 使机车或动车行驶的牵引电动机及供给牵引电动机电能的主发电机和其他辅 助用电设备。 � 电力牵引系统以电动机为控制对象，通过开环或闭环控制系统对牵引电动机 的牵引力和速度进行控制，从而实现了对各类交通运输工具的运行控制。 � 2.牵引动力的配置 � 动力集中方式和动力分散方式。如图3—1和3—2所示。 � 动力集中方式就是牵引动力装置都集中配置在一节被称为机 车 （locomotive）的车辆上。 � 动力分散方式是将牵引动力装置分散到多个称为动车的车辆上，并与其它 无动力的车辆（称为拖车）组成一个单元（unit）。 � 3.牵引控制的要素 � 速度是轨道交通运输工具永恒的研究主题。 � 安全是轨道交通运输工具的最重要课题。 � 舒适是乘客选择轨道交通列车的最主要原因。 � 4.牵引基础 � 牵引基础的主要内容是动车的牵引特性、调速和制动原理、牵引运用特点、 动车牵引的运动规律、牵引计算及所有对牵引特性有影响的应用技术。 � （1）粘着 � 由于正压力（垂直载荷）而保持动轮与钢轨接触处相对静止的现象在轨道 牵引制动理论中称为“粘着”。相应的在粘着状态下轮轨间纵向水平作用 力的最大值就称为粘着力。为了描述由粘着产生牵引力的这个现象，我们 定义了一个参量，粘着力与轮轨间垂直载荷之比称为粘着系数，用以表示 在一定的轴重下，动轮对所能获得轮周牵引力的大小。粘着系数用µ表 示，即 µ＝Fi / P （3—1) � 式中：P是轮对的轴重， � Fi 为由粘着产生的牵引力（由轮轨关系产生的蠕滑力）。 � 如果牵引电动机的牵引切向力等于粘着力，轮轨之间没有相对滑动，动轮 对作纯滚动运动。当轮轨间一旦出现牵引切向力大于粘着力，轮轨间就会 出现相对滑动，粘着状态被破坏。动轮和钢轨之间的相对运动由纯滚动变 为既有滚动又有滑动。这种因牵引电动机的牵引切向力过大，而使轮轨接 触点发生了相对滑动的现象，称为“空转”。空转会造成动轮踏面和轨面 的剧烈磨耗。如果在列车起动时发生动车动轮“空转”，列车没能起动而 驾驶员又没有及时采取措施减少动轮受到的力矩，甚至可以发生把钢轨的 轨头磨掉，动轮陷入钢轨凹下的深坑内的严重事故。如图如图3—3所示。 因此，牵引运行应尽量防止