第二十一章电力机车的电气制动
牵引与制动是一对矛盾。制动是调速的一种特殊 形式。电传动机车一般有两套制动系统,一是空 气制动系统即机械制动系统,包括闸瓦制动和盘 形制动。二是电气制动系统,包括电阻制动和再 生制动。本章将详细分析电气制动的基本原理, 电气制动的稳定性,电气制动的形式,电气制动 的特性及其控制方式。学习本章应达到以下目的: 1.会分析电阻制动和加馈电阻制动的原理; 2.掌握电阻制动/加馈电阻制动电气线路构成 3.会分析电阻制动特性曲线
第一节概述 制动是机车运行的基本工作状态之一。当 列车需要减速、停车或在长大下坡道上运 需要限制列车的速度时,都必须采取制 动措施,控制机车的运行速度。现代铁路 运输的安全性,在很大程度上取决于机车 制动性能的好坏。随着铁路运输的发展, 车速度的不断提高,对机车的制动性能 也相应提出了更高的要求,以更好的保证 列车高速运行时的安全性和可靠性
1.电气制动的基本原理 电气制动是利用电机的可逆性原理。电力 机车在牵引工况运行时,牵引电机做电动 机运行,将电网的电能转变为机械能,轴 上输出牵引转矩以驱动列车运行。电力机 车在电气制动时,列车的惯性力带动牵引 电动机,此时牵引电机将做发电机运 将列车动能转变为电能,输出制动电流的 同时,在牵引电机轴上产生反向转矩并作 用于轮对,形成制动力,使列车减速或在 下坡道上以一定速度运行
2.电气制动的形式 根据电气制动时电能消耗的方式,电气制 动分为电阻制动和再生制动二种形式,如 果将电气制动时产生的电能利用电阻使之 转化为热能消耗掉,称之为电阻制动。如 果将电气制动时产生的电能重新反馈到电 网加以利用,称之为再生制动。 3.电气制动的优越性 (1)提高了列车行车的安全性。列车除机械 制动系统外,由于配备了电气制动系统 因而提高了列车运行的安全性
(2)减少了闸瓦和车轮磨耗; (3)提高了列车下坡运行速度 4.机车采用电气制动时应满足的基本要求 (1)具有电气稳定性并保证必要的机械稳定 性 (2)有广泛的调节范围,冲击力小 (3)机车由牵引状态转换为电气制动状态时 应线路简单,操纵方便,有良好的制动性 负载分配力求均匀
5.稳定性概念 (1)机械稳定性:指机车牵引列车在正常运 不会由于偶然原因引起速度发生微 量变化而使列车的稳定运行遭到破坏。电 制动的机械稳定性是指当偶然原因使机 车运行速度增高(或降低)时,制动力应 随之增大(降低),以保持原来的稳定运 行状态。 (2)电气稳定性:指电传动机车在正常运 中,不会由于偶然因素,电流发生微量变 化,而使牵引电机的电平衡状态遭到破坏
第二节电阻制动 串励牵引电机电阻制动 1.串励电机的自激发电过程 采用串励牵引电机的电力机车在进行电阻 制动时,必须首先切断牵引电机电枢与电 网的联接,使电机电枢与制动电阻接成回
调节方式 串励式电阻制动不需要额外的励磁电压,用改 变制动电阻RZ的大小来调节制动电流和制动力。 在高压大电流情况下,制动电阻要求有许多抽头 和相应的开关电器,造成线路复杂设备增多,且 制动力的调节是有级的,不利于机车平稳运 同时制动电阻的取值应适当不宜过大,否则会使 电机不能自激。当多台电机并联共用一个制动电 阻时,还会出现不稳定状态。所以在整流器电力 机车上使用电阻制动时,一般不用串励式电阻制 动,而采用它励式电阻制动,即用改变励磁电流 的方式来调节机车的制动电流和制动力,实现对 机车运行速度的控制
、他励牵引电机电阻制动 采用它励电机电阻制动时,首先切断牵引电机 电枢与电网的连接,使电枢绕组与制动电阻接成 回路,而电机原串励绕组则由另外电源供电,电 机作它励发电机运 1.电气稳定性分析 2.制动特性及控制方式 (1)速度特性∨=f(Z) (2)制动力特性B=f(Z) (3)制动特性B=f(V (4)控制方式