電力機車控制-1

電力機車控制一、電力機車概述電力牽引在鐵路運輸中的地位、發(fā)展 方針：大力發(fā)展電力牽引和內燃牽引，以電力牽 引為主。 發(fā)展：1879年5月31日第一條電氣化鐵路問世、 1958年韶山1型問世。電力牽引的特點及優(yōu)越性特點：1．功率大2．速度高3．效率高4．過載能力強優(yōu)越性：1．運輸能力強2．經濟效果顯著3．合理利用能源4．勞動條件好5．加強了行車安全6．有利于實現城鄉(xiāng)的電氣化中國電力機車的研制開始于1958年。當時的鐵道部田心機車車輛工廠，也就是現在的株洲電力機車工廠在協助湘潭電機廠制造工礦電力機車的同時，設計并試制鐵路干線電力機車。1958年12月28日，中國第一臺干線鐵路電力機車試制成功，命名為6Y1型。

1968年，經過對6Y1型10年的研究改進，在中國半導體工業(yè)發(fā)展的條件下，將引燃管整流改為大功率半導體整流，試制出韶山1型，代號SS1。1969年開始批量生產，到1988年止，共生產826臺。機車持續(xù)功率3780kW，最大速度90km/h，車長19400mm。韶山1型電力機車獲全國科學大會獎。1969年，株洲電力機車研究所和株洲電力機車工廠聯合研制了韶山2型電力機車試驗車，代號SS2。株洲電力機車工廠1978年設計試制的大功率電力機車韶山3型客貨兩用干線電力機車、代號SS3。1989年開始批量生產至今。韶山3B型重載貨運電力機車，代號SS3B。株洲電力機車廠2002年在SS系列機車的設計平臺上開發(fā)的一種12軸重載貨運電力機車。韶山4型干線貨運電力機車，代號SS4。株洲電力機車工廠1985年設計試制的8軸貨運電力機車。最大速度100km/h。

韶山4改進型電力機車，代號SS4G。是在SS4、SS5和SS6型電力機車的基礎上，吸收了8K機車一些先進技術設計的。韶山5型準高速電力機車，代號SS5。為準高速鐵路試制的樣車。韶山6型干線客貨運電力機車，代號SS6。株洲電力機車工廠制造的國際招標中標機車。機車功率持續(xù)4800kW，最大速度100km/h，車長20200mm。

韶山7型干線客貨兩用電力機車，代號SS7。是大同機車工廠自行研制開發(fā)的新型電力機車，該機車填補了我國山區(qū)小曲線區(qū)段線路客、貨運電力機車的空白，榮獲國家級科技進步二等獎及鐵道部科技進步一等獎。韶山7B型重載貨運電力機車，代號SS7B。大同機車廠1996年設計完成，1997年試制成功的一種新型的重載貨運電力機車。韶山7D型客運電力機車，代號SS7D。由大同機車廠、株洲電力機車研究所、成都機車車輛廠聯合研制的適應我國鐵路提速需要的新產品，是目前國內技術水平最為先進的交直傳動客運電力機車。

韶山7E型客運電力機車，代號SS7E。是最新開發(fā)的客運機車。韶山8型快速客運機車，代號SS8。株洲電力機車廠于1994年研制成功，填補了我國快速客運電力機車的空白，目前成為我國快速客運的主型機車。曾創(chuàng)造了中國鐵路機車的最高速度240km／h。韶山9型干線客運電力機車，代號SS9。以成熟的韶山型系列電力機車技術為基礎，采用了許多國際客運機車先進技術，是我國干線鐵路牽引旅客列車功率最大的機車。機車功率持續(xù)4800kW，最大速度170km/h?！按撼恰碧栯妱榆嚱M，長春客車廠為迎接“99”昆明世界園藝博覽會開發(fā)制造的中國首列商業(yè)運行電動車組。該電動車組為無污染的環(huán)保型綠色交通工具。具有普通旅客列車所無法比擬的靈活編組、機動開行的優(yōu)點，又具有公路交通工具無法比擬的速度快、運量大、效率高、投資省、安全性好的優(yōu)點。動車組總功率為2160kW，設計速度120km/h?！跋蠕h”號交流傳動電動車組，是南京浦鎮(zhèn)車輛廠負責總體研制的我國第一列交流傳動動力分散電動車組，首列電動車組命名為“先鋒”號。列車運營速度200km/h，最高試驗速度250km/h，總定員424人?！爸性恰苯涣鱾鲃与妱榆嚱M，適用于中、短途快速旅客運輸。由株洲電力機車廠、四方機車車輛股份有限公司、株洲電力機車研究所三家單位聯合研制生產。首列動車組于2001年10月生產下線，配屬鄭州鐵路局，于鄭武線上運營。最高運營速度160km/h，總定員1178人。

“大白鯊”高速電動車組，株洲電力機車廠研制的中國第一臺正式進入高速領域的動力集中式高速動車組，是我國強大機車家族的又一精心完美之作。最大速度200km/h。

“藍箭”交流傳動高速電動車組是為滿足廣深線“小編組、高密度、高速度”的公交化客運要求，由株洲電力機車廠、株洲電力機車研究所、長春客車廠和廣鐵集團于2000年共同研制的新一代交流傳動高速電動旅客列車組?；揪幗M定員為421人，連掛編組定員約800人。最大速度220km/h。“中華之星”高速電動車組，該電動車組將成為我國京沈快速客運通道的主型列車及未來高速鐵路的中短途高速列車和跨線快速列車。列車最高運營速度可達270km/h，是目前我國商業(yè)運行時速最快的電動車組。2002年11月27日，“中華之星”在秦沈客運專線綜合試驗中，成功創(chuàng)造了中國鐵路的最高速度321.5km/h。該動車組廣泛地采用了國內、外的先進技術，列車的整體技術性能達到國外同類產品的先進水平。

中國乃至世界上第一條高速磁懸浮鐵路商業(yè)運行線是２００１年３月１日開工建設的上海磁懸浮列車示范線。２００２年３月，這條磁懸浮列車示范線下部結構工程竣工。磁懸浮列車用電磁力將列車浮起而取消輪軌，采用長定子同步直流電機將電供至地面線圈，驅動列車高速行駛，從而取消了受電弓。磁懸浮列車主要依靠電磁力來實現傳統(tǒng)鐵路中的支承、導向、牽引和制動功能。列車在運行過程中，與軌道保持一厘米左右距離，處于一種“若即若離”的狀態(tài)。由于避免了與軌道的直接接觸，行駛速度也大大提高，其正常的運營速度可以達到每小時500公里。一、電力機車概述電力機車的分類 1．按用途可分為（1）客運電力機車（2）貨運電力機車（3）客貨兩用電力機車（4）調車電力機車 2．按傳動形式不同可分為（1）具有個別傳動的電力機車（2）具有組合傳動的電力機車一、電力機車概述 3．按機車軸數不同可分為 4軸、6軸、8軸等電力機車。 4．按電流制不同可分為（1）直流電力機車（2）交流電力機車單相低頻制（25Hz）單相工頻制（50Hz）①整流器式電力機車②無整流子牽引電動機電力機車二、直流電力機車工作原理

直流電力機車是最簡單的一種電力機車，采用直流電源和直流串勵牽引電動機?，F在主要用于各種工礦電力機車、地鐵電動車組和城市無軌電車。圖示為一般工礦用直流電力機車結構示意圖。接觸網直流電—受電弓—斷路器QD—啟動電阻R—M1~M4—鋼軌—變電所—接觸網。牽引電機得電旋轉，把電能轉變?yōu)闄C械能，產生牽引力。QDRRM1M2M3M4三、直流電力機車的特點1、結構簡單，造價低，經濟性好。2、牽引性能好，調速方便。3、控制簡單，運行可靠。4、供電效率低。5、基建投資大。6、有級調速。四、直流電力機車的基本特性直流電力機車的基本特性包括機車的速度特性、牽引力特性、牽引特性、效率特性。1、速度特性機車運行速度與牽引電動機電樞電流的關系，稱為機車速度特性。速度特性表達式：V=πD/60μ*（UD—IaΣR）/CeΦ=（UD—IaΣR）/CvΦ2、牽引力特性機車輪周牽引力與牽引電動機電樞電流的關系，稱為機車牽引力特性。機車牽引力特性表達式：Fk=m/1000?*CvΦIa（KN）3、牽引特性機車輪周牽引力與運行速度的關系，稱為機車牽引特性。機車牽引特性表達式：Fk=m/1000*（UDIa/V）*?d?c（KN）4、效率特性機車效率是指機車輸出功率與機車輸入功率的比值，也就是機車輪周功率與機車受電側電功率的比值。交－直－交電力機車工作原理

交－直型電力機車工作原理

一、整流器式電力機車原理二、整流器電力機車的工作特點整流器電力機車是一個集變壓、變流、牽引為一體的綜合裝置。對一定功率的電能，可以小電流傳送，可減少導線截面積，節(jié)省有色金屬，也可降低能耗。由于機車內設有變壓器，調壓十分方便，牽引電動機的工作電壓不再受接觸網電壓的限制，可以選擇最有利的工作電壓，使牽引電動機的重量／造價比降低，工作更為可靠二、整流器電力機車的工作特點牽引電動機采用適合牽引的串勵電動機，可以獲得良好的牽引性能和啟動性能，尤其啟動時采用調節(jié)整流電壓的方式，省略了啟動電阻，不僅減輕了電氣設備的重量、降低了啟動能耗，而且改善了電力機車的啟動性能，提高了機車的運行可靠性。由于整流器電力機車整流裝置輸出電壓為一脈動電壓，因而流過牽引電動機的電流是一脈動電流。脈動電流不僅使牽引電機的損耗增加，而且使牽引電機換向惡化，因此在整流器電力機車上需裝設平波電抗器和固定分路電阻以限制電流的脈動，改善電動機的工作條件。同時，在牽引電動機的結構上亦作了特殊設計。三、整流器電力機車的基本特性1、整流外特性影響端電壓的因素：整流回路電阻引起的壓降。整流回路阻抗引起的壓降(包括變壓器二次側繞組的漏抗)。整流線路換相引起的平均整流輸出電壓降低。整流元件的閾值電壓壓降。假定：接觸網阻抗為零(即不計接觸網阻抗壓降)。接觸網電壓保持恒值。在上述假定下，當變壓器二次側繞組輸出電壓固定時，牽引電動機的端電壓只隨負載電流的變化而變化，即稱為牽引電動機的外電壓特性。三、整流器電力機車的基本特性2、速度特性3、牽引力特性4、牽引特性5、機車總效率特性四、交(直)交型整流器電力機車工作原理

①環(huán)節(jié)——整流電路的基本作用是將交流電轉換為直流電。實現電路可以是不可控整流橋、相控整流橋、四象限脈沖變流器。②環(huán)節(jié)——直流濾波器環(huán)節(jié)的基本作用是平滑A處的紋波(脈動)，消除或減少諧波含量(5次諧波)，改善機車的功率因數。四、交(直)交型整流器電力機車工作原理③環(huán)節(jié)——逆變器用于將直流電轉換為三相交流電，同時為了機車調速的需要，它應具有：較寬的調頻范圍和調壓范圍，一般采用正弦波脈寬調制(PWM)。隨著電力半導體器件(GTO)的開發(fā)，可以采用電壓相量(VVCPWM)，降低電機損耗，減少網壓波動的影響。四、交(直)交型整流器電力機車工作原理

④環(huán)節(jié)——平波電抗器有三大作用，即降低電機、電纜中高頻成分，控制噪聲傳播，抑制電機啟動過程中的諧波分量，使頻繁斷開電機電路時不損壞變頻器，三者通過三相霍爾電流傳感器對變頻器輸出端采取完善的短路保護措施。五、系統(tǒng)的工作特點功率/體積比大交流電機維修量小機車具有優(yōu)異的牽引和制動性能簡化主電路課題三電力機車調速原理電力機車調速的基本要求電力機車的調速方式具有交流牽引電動機機車的調速方法磁場削弱系數磁場削弱的方法磁場削弱下的機車特性及其應用一、電力機車調速的基本要求寬廣的調速范圍。沖擊力小，牽引力變化平滑。調整經濟。運行可靠，控制簡單，操作方便。二、電力機車的調速方式具有直(脈)流牽引電動機機車的調速方法改變牽引電動機回路電阻R改變牽引電動機的端電壓UD改變磁通量Φ二、電力機車的調速方式具有交流牽引電動機機車的調速方法三相異步電動機的轉速理論上的調速方法：改變定子極對數應用異步電動機的串接聯接法改變牽引電動機轉子電路中起