机车的电气制动

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1、第四节　机车的电气制动二、制动分类：制动机械制动(常备)电气制动电阻制动再生制动能耗电阻制动加馈电阻制动一、电气制动原理三、电阻制动１、电阻制动的优点（相对与机械制动）提高运行的安全性：可使列车高速运行时具有较大的制动力，可快速停车；可减小列车闸瓦与轮缘的磨损:100t/km/年;可提高列车的运行速度：下坡速度可提高8%;节能：下坡速度大，可充分利用下坡的势能；易于实现自动控制：可通过电子控制系统实现恒流、恒速、恒功及粘着限制等控制。三、电阻制动（续1）２、缺点低速时制动力线性下降，使列车制停缓慢。措施：将电

2、阻分级：高速时，电阻大；低速时，减小电阻，提高制动力；采用加馈电阻制动：低速时，在电枢内串联一个电源与电枢电压相加，增大制动力电流，从而提高制动力；与机械制动配合：高速时，采用电制动为主，低速时配上机械制动，保证整车的制动力。三、电阻制动（续2）３、电阻制动范围制动时的基本方程：其中：Cm-电机转矩常数Ce-电势常数得到转矩表达式：三、电阻制动（续３）将制动力矩与转速转换至制动力和速度：其中：m-电机的个数μ-齿轮传动比η-电机效率与齿轮传动效率之积Dk-机车动轮直径三、电阻制动（续４）或者：三、电阻制动（续

3、５）２、制动范围制动必须在OABCDE范围内安全运行。安全运行区由５条限制曲线构成：OA:最大励磁电流限制AB:粘着限制曲线BC:最大制动电流限制CD:牵引电机的安全换向限制DE:机车结构速度限制三、电阻制动（续6）3、分级制动的效果在低速时，RZ由1.0005Ω降至0.6Ω时，恒磁通控制，制动力增大；4、加馈制动效果在低速时，可通过加馈制动恒制动力制停。三、电阻制动（续7)5、电阻制动主电路SS1机车6台电机共用一个整流电流，励磁绕组串联。三、电阻制动（续8)SS9电制动电路简化原理图SS9机车电制动特性曲

4、线B=f(v)三、电阻制动（续9)四、再生制动１、再生制动的优点节能10-15%；制动范围宽，防滑性能好；２、再生制动的不足功率因数低，仅6G仅0.5;谐波成份多，对电网污染大；控制系统复杂；采用全桥对控制可靠性要求高；丢失触发脉冲时容易发生再生颠覆。对线路要求较高。四、再生制动（续１）３、再生制动的原理再生制动条件：全控桥；α>90º;励磁电流反向；其中：Ｕm-a1x1绕组的电压峰值Ｅ－发电机电势，ΣＲ－电枢回路电阻之和，含稳定电阻Rst。四、再生制动（续２）Ｒst-稳定电阻的作用电枢回路的电阻很小，Ud的

5、微小变化会引起Ｉd的变化很大，使控制困难。Rst可以减少Ｉd对Ｕd的敏感性。但Rst太大会影响制动能量的回收效果，所以要综合考虑。８Ｋ机车Rst=0.45Ω消耗1/3的制动功率四、再生制动（续3）４、再生制动调节过程再生制动分３个过程：BC段：调节励磁电流if高速时为了提高功率因数保持Ud最大，调节励磁电流调节制动力，随速度减小，励磁电流逐渐增大至最大值。高速时控制受安全换向和制动功率限制。四、再生制动（续4）AB段：调节逆变输出电压ud保持励磁电流最大ifmax不变，控制α，调节Ud，保持恒制动力；AD段：

6、加馈电阻制动到Ａ点时速度很低，Ｅ很小，α＝90º,Ｕd=0。如没有加馈制动，可ＯＡ下降，是能耗电阻制动。如采加馈制动，α<90º,Ｕd为正，可恒制动力制停。四、再生制动（续5）５、提高功率因数方法采用不对称触发；采用多段桥串联；加装功率因数补偿器。６、再生制动主电路８K机车制动时，全控桥再生接电机；半控桥整流控制励磁电流。作业：１、分析恒制动力，加馈电阻制动过程，写出其电网消耗功率表达式；２、分析再生制动时不对称触为何可提高功率因数。第五节　主电路保护问题：主电路保护类型有那些？短路、过载、接地和过压保护。２

7、为何要主电路要保护？主电路电气设备在短路、过载、接地和过压故障发生时，不至发生损坏或者减少损坏。第五节　主电路保护(续１)一、主电路短路保护１、电网侧电路短路保护定义：电网侧绕组ＡX的A端或中间任何一点接地；特征：短路阻抗很小，短路电流很大，上升很快；检测：网侧电流互感器7的网侧绕组；动作：电流超过400A时，互感器二次电流超过l０A，电流继电器8动作，接通主断路器4的分闸线圈，主断路器分断。变电所动作：短路电流很大主断路器及变电所油开关均会跳间；当车顶母线、瓷瓶对地放电或短路时，主断路器4不会跳间，由牵引变

8、电所执行保护。一、主电路短路保护（续１）２、二次侧绕组短路定义：主变压器二次侧绕组的整段或一段由于内部或外部接线心短路；检测：网侧电流互感器7的网侧绕组；动作：电流超过400A时主断路器动作分断。但在9级以下绕组短路及一小段绕组短路时，由于一、二次绕组匝比太大，二次侧短路电流虽高达数万安，但网侧电流还达不到400A整定值，主断路器不会跳闸。一、主电路短路保护（续２）３、硅整流器击穿短路定义：整流元件