淺析電力機(jī)車(chē)調(diào)速(已改無(wú)錯(cuò)字)
2023-06-16 06:04:57 本頁(yè)面
【正文】 峽t，用以把 控制參盆從d一q旋轉(zhuǎn)參考坐標(biāo)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(fù)雜. 四象限控制系統(tǒng)示意圖見(jiàn)圖10。 電力機(jī)車(chē)控制 電力機(jī)車(chē)控制electric lootive control作為開(kāi)關(guān)橋，翻:作為調(diào)節(jié)橋，進(jìn)行平滑級(jí)間調(diào)壓過(guò)渡， 其中8級(jí)相控調(diào)壓橋，可提供良好的調(diào)壓效果和較高 的功率因數(shù)，并可減少牽引力的沖動(dòng)，有利于鉆著利 用。 相控調(diào)壓控制韶山4型電力機(jī)車(chē)采用四段不對(duì) 稱半控橋相控調(diào)壓。牽引時(shí)可實(shí)現(xiàn)恒流或恒壓閉環(huán)控 制，電阻制動(dòng)時(shí)，控制勵(lì)磁電流，可實(shí)現(xiàn)恒速制動(dòng)?？?制系統(tǒng)設(shè)有防空轉(zhuǎn)、防滑行及最大電流等保護(hù)裝置。司 機(jī)主控制器上有調(diào)速手輪及輔助手輪，用于調(diào)速及給 定電流限定值，可以選定三種控制牽引力或速度方式: ①恒壓限流(輔助手輪在3z位)可適應(yīng)重載起動(dòng)。② 恒流限壓(調(diào)速手輪在32位)可適應(yīng)調(diào)車(chē)或單機(jī)運(yùn)行。 ③主、輔手輪同步動(dòng)作，用于限流、限壓，快旋轉(zhuǎn)相當(dāng) 于重載，慢旋轉(zhuǎn)相當(dāng)于輕載，由司機(jī)控制。電阻制動(dòng)時(shí) 用主輪調(diào)速，勵(lì)磁電流被限定為最大值，輔輪不調(diào)節(jié)。 若用輔輪控制勵(lì)磁電流，則主輪不調(diào)節(jié)。制動(dòng)力分為 n級(jí)，二級(jí)制動(dòng)電阻切換，按照車(chē)速自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。 交流一!流一交流電力機(jī)車(chē)的控制作為交流一直 流一交流電力機(jī)車(chē)的牽引電動(dòng)機(jī)一般多采用異步牽引 電動(dòng)機(jī)，其調(diào)速控制則用變頗調(diào)速。因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)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(jī)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(chǎng)的無(wú)功分t，又有產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的有功分量。它們之 間與電機(jī)電壓、頗率及轉(zhuǎn)速有緊密的藕合關(guān)系。為了控 制異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，必須對(duì)其定子的電壓與 電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩。而異步電動(dòng)機(jī)的控制方法可以分為 轉(zhuǎn)差控制、磁場(chǎng)矢t控制及直接轉(zhuǎn)矩控制. 轉(zhuǎn)差控制是最先采用的控制方法，根據(jù)異步電 機(jī)的德態(tài)理論，利用實(shí)測(cè)的異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速頻率fr與 給定的轉(zhuǎn)差△了之和，作為電機(jī)逆變器的翰出頻率fs， 在調(diào)速過(guò)程中保持電機(jī)逆變器的電壓u， 比為常數(shù)(u./)，調(diào)節(jié)△了即可調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn) 矩。 轉(zhuǎn)差控制電路簡(jiǎn)單，但動(dòng)態(tài)響應(yīng)較慢，其轉(zhuǎn)矩受轉(zhuǎn)子電 阻影響較大。 磁場(chǎng)矢t控制以異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)微分方程為 依據(jù)，利用矢t變換與運(yùn)算，以轉(zhuǎn)子磁通的空間旋轉(zhuǎn)矢 t為坐標(biāo)，將定子電流解輛為與磁場(chǎng)及轉(zhuǎn)矩相對(duì)應(yīng)的 分t，分別加以控制，可獲得良好的動(dòng)態(tài)特性。它受轉(zhuǎn) 子電阻形響小，不需高精度的測(cè)速，但需大量的矢量運(yùn) 算，控制系統(tǒng)要求高，主電路元件要有較高的開(kāi)關(guān)頻 率。 直接轉(zhuǎn)矩控制控制電機(jī)逆變器，使異步電動(dòng)機(jī) 定子磁通空間矢量，按照預(yù)定的軌跡運(yùn)行。根據(jù)定子的 統(tǒng)。在此系統(tǒng)中通過(guò)反饋回路的檢測(cè)機(jī)構(gòu)將被控對(duì)象 的被調(diào)節(jié)參數(shù)送回并與給定值比較，然后將其差值輸 人控制機(jī)構(gòu)對(duì)被控參數(shù)進(jìn)行再調(diào)整，形成閉環(huán)自動(dòng)控 制系統(tǒng)，見(jiàn)圖2. ┌────┐ │控創(chuàng)對(duì)旅│ └────┘ 圖2閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng) 閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)的給定值可以是牽引力、速度 或功率，比較器將給定值與檢測(cè)值的比較差值士份，傳 給調(diào)節(jié)器處理，按一定的函數(shù)關(guān)系，將調(diào)節(jié)變量傳給執(zhí) 行機(jī)構(gòu)。 雙閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)電力機(jī)車(chē)是一個(gè)慣性很大 的系統(tǒng)，為了得到準(zhǔn)確、穩(wěn)定、響應(yīng)快的調(diào)節(jié)效果，常 用雙閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)(見(jiàn)圖3)。該系統(tǒng)以速度調(diào)節(jié) 為主調(diào)環(huán)節(jié)(外環(huán))，電流(牽引力)為輔調(diào)環(huán)節(jié)(內(nèi) 環(huán))。外環(huán)實(shí)現(xiàn)司機(jī)指令的調(diào)節(jié)，內(nèi)環(huán)實(shí)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。圖3中v:、vf為速度 給定與反饋量。I:、I，為電流給定與反饋量。a為整流 橋(執(zhí)行單元)的電壓控制角。Ud為整流電壓。這種 閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)于機(jī)車(chē)調(diào)速，有良好的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)調(diào) 節(jié)特性。 圖3雙閉環(huán)控制系統(tǒng) !流、交流電力機(jī)車(chē)的控側(cè)分起動(dòng)控制、調(diào)壓控 制和相控調(diào)壓控制。 起動(dòng)控制控制電力機(jī)車(chē)起動(dòng)是機(jī)車(chē)基礎(chǔ)工況之 一，也是考核司機(jī)操作水平的一項(xiàng)基本指標(biāo)。機(jī)車(chē)的起 動(dòng)是控制速度由零逐漸上升到運(yùn)行速度的加速過(guò)程， 也是一種速度調(diào)節(jié). 起動(dòng)要求:一般按直流電力機(jī)車(chē)和交流電力機(jī)車(chē) 兩大類(lèi)考慮。對(duì)起動(dòng)的基本要求是快速平穩(wěn)起動(dòng)，且起 動(dòng)過(guò)程中能量損耗小。電力機(jī)車(chē)起動(dòng)受線路鉆著條件 和牽引電動(dòng)機(jī)換向條件的限制。隨著電力機(jī)車(chē)牽引電 動(dòng)機(jī)的不斷發(fā)展和完善，完全可以保證在貓著條件允 許范圍內(nèi)具有良好的換向，所以電力機(jī)車(chē)的起動(dòng)實(shí)質(zhì) 上僅受線路粘著條件的限制。增大起動(dòng)電流(即牽引 力)雖能縮短起動(dòng)過(guò)程，但起動(dòng)電流不宜過(guò)大，如果超 出貓著條件允許，破壞了輪軌之間的貓著，機(jī)車(chē)則發(fā)生 空轉(zhuǎn)，反而降低牽引力。 電力機(jī)車(chē)?yán)硐氲钠饎?dòng)控制方式是無(wú)級(jí)平滑起動(dòng)， 保持起動(dòng)電流恒值，即所謂恒流起動(dòng)。其優(yōu)點(diǎn)是可保持 起動(dòng)電流和起動(dòng)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(dòng)牽引力，縮短起動(dòng)過(guò)程，并可 平穩(wěn)起動(dòng)，沒(méi)有機(jī)械沖擊。晶閘管整流器電力機(jī)車(chē)可以 實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)平滑起動(dòng)。 起動(dòng)方式有以下幾種。 (1
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