電力機車操縱 再生制動操縱及特性

再生制動任務(wù)一再生制動電力機車機車另一種電氣制動形式就是再生制動。電機作電動機運行時，電源電壓U大于反電勢Ea；，電樞電流方向與U同方向，電磁轉(zhuǎn)矩方向與轉(zhuǎn)向相同。若保持磁通方向不變，當(dāng)轉(zhuǎn)速升高到一定數(shù)值后，感應(yīng)電勢&大于電源電壓U，電樞電流方向與同方向，電機作發(fā)電機運行，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)向相反起制動作用，發(fā)電機產(chǎn)生的電能送回到電網(wǎng)。這種制動方法稱為回饋制動又叫再生制動再生制動

電力機車下坡時，重力加速度的作用使車速增高，牽引電機感應(yīng)電勢Ea隨之增大，若Ea=U,則Ia=0,牽引電機就不需要從電網(wǎng)輸人電能，電力機車由本身的位能自動滑行并繼續(xù)加速。轉(zhuǎn)速繼續(xù)升高，將使Ea>U，則Ia反向，牽引電機自動轉(zhuǎn)換為發(fā)電機運行狀態(tài)。此時，電力機車下坡的位能，通過電機轉(zhuǎn)換成電能，回饋給電網(wǎng)。由于電樞電流/a反向，電磁轉(zhuǎn)矩也隨之反向，起到制動作用，車速越高，制動轉(zhuǎn)矩越大，如圖4所示。轉(zhuǎn)速增高到一定程度，下坡時的位能產(chǎn)生的動力轉(zhuǎn)矩與牽引電機的制動轉(zhuǎn)矩和摩擦轉(zhuǎn)矩相平衡時，電力機車將恒速穩(wěn)定運行(b點）。他勵和復(fù)勵牽引電動機回饋制動時，需要保持勵磁電流方向不變，電樞回路的接線不變。串勵牽引電動機進行回饋制動時，由于串勵發(fā)電機在許可范圍內(nèi)工作不穩(wěn)定，需要將串勵繞組改接為他勵，由較低的電壓供電以得到所需要的勵磁電流。圖4再生制動把直流電變換成交流電稱為逆變。逆變分為有源逆變和無源逆變。有源逆變電路是把交流側(cè)接在交流電網(wǎng)上，直流電能經(jīng)過直交變換后，向交流電源反饋能量，相應(yīng)的裝置稱為有源逆變器。相控角大于π/2的全控橋為常見的有源逆變器。電力機車的再生制動就是將制動時電機所產(chǎn)生的直流電能回送到交流電網(wǎng)中。①全控橋逆變電路圖5為全控橋電路，（a）為整流狀態(tài)，（b）為逆變狀態(tài)。若變壓器二次側(cè)的交流電壓為

則在晶閘管移相角為a時，輸出電壓平均值Uda為:1.有源逆變圖5再生制動全控橋電路輸出平均電壓是空載整流電壓和移相角α余弦的乘積。當(dāng)控制角a在0?π/2調(diào)節(jié)，觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通時，輸出電壓平均值Uda>0,電流從電機正端流入，電機吸收能量，此時電機工作在電動機狀態(tài)，即機車工作在牽引工況。在控制角α=π/2時.整流電壓平均值為0,這時如果電機電壓亦為零，電機既不吸收能量也不輸出能量，電機停轉(zhuǎn)，這種狀態(tài)為從整流狀態(tài)向逆變狀態(tài)過渡的中間狀態(tài)。在控制角a在π/2?π時觸發(fā)晶閘管，從電路的工作原理和輸出電壓平均值的表達(dá)式都不難看出，電路將有負(fù)的電壓輸出，即Uda<0,極性發(fā)生了改變，從而有可能工作于有源逆變狀態(tài)。全控橋電路在逆變工作狀態(tài)下，若使電機電勢的極性發(fā)生改變（上正下負(fù)），且電機電勢略高于全控橋輸出電壓平均值，則回路電流的方向不變，但電流是從電機電勢正極端流出，電機輸出能量（電機此時工作在發(fā)電機狀態(tài)）；而對變壓器繞組而言，當(dāng)觸發(fā)晶閘管，電流流過變壓器繞組的方向總是與電勢實際方向相反，即變壓器電勢在逆變電路是起一反電勢作用，故發(fā)電機通過變壓器二次側(cè)繞組向電網(wǎng)輸送電能，電網(wǎng)吸收能量，實現(xiàn)了逆變。由上述分析可見，整流與逆變的轉(zhuǎn)換對變流器而言，只是控制角的改變，即有負(fù)電壓輸出。對直流側(cè)電源而言，電壓的極性必須隨著改變。1.有源逆變再生制動②逆變電路的顛覆在整流電路中，如果晶閘管觸發(fā)電路出現(xiàn)故障，使觸發(fā)脈沖消失或者移相超出允許的移相范圍，其后果是沒有輸出電壓。而在逆變電路中若晶閘管觸發(fā)脈沖丟失或移相角（逆變角）超出允許范圍，發(fā)電機電勢就與變壓器電勢順極串聯(lián)疊加而造成嚴(yán)重的短路.這種現(xiàn)象稱之為逆變顛覆，逆變顛覆將產(chǎn)生非常大的短路電流。此外，電力機車實施再生制動時，若受電弓脫離接觸網(wǎng)導(dǎo)線，交流電壓消失，此時發(fā)電機電勢將經(jīng)變壓器二次側(cè)繞組及導(dǎo)通的晶閘管元件而發(fā)生失壓短路。無論是疊加短路還是失壓短路，其結(jié)果都將引起逆變顛覆（再生顛覆），短路電流將燒損電氣設(shè)備，因此再生制動必須對晶閘管及其觸發(fā)電路提出很高的要求。同時為防止失壓短路，要求機車雙弓運行。1.有源逆變再生制動①再生制動時回饋的電能可供其他電力機車牽引使用，因此是一種更具有經(jīng)濟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，減少了閘瓦與車輛磨耗。③再生制動的控制系統(tǒng)較為復(fù)雜。再生制動時系統(tǒng)的穩(wěn)定性差，制動力的調(diào)節(jié)有兩種方法，即可以通過調(diào)節(jié)電機的他勵繞組電流，也可通過調(diào)節(jié)逆變器的電壓來進行。因此控制復(fù)雜且精確度要求高，同時為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在制動電路中增設(shè)附加的穩(wěn)定電阻.以限制制動電流的變化。④再生制動機車必須采用全控橋。因此機車功率因數(shù)低，諧波含量高，同時對觸發(fā)系統(tǒng)可靠性要求高。2.再生制動的特點電氣制動操作任務(wù)二①機車可以方便地使用電氣制動器。②速度調(diào)節(jié)