第三章電氣制動與粘著控制ppt課件

1、第三章 電氣制動與粘著控制 第一節(jié) 電氣制動 .一、概述1電氣制動的根本原理電氣制動是利用電機(jī)的可逆性原理。電力機(jī)車在牽引工況時，牽引電機(jī)作電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，將電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，軸上輸出牽引轉(zhuǎn)矩以驅(qū)動列車運(yùn)轉(zhuǎn)。電力機(jī)車在電氣制動時，列車的慣性力帶動牽引電動機(jī)，此時牽引電機(jī)將作發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，將列車動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，輸出制動電流的同時，在牽引電機(jī)軸上產(chǎn)生反轉(zhuǎn)矩并作用于輪對，構(gòu)成制動力使列車減速或在下坡道上以一定速度運(yùn)轉(zhuǎn)。 .2.電氣制動的方式根據(jù)電氣制動時電能耗費(fèi)的方式，電氣制動分為電阻制動和再生制動二種方式。1假設(shè)電氣制動時將產(chǎn)生的電能利用電阻使之轉(zhuǎn)化為熱能耗費(fèi)掉，稱之為電阻制動。2假設(shè)將電氣制動時

2、產(chǎn)生的電能重新反響到電網(wǎng)去加以利用，稱之為再生制動。3.電氣制動的優(yōu)越性1提高了列車行車的平安性。2減少了閘瓦和車輪磨耗。3提高了列車下坡運(yùn)轉(zhuǎn)速度。.4.機(jī)車采用電氣制動時應(yīng)滿足的根本要求1具有電氣穩(wěn)定性，并保證必要的機(jī)械穩(wěn)定性。2具有廣泛的調(diào)理范圍，沖擊力小。3機(jī)車由牽引形狀轉(zhuǎn)換為電氣制動形狀應(yīng)線路簡單，支配方便，具有良好的制動性能，負(fù)載分配力求均勻。.五、穩(wěn)定性概念1.機(jī)械穩(wěn)定性：指機(jī)車牽引列車在正常運(yùn)轉(zhuǎn)中，不會由于偶爾緣由引起速度發(fā)生微量變化而使列車的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)遭到破壞。電氣制動的機(jī)械穩(wěn)定性是指當(dāng)偶爾緣由使機(jī)車運(yùn)轉(zhuǎn)速度增高(或降低)時，制動力應(yīng)隨之增大(降低)，以堅持原來的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)形狀。斷

3、定穩(wěn)定性的條件： 0 .2.電氣穩(wěn)定性：指電傳動機(jī)車在正常運(yùn)轉(zhuǎn)中，不會由于偶爾要素的緣故，電流發(fā)生微量變化，而使?fàn)恳姍C(jī)的電平衡形狀遭到破壞。.二、電阻制動 1.它勵牽引電機(jī)電阻制動.(1)電氣穩(wěn)定性分析 如電機(jī)電流IZ因擾動而有偏移時，它具有自動恢復(fù)到原來穩(wěn)定形狀的趨勢。它勵電阻制動具有電氣穩(wěn)定性。(2)制動特性及控制方式電力機(jī)車在電氣制動時的各種任務(wù)特性稱為制動特性。速度特性 .制動力特性 .制動特性 .(2)加饋電阻制動又稱“補(bǔ)足電阻制動。電阻制動在低速時由于制動電流減小而制動力下降。為了維持制動電流不變，抑制機(jī)車制動力在低速區(qū)減小的情況，在制動回路外接附加制動電源來補(bǔ)足。圖3-12(a

4、)的回路方程式為：只需調(diào)理半控整流電路中晶閘管的移相角，即可調(diào)理加饋電源輸出，及時補(bǔ)足制動電流之減小，使制動電流維持不變。 .三、再生制動1.再生制動穩(wěn)定性分析再生制動時應(yīng)保證電氣穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性，而保證外部電氣穩(wěn)定性是實(shí)現(xiàn)再生制動的首要條件。 從分析得出，發(fā)電機(jī)外特性的斜率必需小于逆變安裝外特性的斜率，才干保證再生制動穩(wěn)定任務(wù)。并勵、他勵、復(fù)勵發(fā)電機(jī)的外特性具有下垂的外特性，因此只需保證發(fā)電機(jī)下降的外特性隨制動電流添加時其斜率小于逆變安裝外特性，便都具有外部電氣穩(wěn)定性。.2.再生制動特性及限制為了使負(fù)載分配平衡及保證電氣穩(wěn)定性，參與穩(wěn)定電阻RW 當(dāng)再生發(fā)電機(jī)的磁通為常量時，機(jī)車速度特性曲線

5、v=f(IZ)為不斷線。即機(jī)車速度越高，其再生制動電流IZ愈大。欲在一定再生制動電流下維持再生系統(tǒng)穩(wěn)定任務(wù)，在機(jī)車速度下降時，必需加強(qiáng)電機(jī)的勵磁電流。由于電機(jī)磁通受最大勵磁電流的限制，因此再生制動時機(jī)車的運(yùn)轉(zhuǎn)速度必有一個下限速度Vmin。當(dāng)機(jī)車速度VVmin，再生制動系統(tǒng)無法任務(wù)。調(diào)理過程的三個階段：(1)調(diào)理勵磁電流(2)調(diào)理逆變器電壓 .四、再生制動的特點(diǎn)(1)再生制動時回饋的電能可供其它電力機(jī)車牽引運(yùn)用，因此是一種更具有經(jīng)濟(jì)效益的電氣制動方式。(2)再生制動具有調(diào)速范圍大，防滑性能好，減少了閘瓦與車輪磨耗。(3)再生制動的控制系統(tǒng)較為復(fù)雜。(4)再生制動機(jī)車必需采用全控橋。因此機(jī)車功率因

6、數(shù)低，諧波含量高，同時對觸發(fā)系統(tǒng)可靠性要求高。.五、交流傳動系統(tǒng)的電氣制動1.電氣制動原理調(diào)理逆變器的供電頻率，使n1n，那么異步電機(jī)處于發(fā)電機(jī)形狀。此時轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的感應(yīng)電勢反向，電流反向， 電機(jī)轉(zhuǎn)矩反向，成為制動轉(zhuǎn)矩。1電阻制動經(jīng)過與直流回路支撐電容并聯(lián)的放電電阻，將這部分電能耗費(fèi)掉， 也稱再生能耗制動。.圖虛線框內(nèi)為制動單元(PW)，它包括內(nèi)部制動電阻RB，制動用的晶體管VB等，VB的通斷是經(jīng)過檢測直流電壓大小來控制。實(shí)踐上電阻中的電流是間歇的，所以西門子公司資料稱“脈沖電阻(Pulsed Resistor)。此單元實(shí)踐上只起耗費(fèi)電能防止直流側(cè)過電壓的作用。它并不起制動作用，但人們習(xí)慣稱此單元為制動單元也稱為制動斬波器。要提高制動的快速性，就要快速耗費(fèi)掉這部分電能， 可以在圖中H，G 兩點(diǎn)間外接制動電阻REB。.2再生制動這種方法就是經(jīng)過與整流器反并聯(lián)的回饋單元，將這部分電能回饋給電網(wǎng)這種情況整流單元也必需采用晶閘管整流元件。此種制動方法雖然可以把旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)存儲的能量回饋給