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电力牵引制动特性

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HXD3机车特性

HXD3机车特性

当10Km/h＜V≤65Km/h时； （KN） 当V＞65Km/h时； 准恒速 恒牵引力
F＝
26000/V 640N－64V 80N
取最小值
（准恒速与恒牵引力的转折点为V＝8.75N）
机车牵引力（KN）
600 7N 500 6N 400 80N
570(KN) 当V≤10Km/h时； 600.9－3.09V(KN) 当10K牵引力特性
（一）23t轴重时的牵引力特性控制
23t轴重时，牵引力限制及牵引特性控制函数
关系：
520
544.8－2.48V
当V≤10Km/h时；
当10Km/h＜V≤70Km/h时；
F＝
25970/V
640N－64V 80N
当V＞70Km/h时；
准恒速 恒牵引力
（KN）
取最小值
当V ＝ 10N ＋ 0.99≈10N ＋ 1时,B＝400KN， 当V ＝10（N－1）时， B＝0KN
机车制动力（KN）
600 (36.4V－145.6) KN 36.4 V－ 364（N－1） 400 26000/ V 当V＞65Km/h时
500
1N
3N
4N
5N 6N
300
200
2N
机车制动力（KN）
600
33.7V－134.8 当V≤15Km/h
500
33.7 V－ 337（N－1） 25970/ V 当V＞70Km/h时
400
3N
300
4N
5N 6N
1N
200
2N
7N
8N
9N 10N 11N 12N
100
0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
《牵引供电系统》-第三章-牵引负荷计算

《牵引供电系统》-第三章-牵引负荷计算

续上页
3、随机性 牵引负荷的变化具有很强的随机性，这导致牵引负荷和电气 量的精确计算是难以实现的，只能借助工程经验或简化计算。
§3.2 车辆电流和能耗
一、电动车辆的运行状况
启动：车辆由静止状况到所要求的正常牵引状况的过程；
牵引：电动车辆取电运行，牵引列车运行； 加速：调速级位进级，使车辆运行速度提高； 减速：调速级位减级，使车辆运行速度降低； 惰性：电动车辆断电运行，列车靠惯性前进； 制动：对列车加制动力，使列车减速或停止前进。 停站：在中间站因会车、待避或装卸等原因使列车无作业
、
分别为另一侧供电臂b的有效电流和平均电流，A。
§3.4 牵引变压器容量计算
4、Scott接线变压器的计算容量
( 1) 当 ( 2) 当 式中， 、 ，则 ，则 分别T、M座有效电流，A。
牵引变电所牵引侧母 线有效电流
二、校核容量的确定
牵引变压器校验容量的步骤： Step1：根据满足列车紧密运行的需要计算最大容量Smax。 Step2：根据确定牵引变压器过负荷倍数K，计算得到校核容量。 从而达到既满足列车紧密运行的需要，又充分利用过负荷能力的目的。
各列车在区段上的位臵是独立的相互无关的;
各列列车取用的电流相互无关。
§3.3 牵引负荷计算
1、单线区段单边供电
供电臂(供电区段)细分为 n 个供电分区，且i1和 为小供电
分区i的上、行列车瞬时电流。
第i 分区
§3.3 牵引负荷计算
供电臂同时存在的平均列车数m
单日供电区段列车对数 在第i个区间 净走行时间
当采用近期运量计算时
波动系数，取1.2
线路货物年需要输送能 力，单位万吨／年。
若需要输送能力已经接近线路输送能力时，按线路输送能 力计算；若低于输送能力的一半时，可按2倍需要输送能 力计算。此时，都不再考虑波动系数和储备系数。
机车牵引力与牵引特性—电力机车牵引力与牵引特性

机车牵引力与牵引特性—电力机车牵引力与牵引特性

的图上只有牵引力的“外包线” ）。
机车牵引力与牵引
牵引特性曲线示例
特性曲线
调压控制方式的SS3型电力机车；恒流准恒速控制方式的SS8、 SS7E型电力机车。
机车牵引力与牵引
二、现阶段我国机车牵引特性曲线基本形式和包含信息
特性曲线
我国现有机车牵引特
性曲线大致可分为两类，
主要由机车特性决定。
机车牵引力与牵引
电力机车。
其轮周牵引力与运行速度之间的关
系分为两为机车达到其转折速度的
斜线段，即准恒速控制段。
机车牵引力与牵引
按上下行方向列车数目不同
特性曲线
采用“恒流准恒速”的调速方式，其牵引特
性曲线图是直线加折线构成。
一般情况下，其上所标“级位”数字乘以
10，就是该级位所要控制的“目标速度”。
搞清楚这一点，能够提前预知机车要达到的目
标速度，对机车操纵是很有帮助的。
例如：SS8型机车，手柄放在10位，司机就
可知其目标速度最终达到100km/h。其他机
车也同样能预知其目标速度。
将机车牵引力和黏着牵引力与速度的关系绘在一张图上，构成机车牵引特性曲
线。机车的牵引特性曲线一般由专门试验得出。未经试验的新造机车，可参考由生
产厂家提供的通过理论计算得出的“预期特性”曲线。
教材 图1-6 和 图1-7 是“预期特性”曲线。图1-12 至 图1-37 分别是由《牵
规》公布的各型电力机车牵引特性曲线（这些特性曲线是通过型式试验得到的，有
其牵引特性曲线图上所标的级位是“名义级
位”。实际上级位是连续（无级）的。
机车牵引力与牵引
特性曲线应用
目录
CONTENTS
01
机车牵引特性与牵引特性曲线
CHR3型动车组牵引传动系统

CHR3型动车组牵引传动系统

CHR3型动车组牵引传动系统[摘要]介绍chr型动车组牵引传动系统结构、技术特点和技术参数的相关的初步信息[关键词]chr3型动车组牵引传动系统牵引特性制动特性牵引变压器中图分类号：tm922.72 文献标识码：a 文章编号：1009-914x （2013）10-0046-011.概述1.1 chr3型动车组系统组成chr3型动车组运用的传动方式是电力牵引交流，该方式的单元组成是2个牵引单元，各自单元按两动两拖构成。

编组是按照由4动4托8辆构成的。

chr3东辰组的气动外形良好，司机室分配在两端，由前端司机室操控正常运行。

配有8800kw的牵引功率，分散配置在4辆动车上牵引传动部件。

1.2 chr3型动车组系统布置每相互对等的单元，一起组成动车组。

两部分之间用电缆连接，还可以重新联动，形成一系列车组。

动车组中两个牵引单元成对称分布，关键零部件呗安装在车底下，布置及其整齐。

如果chr3型动车组正常运行，受流方式采用单弓，二另一个受电弓备用，折叠状态保持，牵引变流器和牵引电动机安装于车下。

1.3 chr3型动车组系统特点（1）牵引系统是两个相对的单元组成。

若存在不幸电气设备发生了意想不到的故障，则可选择性的切除动力单元，原则上不应影响其他功能。

（2）设备大部分安装在车下，可以优化乘客利用空间，用来确保可以接近这些设备。

（3）变流器由四象限斩波器，dc中间连接和一个脉宽调制逆变器组成。

为确保供电系统稳定，需要辅助变流器驱动三相异步牵引电机，四象限斩波器，允许正常工作。

（4）高压设备控制冗余控制，两个动力单元在电气相互连接，在故障时能确保动车组的运行能力，借助车顶隔离开关将相关的动力单元在电气上断开。

（5）先进的辅助供电系统。

辅助供电系统采用列车线供电方式，由分散布置在若干车厢的各电源设备向干线供电，车辆的车载电源电力是通过牵引变流器的直流环节获得的，辅助变流器把直流电转换为车辆车载电源系统的三相交流电。

DJ1型交流传动电力机车

DJ1型交流传动电力机车

作者简介:陈翰芹(1938—),男,1962年毕业于上海交通大学电力机车专业,高级工程师(教授级),曾就职于株洲电力机车研究所,现就职于株洲西门子牵引设备有限公司,任干线机车经理和DJ 1项目经理;史卫军(1962—),男,1982年毕业于南京航空学院,1986年获德国柏林工业大学电工系硕士工程师学位,1990年获德国柏林工业大学电工系工程博士。

研究开发 DJ 1型交流传动电力机车陈翰芹1,史卫军2(1.株洲西门子牵引设备有限公司,湖南株洲　412001;2.西门子股份公司交通技术部,德国艾尔兰根)摘　要:系统地介绍了DJ 1型交流传动电力机车总参数、牵引 制动特性、主电路与辅助电路及控制电路结构,主要电气电子部件参数以及机械部分的特点。

关键词:交流传动;电力机车;参数;主电路;控制系统;机械部分中图分类号:U 264.2+23 文献标识码:A 文章编号:10002128X (2001)0320005205收稿日期:2001202207D J 1AC dr ive electr ic locom otiveCHEN Han -q i n 1,SH IW e i -jun2(1.Siem en s T racti on Equ i pm en t L td .,Zhuzhou ,H unan 412001,Ch ina ;2.Siem en s A G T ran spo rtati on System ,E rlangen ,Germ any )Abstract :It is system ly in troduced the general param eters ,tracti on b rake characteristics ,pow 2er circu it ,aux iliary &con tro l circu it structu re ,param eters of electrical &electron ic componen ts as w ell as featu res of m echan ical part of DJ 1A C drive electric locomo tive .Key words :A C drive ;electric locomo tive ;param eter ;pow er circu it ;con tro l system ;m echan i 2cal part0　前言DJ 1型交流传动电力机车(图1)由西门子股份公司交通运输部专门为中国铁路设计,其中前3台由西门子股份公司在奥地利的格拉茨工厂制造,后17台由合资企业——株洲西门子牵引设备有限公司制造,将于2001～2002年交货。

储能式电力牵引轻轨车电气牵引系统研制

储能式电力牵引轻轨车电气牵引系统研制

的超员 （ ＡＷ ３） 列车 ， 运行至 就近的车 站疏散乘客 ， 并 以不小 于 １ ５ ｋ ｍ／ ｈ 的速度 回库 ， 退 出运 营。
运 行 阻 力 ｊ Ⅳ ３ 、
。。 ● ＿
。 ＼ ． ｄ ６ ｎ
＼
， １ ｎ “
＾ ・ ＾ 。 一
＼
—
０ ～３ ０ ｋ ｍ ／ ｈ 平 均 加速 度 ０ ～８ ０ ｋ ｍ ／ ｈ 平 均 加速 度
时， ＝ ４ ４ ＿ ８ （ ｋ Ｎ ／ 辆 ） 。 恒 牵 引力速 度范 同
０～３ ０ｋ ｍ／ ｈ
３ ０ ～５ ０ｋ ｍ／ ｈ
≤０ ． １ ６ ５
０ ． ９ ｍ ／ ｓ ０ ． ３ ４ ｒ ｒ ｇ ｓ
作 电压范 围
Ｄ Ｃ ５ ０ ０ ～ ９ ０ ０ Ｖ ６ ． ９ ７
式 中 ：Ｆ ——列 车 基本 阻力 ， ｋ Ｎ ；Ｍ ｓ 。 综合 考虑 牵引 电动机 的输 出转矩 、 转 速 以及 机械
传 动 比
齿 轮 传 动效 率
１ Ｅ ｎ ｄ
Ｍｃ
Ｍｅ
２ Ｅ ｎ ｄ
储能式 电力牵 引轻轨 车牵引 电传动系统 采用轴 控
型逆 变器一 永磁 同步 电机交 流传动 系统 ， 以 网络控 制
为 主硬线 为辅 。 ２ ． １ 牵引 ／ 制 动特性设计
牵引／ 制动特性是列 车 电传动 系统的基本特性 ， 其
最大载客 量 （ Ａ Ｗ ３） 自重 （ 空车 ）
０ ． ９ ８
３ １ ０ （ ２ ７ ０ ＋ ４ ０ １ ４ ４ ５ ０ ０ ｋ ｇ
６ ８ ０ ａｍ ／ ｒ ６ ４ ０ ａｍ／ ｒ ６ ０ ０ ｍｉ ｌ ｌ
传 动装置 的结构 和可 靠性 ， 选 定齿轮 驱动装 置齿 轮传
电力牵引传动..

电力牵引传动..

电力牵引传动与控制第一章电力牵引传动与控制系统概述一、系统组成与功用1.①内燃机车电力传动与控制系统组成②电力机车电力传动与控制系统组成2.机车理想牵引特性曲线图1.2 牛马特性理想特性要求：机车在运行时能经常利用其动力装置的额定功率.即：F·V=3.6η·N=const.3.电传动装置的功用？图1.3 柴油机功率特性和扭矩特性①充分利用和发挥机车动力装置的功率；②扩大机车牵引力F与速度V的调节范围；③提高机车过载能力，解决列车起动问题；④改善机车牵引控制性能。

Why要电传动：柴油机通过机械直接传动不能适应机车起动、过载、恒功等要求二、系统分类1.直-直电力传动系统内燃或电力机车采用直流牵引发电机或直流电网直接向数台直流牵引电动机供电的传动方式。

特点：①调速性能优良，系统简洁。

②直流牵引电机造价较高，但可靠性、维护性相对较差。

③受直流电机换向条件和机车限界、轴重等限制，主发电机单机功率受到限制。

一般在2200KW以下。

④车型：早期DF,DF2,DF3,ND1,ND2等2.交-直电力传动系统内燃或电力机车采用交流牵引发电机或单相交流网及变压器，通过整流器向数台直流牵引电动机供电的传动方式。

特点：①采用三相交流同步发电机，结构简单，可靠性高，重量轻，造价较低。

②适用于大功率机车。

③车型：DF4，DF5，DF7，DF11，ND4，ND5，SS3-SS9等。

3.交-直-交电力传动系统内燃或电力机车采用交流牵引发电机或单相交流电网及变压器，经整流器将交流电变换成直流，再通过逆变器将直流电变换成频率和幅值按列车运行控制要求变化的交流电，向数台交流牵引电动机供电的传动方式。

特点：①采用交流牵引电机，彻底克服了直-直系统的不足，重量轻，造价低，可靠性及维修性好②良好的粘着性能③适用于大功率④控制系统复杂⑤车型：DF4DAC,NJ1; DJ,DJ2,DJJ1,DJ4; HX、CRH系列等三、发展历史与现状1.大功率（内然）机车电力传动与液力传动两种主要传动方式的演变与发展主要趋势：电力传动2.电力传动形式的发展：直-直→交-直→交-直-交发展趋势：大功率、电力牵引、交流传动第二章、电力牵引交-直传动与控制、一、直流牵引电动机1.基本方程①感应电势和电磁力矩电枢感应电势：Es=CeΦsn（v）（2-1）电枢电磁力矩：M=CmΦsIs（N·m）（2-2）式中：n 电机转速（r/m）Φs 每极下磁通量（wb)Is 电机电枢电流（A）Ce=pN/60a（电机电势常数）Cm=pN/2πa（电机扭矩常数）p 极对数；a 电枢绕组并联支路对数；N 电枢绕组有效导体总数②电势平衡方程③转矩平衡方程式④能量（功率）平衡方程2.直流牵引电动机的工作特性------着重把握比较串励与他励直流牵引电动机转速特性：n =f（Is）转矩特性：M=f（Is）机械特性：n =f（M）条件：不对电源电压和励磁电流进行人为调节。

北京地铁8号线三期列车牵引电传动系统设计

北京地铁8号线三期列车牵引电传动系统设计

北京地铁8号线三期列车牵引电传动系统设计作者：陈超录来源：《商情》2016年第18期【摘要】简述自主知识产权北京地铁8号线三期列车牵引电传动系统的基本参数和性能要求，阐述了列车牵引电传动系统的牵引/电制动特性、性能计算和线路运行仿真、主电路结构、列车牵引控制系统的设计思路和技术特点。

【关键词】牵引电传动系统性能计算线路运行仿真0引言北京地铁8号线三期列车是由6节车编组的交流传动列车，其中牵引电传动系统为国内完全自主研发，其核心技术具有完全自主知识产权。

下面对其牵引电传动系统设计进行介绍。

1车辆参数及性能要求1.1车辆基本参数北京地铁8号线三期列车采用第三轨上部接触受电的供电方式，供电电压为DC750V （DC500～900V），轮径为840/805/770mm（新轮/计算用轮径/全磨耗轮径），列车的基本配置为6 辆车编组（+Tc-M-T-M-M-Tc+），包括3辆动车和3辆拖车，列车编组示意图如图1所示。

1.2 列车动力性能要求超员（AW3）情况下，在干燥平直线路上，车轮半磨耗状态（轮径Φ805mm），额定电压DC750V供电时，列车平均加速度为：列车从0加速到40 km/h：≥0.83m/s2列车从0加速到80 km/h：≥0.5m/s2电制动能力：列车制动方式采用电力再生制动与空气制动混合运算的控制方法，优先充分发挥电力再生制动的作用以减少闸瓦的磨损和节省电能。

当电力再生制动不足或失效时，由空气制动补足或替代。

1.3 列车故障运行及坡道救援能力要求6辆编组列车在超员状态下，当损失1/3动力时，列车仍然可以在30‰的坡道上起动，并能以正常运行方式完成一次单程运行。

6辆编组列车在空车状态下，当损失1/3动力时，列车仍然可以在35‰的坡道上起动，并返回车辆基地。

一列6辆编组的空车应能将另一列停在30‰坡道上的6辆编组超员故障列车移至最近的车站（上坡）。

一列6辆编组的空车应能将另一列停在35‰坡道上的6辆编组故障空车救援到车辆基地（上坡）。

项目二-4 电力机车的特性曲线[38页]

项目二-4 电力机车的特性曲线[38页]

即 次平，均起整 动流牵电引压力升也高相△应U摆d动=5一6次.2。5V随，着起速动度电的流提来高回和摆线动路一
坡道的变化，列车阻力也在变化。当电压升到33级时，机
车工作点从f点沿这条特性曲线上升，到k点时牵引电动机
电流为300A，假设此时牵引力与运行阻力相平衡(为
1起6动6．过6程k进N)行，完则毕列。车保持速度为Vk=55km／h恒速运行，
IL1>IL2>IL3>IL4
在不考虑电机及齿轮传动装置的损耗时，
将电机的电磁转矩换算为机车制动力B，
则有：
IL4>IL3>IL2>IL1
当励磁电流一定时(Φ为定值)，制动力B与电 枢电流Iz之间也是成正比关系。对应于不同的
励磁电流各有一条过原点的直线。 需调节制动力时，可通过调节它励绕组的励
绕组并联支路数)。 机车速度特性曲线与牵引电动机的转速特性曲线形状相似，为
下降的曲线。
机车轮周牵引力与牵引电动机电枢电流的关 系，称为机车的牵引力特性，即F=f(Ia)。
牵引电动机功率：
式中 V——机车速度(m/s)； ηd——牵引电动机效率； ηc——传动装置效率； m——机车配用电动机数目，对
机车轮周牵引力与运行速度的关系，称为 机车的牵引特性。即F=f(V)。 机车牵引特性的计算公式仍为：
机车牵引特性曲线一般由机车型式试验测 出。或在已知机车速度特性曲线和牵引力 特性曲线后，给定一电机电枢电流Ia值， 可求出机车牵引特性的一组F－V值。根据 不同负载下的数组F－V值，就可以绘出机 车牵引特性曲线。
机车起动、运行的全过程中电压、电流、牵引力和速 度等的变化关系。
电力机车采用降压起动方式起动，起动所需电流的大 小与列车阻力W有关，单机或轻载时起动电流小，重
第二章 电力牵引特性

第二章 电力牵引特性

（2-2）→（1-5）有 F 2 NC C (C M D I D M ) C F D I D F（㎏）（2-4）
式中， C 2 N C 为常数，而电机铁耗、机械损耗和齿轮传动损耗 D 2 N M 造成的牵引力损失 F （相对F小，一般计算忽略不计）。 D
/ I1 I 2
图 2—2 异步电动机的简化等值电路
由简化图可得： 其功率为：
U1 (r1 r2/ / s ) 2 12 ( L1 L/2 ) 2
）
异步电动机感应电势 （2-5） 式中，C为电势常数，f1为电源频率，Φm为气隙磁通（或Φ1 ）。 （1）恒磁通（E1/f1）运行方式 由式（2-5）知，“E1∕f1”恒定→气隙磁通恒定，从而转 矩恒定。（因为转矩M∝ Φm）
E1 Cf1 m
§2.2 电力牵引交流牵引特性
优点：在不同的f1下有Mm恒定，适于恒转矩变速拖动。 注意：磁通应恒定在接近饱和状态，以使电机铁磁材料得到充 分利用。 （2）恒“电压∕频率”（ U1∕f1）比运行
M n M1 M2 n 0 I2 I1 I D (n) 1 2 2 (M) 1
(a)串励 图2-3
(b)并励 直流电动机特性不同时的负载分配
可见：动车动轮直径相同而电机特性有差异时，串励电机优于并 励电机。
§2.1 电力牵引直流传动特性
（2）机车电机特性相同而动轮直径有差异
机车速度V一定，特性同、轮径不同→转速不同→转矩M 、电流ID不同。
§2.1 电力牵引直流传动特性
3、电压波动对电机工作的影响
网压波动（如机车通过两变电所供电 交界处的电压突变），而速度未变→ID、 F冲击。（导致电机工作条件恶化和列车运行中
的冲击）
新一代CRH 380CL型高速动车组牵引系统研究

新一代CRH 380CL型高速动车组牵引系统研究

新一代CRH 380CL型高速动车组牵引系统研究摘要：文章介绍了CRH380CL型高速动车组牵引系统的主要性能指标、基本组成及主要部件，阐述了牵引控制系统的实现方法及主要控制功能，最后通过试验对牵引系统进行了验证。

关键词：CRH380CL动车组;牵引系统;牵引控制功能新一代CRH 380CL型高速动车组是为我国时速300 km/h以上的高速铁路设计车型。

本文介绍了牵引系统的基本结构、牵引及制动特性、牵引系统的主要部件及牵引控制的基本功能。

1 车辆参数及性能要求1.1 列车基本参数CRH 380CL型高速动车组为8动8拖16辆编组，牵引系统为交-直-交形式的交流传动系统;车辆供电为单相交流25 kV接触网供电，牵引系统在接触网网压范围为22.5～29 kV时输出额定功率;列车设计持续运营速度为350 km/h，最高运营速度为380 km/h;定员1 000人。

1.2 列车动力性能列车在半磨耗轮径为875 mm、无隧道平直轨道工况下的动力性能见表1。

2 牵引系统动车组分为4个牵引单元，每个牵引单元包括一个带主变压器的拖车和两个相邻的动车。

2.1 牵引系统主电路一个牵引传动系统主要由受电弓、主断路器、牵引变压器、牵引变流器、牵引电机和齿轮传动系统等组成。

2.2 牵引及制动特性牵引与电制动特性是动车组牵引传动系统的基本特性，是进行列车设计必须进行的最基础的工作，其设计主要依据列车的阻力和动力性能要求，综合考虑动车组的基本参数要求以及目标线路的条件等因素。

在列车满载、接触网电压为额定交流25 kV及轮径为半磨耗875 mm条件下，列车轮缘最大输出牵引力为520 kN。

恒力矩速度范围为0～140 km/h，恒功率速度范围为140～400 km/h。

CRH 380CL型高速动车组的制动系统为电制动和空气制动的复合制动，在正常模式下，电制动优先。

在相同的速度下，电制动力的最大值与牵引力最大值相等。

列车在制动状态时，当速度小于10 km/h，电制动力线性减小到0。

电力机车控制

大坡道惰行）
Ⅲ、若W=0，dV/dt=0，列车作匀速。（下坡道惰行）
（后两者实质是列车下坡道上有下滑分力）
§1.1 电力牵引基本工况 三、制动工况
1、制动工况
指给机车或列车加制动力，使其作减速运行。
2、列车受外力
阻力W、制动力B（制动状态）。
3、运动方程式
W ＜0，减速运行。（通常情况） Ⅱ、若W＋B＜0，dV/dt＞0，加速运行。（下大坡道） Ⅲ、若W＋B=0，dV/dt=0，匀速运行。（下坡道）
3、数学式
机车每对动轮圆周上所产生的牵引力
FD
C C
D2
MD
（㎏）
（1-4）
式中， C 为传动效率， C 为机车齿轮传动装臵的传动比（＞1 ），D为机车动轮圆周的直径（用米表示），转矩MD（公斤· 米，即㎏· m）。
机车N台牵引电动机（即N根动轴），总牵引力为
2 N C C F NFD MD D
U U
A
1
. .
UD =常数 2
0
ID
图1-3
电动机电气稳定性分析
§1.3 电力牵引特性要求
对曲线2：则相反，电气上是不稳定的。
综上，直流电动机电气稳定必要条件
dU D d (C E D n D I D R ) dI D dI D
d (C E D n D I D R ) dI D
dF dW0 dV dV
或
dF dW0 d ( F W0 ) 0 dV dV dV
（1-7）
2、牵引电动机的电气稳定性
指正常运行中，偶因使电流微变，牵引电机还回到电平 衡（电平衡不被破坏）。 A、直流电动机：
§1.3 电力牵引特性要求

电力机车基础知识

电力机车基础知识一、电力机车基础知识电力机车电气原理图按其功能和作用、电路电压等级分别组成三个基本独立的电路系统，称为主电路、辅助电路、控制电路。

电力机车上有品种繁多的电机、电气设备及元器件，在总体布置时就是把这些设备和单元合理地定位，根据布置方式，有对称和不对称两种方式，采用哪一种，是因车而异的。

此外机车通风方式一般也有现两种，设置专用风道，便于集中除尘，使随风带入的尘埃不污染其它设备称为独立通风 ,另一种则是风由侧墙吸入车内，结构简单，风速低等优点，风进入车内后再自行分配进入各风道，称为车体通风。

电力机车基本特性有牵引特性和电制动特性。

机车牵引特性是机车轮周牵引力与机车速度之间的关系。

电制动动特性表示机车轮周制动力与机车速度的关系。

SS9车体通风SS9独立通风SS9车体通风SS9型电力机车总体布置采用双侧走廊、双司机室、各设备采用斜对称布置方式。

车内设备基本上采用平面斜对称布置，划分为7个室，即：Ⅰ、Ⅱ端司机室，Ⅰ、Ⅱ端辅助室，Ⅰ、Ⅱ端高压室、变压器室。

此外，机车设备布置还包括车顶设备布置，机车辅助设备布置及机车布线。

SS9独立通风SS9改进型机车总体布置采用新型设计平台的布置方式，即采用中央直通走廊（宽度不小于600mm）、标准化双司机室、主变压器采用卧式结构，车内设备采用斜对称布置方式，使机车重心下降，重量分配均匀。

原SS9型机车采用车体通风方式，风通过机车侧墙过滤器进入车体，自然除尘后再进入各风道，这样容易造成机车内部各电器表面积尘，降低电器使用寿命并易引起接触器触头虚接等故障；同时车体通风方式容易造成机车内部负压较大。

SS9改进型电力机车采用独立通风的方式，每条通风支路均有自己独立的进、出风风道，其中，1位、4位牵引通风机分别对1＃和2＃、5＃和6＃牵引电机进行强迫风冷；2位牵引通风机对4＃牵引电机和1＃整流柜进行强迫风冷；3位牵引通风机对3＃牵引电机和2＃整流柜进行强迫风冷。

冷却风通过侧墙夹层、过滤网、到达各个通风支路的独立的进风口、风道，冷却发热电器部件后，再通过各自出风口排向车底大气，使得车内负压大大减小，提高了机车的滤尘效果及防寒性能。

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（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
§3.1 概述
复合制动技术
§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
第三章 电力牵引制动特性
§3.1 概述 §3.2 电力牵引电阻制动 §3.3 电力牵引再生制动
§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：
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： ①RZ多抽头，需开关电器，线 。
路复杂，设备多；②有级制动
IZ
IZ
M
，不利平稳运行；③RZ不宜过
§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）
M ED RZ
ED RZ
大，否则会电机不能自激；④ 。
多台电机并联共用一个RZ时， 会出现不稳定状态（电力机车 各电机各自有RZ）。
(a)
(b)
图3-1 电阻制动原理图
§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
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。
EZ
CV ZV
I
Z
(R（Z 3-2R）)
L
dI Z dt
式中，EZ为电机发电电势，ΦZ为 他励磁通，ΣR为电机总电阻（主要
U
2
A
LddItZ +
1
是电枢的），L为制动回路的电感
（制动电流稳定时不起作用）。
0
IZ
（2）回路电势曲线
图3-3 他励电阻制动回路电势曲线
图3-3中，曲线1为某速度时的电势特性曲线EZ=CVΦZV，曲
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。
点；反之，则相反。
B
结论：他励式电阻制动机械稳定性条件
a. b.
dB （0 3-1）
dV
实际中，在高速区、制动电流恒 定条件下，有（3-1）式成立，故高 速区具有机械稳定性。
V
0
Va Vb V
图3-2 电阻制动的机械稳定性
§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
❖ 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。
线2为负载特性曲线IZ(RZ+ΣR)，二者间纵线段表示自感电势
L(dIZ/dt)。
Байду номын сангаас
§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CEL(dZ nIZD/dItZ)(＜RZ0， 则R)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。
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
二、他励式电阻制动的特性
制动特性，指电力机车电气制动时的各种工作特性，包括速 度特性V=f(IZ)、制动力特性B=f(IZ)、制动特性B=f(V)。 1、速度特性V=f(IZ) ∵ 稳定工作状态时自感电势为零，则式（3-2）变为
CV ZV I Z（(R3Z-3） R)
§3.2 电力牵引电阻制动
则 电阻制动的速度特性为 V I Z (（RZ ㎞ ／Rh) ） （3-4）
式中， RZ、ΣR、CV均为定值。
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
CRH1转向架 轮盘制动
§3.1 概述