淺析電力機車調速(已修改)
2025-05-28 06:04 本頁面
【正文】 電力機車調速 電力機車調速電力機車調速電力機車牽引列車運行中， 車調速的目的是充分發(fā)揮機車的功率，提高運抽能力， 完成運輸任務。 列車在線路上由于線路狀態(tài)、坡度、曲線和牽引重量不同，及遇有臨時線路施工、進出站等需要急行或停車的情況，速度變化范圍較大，要求電力機車具備良好的調速性能，以滿足運行需要。 對調速的基本要求:①在調速過程中不能中斷主 電路供電，由一個速度級轉換到另一速度級應平穩(wěn)過渡，避免牽引力突變引起列車沖動。②不因調速引起傾外能量損耗。③調速方法應力求簡便、可靠。 調速原理電力機車調速實質是牽引電動機(電力機車電機電器)的調速問題。電力機車是以牽引電動機通過齒輪等傳動裝置驅動機車運行的。電力機車中應用較多的是直流串勵電動機(見直流電動機)，這種電動機有調速簡單，調節(jié)范圍廣，起動力矩大等優(yōu)點。直流串勵電動機的轉速公式為 . C巾 ，r/min ，V。，A。凡 為牽引電動機電路中總電阻，n。巾為勵磁磁通，Wb， 。 從公式可知，改變U.、凡以及巾，均可改變電動機的轉速，達到調速目的。 分類電力機車的調速分為直流電力機車調速、 交流電力機車調速、交流一直流一交流傳動系統變頻調速。 直流電力機車調速又可分為變阻調速、變壓調速、變磁調速(磁場削弱〕、斬波調速。前三種為有級調速，最后一種為無級平滑調速。 變阻調速:其基本工作原理是改變串接在牽引電動機電路中的電阻值以調節(jié)機車的速度. 按運行要求，改變可調電阻R的數值，即可改變牽引電動機的端電壓，從而使機車的速度變化。變阻調速的值再進一步提速，可充分發(fā)揮高速運行時牽引電動機的功率。此時通過采用主極繞組上并聯分路電阻(R、與 RZ并聯)來減少牽引電動機 主極磁通必(一般稱為磁場削弱)，從而使電機電流一部分流經分路電阻，減少勵磁電流，即相應減少磁通。這種調速方法簡單、:在直流接觸網電壓電源與直流牽引 電動機之間接人可控晶閘管直流斬波器，通過調節(jié)可 控晶閘管每一周期內導通時間(即改變導通比)，可以改變牽引電動機的端電壓，從而調節(jié)機車的運行速度. 這種斬波調速方法，不僅損耗小而且可以無級平滑調 速。在地下鐵道、動車及城市無執(zhí)電車上廣泛采用斬波 調速。(見斬波控制直流調速) 交流電力機車調速在交流電力機車中，以整流 器式電力機車用的最多。它由單相高壓交流接觸網供 電，經過機車的牽引變壓器降壓和整流裝t整流后以 低壓直流(實為脈流) 這種電力機車上裝有牽引變壓器、整流器，可以采用多 種調壓方式。這些調壓方式既可用改變牽引變壓器輸出電壓方法來調節(jié)牽引電動機的端電壓，也可用直接改變整流裝置的整流電壓方法來調節(jié)牽引電動機的端 電壓，以達到電力機車調速的目的。利用牽引變壓器調 壓方法進行機車調速的優(yōu)點是:調壓電路簡單，調速范 圍廣，經濟運行級多，調節(jié)方便，功率因數和效率比較 高。采用直接改變整流電壓調速方法，即晶閘管相位控制調壓，則可實現平滑無級調速，即每級均可長期運行，都是經濟運行級。 (l)牽引變壓器調壓方法分為高壓側調壓及低壓 側調壓兩種，使用較多的是低壓側調壓。 1)高壓側調壓:改變牽引變壓器的高壓側繞組 (即一次繞組)抽頭，調節(jié)其輸出電壓，從而達到機車 調速目的。高壓側調壓的基本原理如圖4所示。 變壓器的基本關系式為 。墜 uZw:’一‘一’wz 式中WI為高壓繞組匝數。WZ為低壓繞組匝數。“，為牽 引變壓器輸入電壓。uZ為牽引變壓器輸出電壓。 若牽引變壓器低壓繞組匝數WZ不變時，改變高壓 實質仍為調節(jié)牽引電動機的端電壓。 圖1變阻調速示意圖 變阻調速方法簡單、方便，將電阻分為幾級，便可 得到幾級調速，但在電阻上有能量損耗，不經濟。它是 有級調速，難以實行平滑無級連續(xù)調節(jié)，故只用在直流 電力機車上，作為短時起動調節(jié)，不能長期運行。一般 在城市電車上普遍采用變阻調速，而干線大功率電力 機車上不采用變阻調速方法。 (2)變壓調速:改變作用于牽引電動機上的電壓來 調節(jié)機車的運行速度。這種調壓方法，也稱為電機的串 并聯調壓方法。在直流電力機車上，通常其牽引電動機 直接與接觸網(見電氣化鐵路接觸網)連接，中間無變 換裝置，利用電機的串并聯方法，改變牽引電動機端電 壓，達到調節(jié)機車速度的目的(見圖2)。如一臺直流 電力機車裝有4臺牽引電動機，開始低速運行時采用 。當臺牽引電動機2臺串聯2組并聯時，每臺端電壓為 U。. 2“ 若4臺電機并聯，則牽引電動機的端電壓為U，即為接觸網電壓，因電壓又提高，故機車速度再提高1倍 改變牽引電動機端電壓調壓 (a)4臺串聯。(b)2臺串聯為一組，2組并聯。 (e)4臺并聯 這種變壓調速方法，需改變牽引電動機的接線，并需相應的轉換開關，線路較復雜，且為有級調速，調節(jié)級數少(2~3級)，但調速時無電能損耗，比較經濟， 一般在直流電力機車上采用，并可與其他調節(jié)方法聯合使用。 (3)變磁調速:通過改變勵磁即改變牽引電動機的主極勵磁磁通來改變電機轉
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