淺析電力機車調(diào)速(參考版)
2025-05-19 06:04本頁面
【正文】 這種控制方法與磁場矢t控制一樣，有良好的 動態(tài)特性，但也要求有較高的元件開關(guān)頻率。這種控制系統(tǒng)不僅電器的動作和電路的轉(zhuǎn)換都是 自動進行的，而且機車的起動電流也保持恒值，故為 連續(xù)的自動控制。機 車速度升高，牽引電動機的反電動勢增加，此時通過 自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用，外加于牽引電動機的整流電壓 也相應(yīng)提高，從而保持起動電流值仍是恒值不變。這種控制方式為非連續(xù)的自動控制， 又稱開環(huán)自動控制系統(tǒng)(控制系統(tǒng)中沒有反債回路)， 見圖1。 開環(huán)自動控制系統(tǒng)司機有時為了提高機車速 度，將控制器調(diào)速手柄放在“快升”位，此時，調(diào)壓開 關(guān)在伺服電動機帶動下連續(xù)進級升壓，機車速度也迅 速自動提高。這種電力機車運行中的各種參數(shù)(電壓、電流、速 度、牽引力等)的改變，均需司機手動操作控制系統(tǒng)。 手動(人工)控制系統(tǒng)以韶起動過程為例。 無級控制現(xiàn)代的電力機車，大多采用各種半導 體和徽電子技術(shù)的無觸點自動控制裝置，控制過程是 自動連續(xù)的，使機車的性能有很大提高。 有級控制早期的電力機車控制系統(tǒng)，較多是有 觸點的組合電器，如組合調(diào)壓開關(guān)、反向器、控制器等。但在高速運行時(高于200 km/h)，憑借司機的視力及聽力來不及反應(yīng)和監(jiān)視，必 須由自動控制裝置控制列車運行。 一般在機車運行速度較低的情況下(低于12。 人工控制由司機操縱控制器、有關(guān)控制開關(guān)、接 觸器、繼電器、電控閥、電子控制裝置等完成機車的前 進、后退、加速、減速、起動、停車等作業(yè)。在第一級時，觸點2閉合，相控橋投人調(diào)壓， 在第第2級轉(zhuǎn)換期間，先閉合3觸點，由二 極管取代半控橋，隨后觸點2斷開，觸點4閉合，細， 圖4韶山3型電力機車調(diào)壓控制 d一onllJ一ehe kongzh 電力機車控制(electrie lootive eontrol) 用電力機車的操作與控制裝t，控制電力機車的主 電路及其輔助電路的電機、電器(見電力機車電機電 器)，便之按照規(guī)定的程序動作，并發(fā)揮機車的牽引、制 動能力，控制列車的運行狀態(tài)，安全、經(jīng)濟、可靠地完 成運抽任務(wù)。 調(diào)壓控制韶山3型交流電力機車采用由硅整流 器與調(diào)壓開關(guān)及相控橋級間調(diào)壓裝置組成的硅整流器 8級晶閘管級間調(diào)壓控制。交流電力機車(尤其整流器式電力 機車)廣泛采用這種降壓起動方法。因牽引電動機在起動初始轉(zhuǎn) 速很小，起動電流很大，所以機車起動時需降低牽引電 動機的端電壓。 (2)降壓起動。這種變阻起動方法，一般用于直流電力機車上。直流電力機車在起 動時，牽引電動機的電樞回路中串有起動電阻，起動過 程中根據(jù)設(shè)計要求，逐級切除起動電阻，當起動電阻全 部切除時，起動過程結(jié)束。 起動方式有以下幾種。其優(yōu)點是可保持 起動電流和起動牽引力不變，使貓著條件一直維持在 最佳狀態(tài)，發(fā)揮大的起動牽引力，縮短起動過程，并可 平穩(wěn)起動，沒有機械沖擊。增大起動電流(即牽引 力)雖能縮短起動過程，但起動電流不宜過大，如果超 出貓著條件允許，破壞了輪軌之間的貓著，機車則發(fā)生 空轉(zhuǎn)，反而降低牽引力。電力機車起動受線路鉆著條件 和牽引電動機換向條件的限制。機車的起 動是控制速度由零逐漸上升到運行速度的加速過程， 也是一種速度調(diào)節(jié). 起動要求:一般按直流電力機車和交流電力機車 兩大類考慮。 圖3雙閉環(huán)控制系統(tǒng) !流、交流電力機車的控側(cè)分起動控制、調(diào)壓控 制和相控調(diào)壓控制。Ud為整流電壓。I:、I，為電流給定與反饋量。外環(huán)實現(xiàn)司機指令的調(diào)節(jié)，內(nèi)環(huán)實現(xiàn)執(zhí)行環(huán)節(jié)的 控制，外環(huán)的輸出作為內(nèi)環(huán)指令。 雙閉環(huán)自動控制系統(tǒng)電力機車是一個慣性很大 的系統(tǒng)，為了得到準確、穩(wěn)定、響應(yīng)快的調(diào)節(jié)效果，常 用雙閉環(huán)自動控制系統(tǒng)(見圖3)。根據(jù)定子的 統(tǒng)。它受轉(zhuǎn) 子電阻形響小，不需高精度的測速，但需大量的矢量運 算，控制系統(tǒng)要求高，主電路元件要有較高的開關(guān)頻 率。 轉(zhuǎn)差控制電路簡單，但動態(tài)響應(yīng)較慢，其轉(zhuǎn)矩受轉(zhuǎn)子電 阻影響較大。為了控 制異步電動機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，必須對其定子的電壓與 電機的電磁轉(zhuǎn)矩。因為異步電動機的 同步轉(zhuǎn)速與摘人電流的頻率成正比，所以改變供電電 機的轉(zhuǎn)子電流系由定子感應(yīng)產(chǎn)生，定子電流中既有建 立磁場的無功分t，又有產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的有功分量。制動力分為 n級，二級制動電阻切換，按照車速自動實現(xiàn)。電阻制動時 用主輪調(diào)速，勵磁電流被限定為最大值，輔輪不調(diào)節(jié)。② 恒流限壓(調(diào)速手輪在32位)可適應(yīng)調(diào)車或單機運行?？?制系統(tǒng)設(shè)有防空轉(zhuǎn)、防滑行及最大電流等保護裝置。 相控調(diào)壓控制韶山4型電力機車采用四段不對 稱半控橋相控調(diào)壓。料t和sin峽t，用以把 控制參盆從d一q旋轉(zhuǎn)參考坐標系變換為相應(yīng)的靜止 圖9力矩控制示意圖 二極管等的技術(shù)性能要求較高，控制線路也比較復雜. 四象限控制系統(tǒng)示意圖見圖10。這 樣交流電機的轉(zhuǎn)矩方程與直流電機相似，參數(shù)幾與心 互不影響且能獨立變化，達到分別控制要求。在交流電機中， 利用坐標變換方法，首先將三相軸系變換為兩相靜止 軸系(d一q坐標系統(tǒng))，然后再將d一q坐標系統(tǒng)轉(zhuǎn)換 為相應(yīng)的同步旋轉(zhuǎn)參考坐標系。用于產(chǎn)
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