淺析電力機(jī)車調(diào)速(已修改)
2025-05-28 06:04 本頁面
【正文】 電力機(jī)車調(diào)速 電力機(jī)車調(diào)速電力機(jī)車調(diào)速電力機(jī)車牽引列車運行中， 車調(diào)速的目的是充分發(fā)揮機(jī)車的功率，提高運抽能力， 完成運輸任務(wù)。 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(jìn)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(jī)車具備良好的調(diào)速性能，以滿足運行需要。 對調(diào)速的基本要求:①在調(diào)速過程中不能中斷主 電路供電，由一個速度級轉(zhuǎn)換到另一速度級應(yīng)平穩(wěn)過渡，避免牽引力突變引起列車沖動。②不因調(diào)速引起傾外能量損耗。③調(diào)速方法應(yīng)力求簡便、可靠。 調(diào)速原理電力機(jī)車調(diào)速實質(zhì)是牽引電動機(jī)(電力機(jī)車電機(jī)電器)的調(diào)速問題。電力機(jī)車是以牽引電動機(jī)通過齒輪等傳動裝置驅(qū)動機(jī)車運行的。電力機(jī)車中應(yīng)用較多的是直流串勵電動機(jī)(見直流電動機(jī))，這種電動機(jī)有調(diào)速簡單，調(diào)節(jié)范圍廣，起動力矩大等優(yōu)點。直流串勵電動機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為 . C巾 ，r/min ，V。，A。凡 為牽引電動機(jī)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(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)速目的。 分類電力機(jī)車的調(diào)速分為直流電力機(jī)車調(diào)速、 交流電力機(jī)車調(diào)速、交流一直流一交流傳動系統(tǒng)變頻調(diào)速。 直流電力機(jī)車調(diào)速又可分為變阻調(diào)速、變壓調(diào)速、變磁調(diào)速(磁場削弱〕、斬波調(diào)速。前三種為有級調(diào)速，最后一種為無級平滑調(diào)速。 變阻調(diào)速:其基本工作原理是改變串接在牽引電動機(jī)電路中的電阻值以調(diào)節(jié)機(jī)車的速度. 按運行要求，改變可調(diào)電阻R的數(shù)值，即可改變牽引電動機(jī)的端電壓，從而使機(jī)車的速度變化。變阻調(diào)速的值再進(jìn)一步提速，可充分發(fā)揮高速運行時牽引電動機(jī)的功率。此時通過采用主極繞組上并聯(lián)分路電阻(R、與 RZ并聯(lián))來減少牽引電動機(jī) 主極磁通必(一般稱為磁場削弱)，從而使電機(jī)電流一部分流經(jīng)分路電阻，減少勵磁電流，即相應(yīng)減少磁通。這種調(diào)速方法簡單、:在直流接觸網(wǎng)電壓電源與直流牽引 電動機(jī)之間接人可控晶閘管直流斬波器，通過調(diào)節(jié)可 控晶閘管每一周期內(nèi)導(dǎo)通時間(即改變導(dǎo)通比)，可以改變牽引電動機(jī)的端電壓，從而調(diào)節(jié)機(jī)車的運行速度. 這種斬波調(diào)速方法，不僅損耗小而且可以無級平滑調(diào) 速。在地下鐵道、動車及城市無執(zhí)電車上廣泛采用斬波 調(diào)速。(見斬波控制直流調(diào)速) 交流電力機(jī)車調(diào)速在交流電力機(jī)車中，以整流 器式電力機(jī)車用的最多。它由單相高壓交流接觸網(wǎng)供 電，經(jīng)過機(jī)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(jī)車上裝有牽引變壓器、整流器，可以采用多 種調(diào)壓方式。這些調(diào)壓方式既可用改變牽引變壓器輸出電壓方法來調(diào)節(jié)牽引電動機(jī)的端電壓，也可用直接改變整流裝置的整流電壓方法來調(diào)節(jié)牽引電動機(jī)的端 電壓，以達(dá)到電力機(jī)車調(diào)速的目的。利用牽引變壓器調(diào) 壓方法進(jìn)行機(jī)車調(diào)速的優(yōu)點是:調(diào)壓電路簡單，調(diào)速范 圍廣，經(jīng)濟(jì)運行級多，調(diào)節(jié)方便，功率因數(shù)和效率比較 高。采用直接改變整流電壓調(diào)速方法，即晶閘管相位控制調(diào)壓，則可實現(xiàn)平滑無級調(diào)速，即每級均可長期運行，都是經(jīng)濟(jì)運行級。 (l)牽引變壓器調(diào)壓方法分為高壓側(cè)調(diào)壓及低壓 側(cè)調(diào)壓兩種，使用較多的是低壓側(cè)調(diào)壓。 1)高壓側(cè)調(diào)壓:改變牽引變壓器的高壓側(cè)繞組 (即一次繞組)抽頭，調(diào)節(jié)其輸出電壓，從而達(dá)到機(jī)車 調(diào)速目的。高壓側(cè)調(diào)壓的基本原理如圖4所示。 變壓器的基本關(guān)系式為 。墜 uZw:’一‘一’wz 式中WI為高壓繞組匝數(shù)。WZ為低壓繞組匝數(shù)。“，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(shù)WZ不變時，改變高壓 實質(zhì)仍為調(diào)節(jié)牽引電動機(jī)的端電壓。 圖1變阻調(diào)速示意圖 變阻調(diào)速方法簡單、方便，將電阻分為幾級，便可 得到幾級調(diào)速，但在電阻上有能量損耗，不經(jīng)濟(jì)。它是 有級調(diào)速，難以實行平滑無級連續(xù)調(diào)節(jié)，故只用在直流 電力機(jī)車上，作為短時起動調(diào)節(jié)，不能長期運行。一般 在城市電車上普遍采用變阻調(diào)速，而干線大功率電力 機(jī)車上不采用變阻調(diào)速方法。 (2)變壓調(diào)速:改變作用于牽引電動機(jī)上的電壓來 調(diào)節(jié)機(jī)車的運行速度。這種調(diào)壓方法，也稱為電機(jī)的串 并聯(lián)調(diào)壓方法。在直流電力機(jī)車上，通常其牽引電動機(jī) 直接與接觸網(wǎng)(見電氣化鐵路接觸網(wǎng))連接，中間無變 換裝置，利用電機(jī)的串并聯(lián)方法，改變牽引電動機(jī)端電 壓，達(dá)到調(diào)節(jié)機(jī)車速度的目的(見圖2)。如一臺直流 電力機(jī)車裝有4臺牽引電動機(jī)，開始低速運行時采用 。當(dāng)臺牽引電動機(jī)2臺串聯(lián)2組并聯(lián)時，每臺端電壓為 U。. 2“ 若4臺電機(jī)并聯(lián)，則牽引電動機(jī)的端電壓為U，即為接觸網(wǎng)電壓，因電壓又提高，故機(jī)車速度再提高1倍 改變牽引電動機(jī)端電壓調(diào)壓 (a)4臺串聯(lián)。(b)2臺串聯(lián)為一組，2組并聯(lián)。 (e)4臺并聯(lián) 這種變壓調(diào)速方法，需改變牽引電動機(jī)的接線，并需相應(yīng)的轉(zhuǎn)換開關(guān)，線路較復(fù)雜，且為有級調(diào)速，調(diào)節(jié)級數(shù)少(2~3級)，但調(diào)速時無電能損耗，比較經(jīng)濟(jì)， 一般在直流電力機(jī)車上采用，并可與其他調(diào)節(jié)方法聯(lián)合使用。 (3)變磁調(diào)速:通過改變勵磁即改變牽引電動機(jī)的主極勵磁磁通來改變電機(jī)轉(zhuǎn)
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