2
M m2 pm U f1 1

2 r1
r12x1 21 xm 2
f1
(xm 2x1x 12)22(r1x2)22
M q2 pm U f1 1 2 r1r 1 2 (xm 2x1fx 1 12 xm 2 )2 /2 r2 x11 r r1 2 x22 2
M
2
M m (fsl/fm)(fm/fsl)
结论：当 E1 const
f1
M f ( f sl ) M max const f max const
fslcon,M stconst
3、机车牵引中异步电机的运行特性
（1） 恒力矩起动
①采用恒压频比控制 低频时适当提高电压，抵消
电子设备
交流传动系统主电路
25000V
1107kW
整流器 0,98
1085kW
逆变器 1074kW 异步电机 1020kW
0,99
0,95
牵引变压器 0,94
变速箱 0,98
1000kW
交直与交流传动机车主电路比较
25000V 牵引变压器
整流器
滤波电抗器
励磁绕组 直流 电机
交直传动机车主电路
变速箱
司机台操纵技术、车体轻量化技术 转向架技术、空气制动技术 高压测检测技术
本讲课要解决的问题
1 变频调速异步电机 如何控制能满足机车 牵引的要求？
2 牵引逆变器如何控 制能满足牵引电机对 机车牵引的要求？
机车牵引特性有哪些要求？
四、机车牵引特性
机车牵引特性要求： 1、能产生足够大的牵引力 2、能方便广泛调节速度 3、有较高的过载能力 4、充分发挥机车功率 5、先进的经济技术指标
25000V 牵引变压器
整流器 1085kW 逆变器
异步电机
交流传动机车主电路
变速箱
三、交流传动机车的技术分类
核心层技术
牵引变频器技术、交流驱动电机技 术、牵引变压器技术、变频控制及 其网络技术
辅助层技术 相关层技术
三、交流传动机车的技术分类
核心层技术
牵引变频器技术、交流驱动电机技 术、牵引变压器技术、变频控制及 其网络技术
交流电机（异步）的矩速特性
n 60f1 (1s)

p
M CMmI2 cos2
关键问题： ?
1、异步电机变频调速特性分析
（1） 变频调速时异步电机参数变化为：
X 1 f 1
X 2 f1
X m f1
r1、
r
, 2

const
（2）用 U1、f1、fsl表示的力矩公式M
电力电子技术、微电子技术、新材 料、新工艺等
满足运输的需求 充分利用新技术 利用新材料 采用新工艺
二、交流传动机车的主要组成
– 电机 • 同步电机、异步电机
–牵引变频器 • 逆变器 (电流源型、电压源型、PMW)
– 设备与功率器件
辅助变频器 主变频器及电机驱动模块
动力制动模块 通讯模块
空气系统模块
单位体积重量的功率大、可靠性 好、易维护等
交流传动机车发展
一、交流传动机车发展综述
运输的需求 各种限制 交流电机的特点 科学技术的发展 交流传动机车发展
安全性、实用性、可靠性、 灵活性、舒适性越高越好； 费用越低越好。
地域规范、供电制式、空间、体 积、重量、技术水平、工艺水平 的限制等
单位体积重量的功率大、可靠性 好、易维护等
辅助层技术 相关层技术
冷却与通风技术、辅助变流器技术 控制电源技术、保护技术、电磁兼 容与布线技术
三、交流传动机车的技术分类
核心层技术
牵引变频器技术、交流驱动电机技 术、牵引变压器技术、变频控制及 其网络技术
辅助层技术 相关层技术
冷却与通风技术、辅助变流器技术 控制电源技术、保护技术、电磁兼 容与布线技术
定子绕组内阻的影响。 ②采用恒磁通控制
电机各参数与频率的关系：
U 1 f1 ( 低频 U 1 ) E1 f1 M const ( f sl const ) M max const I 1 const
电力电子技术、微电子技术、新材 料、新工艺等
一、交流传动机车发展综述
运输的需求 各种限制 交流电机的特点 科学技术的发展 交流传动机车发展
安全性、实用性、可靠性、 灵活性、舒适性越高越好； 费用越低越好。
地域规范、供电制式、空间、体 积、重量、技术水平、工艺水平 的限制等
单位体积重量的功率大、可靠性 好、易维护等
地域规范、供电制式、空间、体 积、重量、技术水平、工艺水平 的限制等
科学技术的发展
交流传动机车发展
一、交流传动机车发展综述
运输的需求 各种限制 交流电机的特点 科学技术的发展
安全性、实用性、可靠性、 灵活性、舒适性越高越好； 费用越低越好。
地域规范、供电制式、空间、体 积、重量、率的关系曲线
（3） 用 E1、f1、fsl 表示的力矩公式
M2 pm E f1 1 2 r2 2(f2 slr f2 slL 2 )2
fm

r2
2L2
2
Mm

2 pmE f11

1
4L2
运输的需求 各种限制 交流电机的特点 科学技术的发展 交流传动机车发展
一、交流传动机车发展综述
运输的需求
安全性、实用性、可靠性、 灵活性、舒适性越高越好； 费用越低越好。
各种限制
交流电机的特点
科学技术的发展
交流传动机车发展
一、交流传动机车发展综述
运输的需求 各种限制 交流电机的特点
安全性、实用性、可靠性、 灵活性、舒适性越高越好； 费用越低越好。
电力牵引传动控制系统
西南交通大学 冯晓云 2005年10月
第七讲 交流传动机车主电路
主要内容
交流传动机车发展综述 交流传动机车主电路的组成 交流传动机车的技术分类 交流传动机车牵引特性 典型交流传动机车主电路工作原理 交流传动机车新技术及其发展方向
一、交流传动机车发展综述
M 2 pm U f1 1 2 r1ff1s r2 l(xm 2x1fx s 12 x lm 2 ) 2 /2 r2 x11 fsfr 1 l1 rx 2 22 2
dM 0 df sl
fm
f1r2 r12 x121 (xm 2 x11x22)2 (r1x22)2