電力機車控制1

本文格式為Word版，下載可任意編輯——電力機車控制1電力機車操縱,一、電力機車概述,電力牽引在鐵路運輸中的地位、進展方針：大力進展電力牽引和內(nèi)燃牽引，以電力牽引為主。

進展：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．過載才能強優(yōu)越性：

1．運輸才能強2．經(jīng)濟效果顯著3．合理利用能源4．勞動條件好5．加強了行車安好6．有利于實現(xiàn)城鄉(xiāng)的電氣化,中國電力機車的研制開頭于1958年。當(dāng)時的鐵道部田心機車車輛工廠，也就是現(xiàn)在的株洲電力機車工廠在輔助湘潭電機廠制造工礦電力機車的同時，設(shè)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告成，命名為6Y1型。,1968年，經(jīng)過對6Y1型10年的研究提升，在中國半導(dǎo)體工業(yè)進展的條件下，將引燃管整流改為大功率半導(dǎo)體整流，試制出韶山1型，SS1。1969年開頭批量生產(chǎn)，到1988年止，共生產(chǎn)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(xué)大會獎。,1969年，株洲電力機車研究所和株洲電力機車工廠聯(lián)合研制了韶山2型電力機車試驗車，SS2。,株洲電力機車工廠1978年設(shè)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、SS3。1989年開頭批量生產(chǎn)至今。,韶山3B型重載貨運電力機車，SS3B。株洲電力機車廠2022年在SS系列機車的設(shè)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，SS4。株洲電力機車工廠1985年設(shè)計試制的8軸貨運電力機車。最大速度100km/h。,韶山4提升型電力機車，SS4G。是在SS4、SS5和SS6型電力機車的根基上，吸收了8K機車一些先進技術(shù)設(shè)計的。,韶山5型準高速電力機車，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，SS6。株洲電力機車工廠制造的國際招標(biāo)中標(biāo)機車。機車功率持續(xù)4800kW，最大速度100km/h，車長20220mm。,韶山7型干線客貨兩用電力機車，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，SS7B。大同機車廠1996年設(shè)計完成，1997年試制告成的一種新型的重載貨運電力機車。,韶山7D型客運電力機車，SS7D。由大同機車廠、株洲電力機車研究所、成都機車車輛廠聯(lián)合研制的適應(yīng)我國鐵路提速需要的新產(chǎn)品，是目前國內(nèi)技術(shù)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，SS7E。是最新開發(fā)的客運機車。,韶山8型快速客運機車，SS8。株洲電力機車廠于1994年研制告成，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，SS9。以成熟的韶山型系列電力機車技術(shù)為根基，采用了大量國際客運機車先進技術(shù)，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。,“春城”號電動車組，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。具有普遍旅客列車所無法對比的生動編組、機動開行的優(yōu)點，又具有馬路交通工具無法對比的速度快、運量大、效率高、投資省、安好性好的優(yōu)點。動車組總功率為2160kW，設(shè)計速度120km/h。,“先鋒”號交流傳動電動車組，是南京浦鎮(zhèn)車輛廠負責(zé)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。,“中原之星”交流傳動電動車組，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(lián)合研制生產(chǎn)。首列動車組于2022年10月生產(chǎn)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(lǐng)域的動力集中式高速動車組，是我國強大機車家族的又一用心完備之作。最大速度200km/h。,“藍箭”交流傳動高速電動車組是為得志廣深線“我組、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。根本編組定員為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。2022年11月27日，“中華之星”在秦沈客運專線綜合試驗中，告成創(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(nèi)、外的先進技術(shù)，列車的整體技術(shù)性能達成國外同類產(chǎn)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日開工創(chuàng)辦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布局工程竣工。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(qū)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(xiàn)傳統(tǒng)鐵路中的支承、導(dǎo)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)。由于制止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成每小時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(diào)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(shù)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,三、直流電力機車的特點,1、布局簡樸，造價低，經(jīng)濟性好。

2、牽引性能好，調(diào)速便當(dāng)。

3、操縱簡樸，運行穩(wěn)當(dāng)。

4、供電效率低。

5、基建投資大。

6、有級調(diào)速。,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。對確定功率的電能，可以小電流傳送，可裁減導(dǎo)線截面積，節(jié)省有色金屬，也可降低能耗。

由于機車內(nèi)設(shè)有變壓器，調(diào)壓特別便當(dāng)，牽引電動機的工作電壓不再受接觸網(wǎng)電壓的限制，可以選擇最有利的工作電壓，使?fàn)恳妱訖C的重量／造價比降低，工作更為穩(wěn)當(dāng),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(diào)理整流電壓的方式，省略了啟動電阻，不僅減輕了電氣設(shè)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，提高了機車的運行穩(wěn)當(dāng)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?fàn)恳姍C的損耗增加，而且使?fàn)恳姍C換向惡化，因此在整流器電力機車上需裝設(shè)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，在牽引電動機的布局上亦作了特殊設(shè)計。,三、整流器電力機車的根本特性,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(cè)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(wǎng)阻抗為零(即不計接觸網(wǎng)阻抗壓降)。

接觸網(wǎng)電壓保持恒值。

在上述假定下，當(dāng)變壓器二次側(cè)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、整流器電力機車的根本特性,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)——整流電路的根本作用是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。實現(xiàn)電路可以是不成控整流橋、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)的根本作用是平滑A處的紋波(脈動)，消釋或裁減諧波含量(5次諧波)，改善機車的功率因數(shù)。,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(zhuǎn)換為三相交流電，同時為了機車調(diào)速的需要，它應(yīng)具有：較寬的調(diào)頻范圍和調(diào)壓范圍，一般采用正弦波脈寬調(diào)制(PWM)。隨著電力半導(dǎo)體器件(GTO)的開發(fā)，可以采用電壓相量(VVCPWM)，降低電機損耗，裁減網(wǎng)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，操縱噪聲傳播，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養(yǎng)護措施。,五、系統(tǒng)的工作特點,功率/體積比大交流電機修理量小機車具有優(yōu)異的牽引和制動性能簡化主電路,課題三電力機車調(diào)速原理,電力機車調(diào)速的根本要求電力機車的調(diào)速方式具有交流牽引電動機機車的調(diào)速方法磁場削減系數(shù)磁場削減的方法磁場削減下的機車特性及其應(yīng)用,一、電力機車調(diào)速的根本要求,寬廣的調(diào)速范圍。

沖擊力小，牽引力變化平滑。

調(diào)整經(jīng)濟。

運行穩(wěn)當(dāng)，操縱簡樸，操作便當(dāng)。,二、電力機車的調(diào)速方式,具有直(脈)流牽引電動機機車的調(diào)速方法變更牽引電動機回路電阻R變更牽引電動機的端電壓UD變更磁通量Φ,二、電力機車的調(diào)速方式,具有交流牽引電動機機車的調(diào)速方法三相異步電動機的轉(zhuǎn)速理論上的調(diào)速方法：

變更定子極對數(shù)應(yīng)用異步電動機的串接聯(lián)接法變更牽引電動機轉(zhuǎn)子電路中起動電阻阻值變更異步電動機的供電頻率實際常用方法(4)三一致