淺析電力機車調速-文庫吧
2025-05-01 06:04 本頁面
【正文】 速的方法，一般在電力機車運行時，當其速度達到額定低壓側繞組匝數(shù)n2。，則可改變牽引變壓器輸出電壓uZ。在機車起動時，將高壓側繞組W:的全部匝數(shù) C串入接觸網， ，需逐步減少匝數(shù) W:，來提高低壓側翰出電壓。輸出電壓達到最大值時， N點電位和仍與接觸網電位相同，而此時A點為接觸網電位的幾倍! 為此，要求變壓器的繞組絕緣水平大大提高，設計制造 自輛變壓器與一臺一般雙繞組變壓器的組合，除有高、 低壓繞組外，還有一個調壓繞組(直接與接觸網連接)， 三個繞組共同拐合在一個鐵芯柱上。在機車起動之前 A、T兩點重合，此時高壓繞組Ll的兩端電壓為零，低 壓繞組LZ的兩端也無摘出電壓。然后A點向上移動， 商壓繞組Ll上電壓逐漸升高，低壓繞組LZ感應相應 的輸出電壓“2，經整流后供給牽引電動機。調壓繞組 有若干個繞組抽頭，通過高壓調壓開關將高壓繞組A 點與調壓繞組的相應抽頭連接，有幾個抽頭便可得到 幾級調壓。抽頭多，調壓級也增多。高壓側調壓是有級 調壓，增加調壓級數(shù)，以及有調壓繞組的存在，都將使 變壓器的結構復雜、設計容量增加，在機車低速運行 時，其效率及功率因數(shù)降低。 高壓側調壓的優(yōu)點是:調壓過程中轉換電流較小 (一般為幾百安)，開關電器抽頭的引線尺寸小、重量 輕、調壓級數(shù)較多(30級左右)，對合理選擇牽引電動 機端電壓有利。 2)低壓側調壓:改變牽引變壓器低壓繞組匝數(shù)，達 到調節(jié)供給牽引電動機的電壓，控制機車速度的目的。 低壓側調壓的優(yōu)點:牽引變壓器的容量較小，對調壓開 關(為轉換變壓器低壓側繞組抽頭用)的絕緣水平要求 較低，機車低速運行時的效率及功率因數(shù)較高。其缺點 為:由于牽引變壓器低壓側電流比較大(數(shù)千安)，所 以要求調壓開關轉換電流比較大，低壓繞組匝數(shù)比較 小，設計安排調壓用的抽頭有一定限制，這一點不如高 壓側調壓方便。為得到較多的調壓級數(shù)，采用一些特殊 的調壓線路。例如，中間抽頭式(簡稱中抽式)調壓電 路將低壓側繞組每相再分為基本繞組與有幾個抽頭的 可調繞組，利用調壓開關的繞組轉換開關，將兩部分繞 組進行正接或反接，調節(jié)牽引變壓器的輸出電壓，可得 到較多的調壓級數(shù)。按規(guī)定程序調節(jié)，可使愉出電壓逐 級升高，在最高調壓級時，輸出電壓達最大值(為基本 繞組與可調繞組電壓之和)，反方向調節(jié)電壓則輸出電 壓下降。這種中間抽頭式調壓電路在調壓過程中，在奇 數(shù)級時正負半周中兩相繞組的輸出電壓相等，而偶數(shù) 電壓相等時的電壓級上，才可長期運行。 在調壓過程中，為了使調壓級間轉換時負載電流 不致中斷(不中斷牽引電動機電路電流)，同時牽引變 壓器繞組又不發(fā)生局部短路，要在高壓側調壓電路中， 設里有級間轉換用的過渡電阻，在低壓側調壓電路中 設置有級間轉換用硅二極管(也稱過渡硅機組)或過波 電抗器。 在整流式電力機車上，采用中抽式整流電路低壓 側調壓時，一般采用有過渡硅機組的低壓側繞組、正反 接的不對稱調壓方式。中國韶山1型(551型)電力機 車即用此調壓方式，韶山1型機車低壓側調壓 及其繞組正反向連接原理 (a)中點抽頭線路。(b)反接中抽線路。 (c)正接中抽線路 牽引變壓器低壓側調壓方式的基本調壓原理也適 用于橋式整流電路的電力機車。 (2)晶閘管相位控制調壓(簡稱相控調壓):利用 與二極管組成混合橋路或者全控橋路，利用相位控制 直接進行相控調壓，省略了調壓開關，減少了主電路的 開關電器，使機車主電路簡化。為了減少高次諧波電 流，在機車牽引變壓器二次側可用多分段繞組，在直流 側采用縱向連接，全控橋時作為逆變器可進行再生制 動，晶閘管相控調壓可實現(xiàn)無級平滑調壓。 相控調壓也稱移相調壓，它是通過控制晶閘管整 流裝置的導通相角，直接調節(jié)整流電壓的調壓方法。在 相控調壓時，牽引變壓器低壓側輸出電壓“2維持不 變，而晶閘管整流裝置起著整流與調壓的雙重作用。 最簡單的相控調壓線路是用一個半控橋式整流電 路對牽引電動機供電，但這種電路功率因數(shù)很低，對通 信干擾大，很少采用。在晶閘管整流器式電力機車上多 用兩段半控橋調壓電路，見圖6。 交流一直流一交流傳動系統(tǒng)變頻調速20世紀7。 年代電力電子技術迅速發(fā)展，出現(xiàn)體積小、功率大、 效率高、性能好的靜止變頻裝置，為發(fā)展交流傳動系 統(tǒng)采用異步牽引電動機(或同步電動機)創(chuàng)造了有利條 件。 圖6兩段半控橋調壓原理及電壓波形 (a)原理圖。(b)整流電壓波形 該電路的牽引變壓器低壓側有兩段繞組，每段向 一個半控橋供電，兩個半控橋串聯(lián)對牽引電動機供電。 調壓過程分為兩階段。第一階段半控橋UI工作，UZ 中的VVS不工作，通過UZ中的V石、V6與電動機 組成回路。當Vl、VZ逐漸導通時，對應于一定的控制 角a:，牽引電動機得到相應的電壓，若逐漸減少控制 角al，則整流電壓逐漸升高。UI全開通后，整流電壓 。(Ud。為a~。時空載電壓平均值)， 此時第一階段調壓結束。然后在Ul橋全開通基礎上， 投人UZ橋工作，繼續(xù)提高整流電壓，VVS開通，牽 引電
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