电力机车控制基础理论
(四). 电力机车的工作原理
1。直流电力机车工作原理(见图片)
2交直型整流器电力机车名称的由来及工作原理
(1)交直型整流器电力机车名称的由来是根据 电力机车的分类方法得来的,其表示的含义是: 由接触网导线供给的单相交流电,经整流装置 整流后供给直(脉)流牵引电动机,驱动列车 运行的机车。SS系列电力机车均属此类机车。
1932年匈牙利试验成功了单相工频交流电力机 车,此后,法国于1950年试制了引燃管整流器 式电力机车,从而使直流牵引中牵引电动机的 一系列优点和单相工频交流供电电压较高的特 点完善地结合起来,形成了单相工频交—直流 制电力牵引,1960年西德制成半导体整流器式 电力机车,1958年美国发明晶闸管后,晶闸管 相控机车开始问世。
电力机车控制的基础理论
(一)电力机车的发展概况 1879年,德国西门子长约300m的第一条电气化
铁路,主要是采用直流电力机车及一部分三相 交流制和单相低频制电力机车。初期发展较慢。 20世纪20年代中期,接触网电压由过去的几百 伏提高到了3000伏。同期1904年瑞士开始采用 单相交流制电力牵引,由于工频电源使电机的 换向困难,所以采用单相低频交流制。
20世纪80年代西德率先成功研制了采用异步电 动机驱动的交-直-交电力机车之后。英、美、 苏、法、日等国相继进行研制。交流传动比直 流传动具有极大的优越性。交直型电力机车正 在被三相交流传动技术所取代。
我国电气化铁路自1958年开始研制,一开始就采用先进的 单相工频交流供电制,接触网电压为25kv。SS1型电力 机车自1958年12月底完成设计至1988年停止生产,共 生产SS1型电力机车826台;1969年试制一台SS2型; 1978年研制成功SS3型电力机车,1982年12月通过鉴定 1984年开始批量生产;1985年试制SS4型机车;1990年 试制SS5,SS6型机车;1990年研制出SS8型准高速机 车,1996年开始生产。至2001年底仅株洲电力机车厂 一家生产2893台电力机车。 2003年底拥有18059公里电 气化铁道,占铁路运营总里程的29.9%,承担着约60%的 客货运输总量.全路电力机车拥有量已经达到4584台,.
(1)直流供电—直流牵引电动机的直直型电 力机车;
(2)交流供电—直(脉)流牵引电动机的交 直型电力机车;
(3)交流供电--变流器环节—三相交流异步 电动机的交直交型电力机车;
(4)交流供电--变频环节—三相交流同步电 机的电力机车。
SS系列(SS1—SS9型)电力机车均属交流供 电—直(脉)流牵引电动机的交直型电力机 车;(*)
n1
n
60 f p
(r/min)
同步电动机起动的操作过程比较复杂,而且要求
有足够的精度。同步电动机构造复杂,造价较
高:需要直流电源励磁:调速方式为变频调速, 因此,各国均把发展交直交机车作为发展重点。
注:在同步电动机定子内通以三相交流 电,转子通以直流电,则定子产生三相 旋转磁场,而转子产生恒定的直流磁场, 在两个磁场的相互吸引下,电机转子受 力而转动。由于同步电机转子的转矩与 转子磁场的异性磁极间的吸引力所产生 的速,n是所相以等他的的。定子旋转转速n1与转子转
电力机车的调速方式
(2).采用三相异步电机的交直交型电 力机车工作原理
采用三相异步电动机交-直-交型电力机车 的调速方法,其速度公式为:
n (1 S) 60 f p
(r/min)
(3).采用三相同步电机的交交型电力
机车工作原理
同步电机的主要特点:转子转速n与电流的频率 始终保持严格的关系:
电力机车的调速方式
(1)具有直(脉)流牵引电动机机车的调速 方法★
根据电机的转速公式可知交直型整流器电力机 车的调速方法为:
n UD Ia R (r/min)
Ce
① 改变牵引电动机回路电阻R;②改变牵引 电动机的端电压UD;③改变磁通量Φ。在国产电力机车上的应用:以改变牵引电 动机的端电压作为主要调速手段;改变磁通量 作为辅助调速手段。整流器电力机车不采用变 阻调速。(*)
(二).交流传动技术是近代铁路牵引技术的 重大突破,1971年在德国问世,并取得很大发 展,进入90年代,国外交流传动技术进入成熟 期。我国自1991年开始研制AC4000型交直交 原型机车,1995年完成组装并进入试验阶段。 2001年9月自行研制成功200km/h “奥星“号; 以及“蓝箭 ”号;“先锋”号;“中原之星” 号;“天梭”号 等。我国交流传动技术的产业 化奠定了坚实的基础。
SS 系 列 ( SS1—SS9 型 ) 电 力 机 车 均 属 交 流 供 电—直(脉)流牵引电动机的交直型电力机车; (*)其主传动型式为交直传动。★
(2) 交-直型整流器电力机车工作原理
交直型整流器电力机车其能量传递是 将接触网供给的单相工频交流电,经 机车内部的变压器降压,再经整流装 置将交流电转换为直流,然后向直 (脉)流牵引电动机供电,从而产生 牵引力牵引列车运行。
3. 交直型整流器电力机车整流电路的基 本形式
(1) 中点抽头式全波整流电路电力机车工作原理 (2) 桥式全波整流电路电力机车工作原理
4.电力机车速度调节
(1)列车运行情况概括起来是:起动、调速、制动三种基 本形式。这三种基本运状态实质上都是速度的调节。 因此,电力机车速度调节是牵引列车运行时最为根本 的任务之一。 电力机车是以牵引电动机作为传动设备,所以电力机车 的调速本质是牵引电动机的调速。
B-B-B或C-C。 个别传动其轴列式的表示方法为:B0-B0-B0或
C0-C0
一般情况下,均采用个别传动型式;法 国 国 铁 BB26000 型 电 力 机 车 采 用 组 合 传 动,其轴列式的表达方式为:B-B。
3、按动轮轴数分为: 4、6、8轴。(12 轴SS3B型固定重联机车)
4、按供电电流制---传动形式不同分为:
(三)﹑电力机车的分类
1、按用途分为:客运;货运;客货两用;调 车用电力机车。
2、按传动形式分为:个别传动及组合传动。 个别传动:每一轮对由单独的牵引电机驱动。
这种机车的轮轴称为动轴或动轮。 组合传动:几个轮对由一台牵引电机来驱动,
称为组合传动。 表示方法:组合传动其轴列式的表示方法为: