[工学]第二章+电力牵引特性+.pptVIP

§2.1 电力牵引直流传动特性 牵引特性：指机车起动、运行时牵引力与速度的关系。（交、直） ∵牵引：电机将电能→机械能，从而驱动电力机车及列车运行 ∴分析：电机的牵引特性→机车牵引特性 一、直流牵引电动机特性 电机学知：并励电机“硬特性”（转矩变，n变化小），串励电机“软特性”（转矩变，n变化大），并励更适于电力牵引。 1、运行性能 必须具有电气、机械稳定性。 §2.1 电力牵引直流传动特性 （1）机械稳定性 特性曲线1（串励电动机）、特性曲线2（并励电动机）均负斜率，而列车基本阻力曲线W0=f（V）正斜率。 可见：串、并励电动机均机械稳定（按式（1-7）判断）。 §2.1 电力牵引直流传动特性 并励电动机U曲线在ID较小（B附近）时斜率为正→稳定；而ID较大（C点附近）时斜率为负→不稳定，则C点是不稳定的点。 可见：串励有机械、电气稳定性，比并励更适于电牵引。 2、电动机间负载分配的影响 §2.1 电力牵引直流传动特性 串励电机特性差异（2-3（a）图）引起的负载（M、ID）分配不均比并励式电动机（2-3（b）图）小。 §2.1 电力牵引直流传动特性 （2）机车电机特性相同而动轮直径有差异 机车速度V一定，特性同、轮径不同→转速不同→转矩M、电流ID不同。 特性相同，在相同转速差下串励电机（2-4（a）图）的负载（M、ID）分配不均比并励电机（2-4（b）图）小。 §2.1 电力牵引直流传动特性 3、电压波动对电机工作的影响 网压波动（如机车通过两变电所供电交界处的电压突变），而速度未变→ID、F冲击。（导致电机工作条件恶化和列车运行中的冲击） 电机端压U1，对应曲线n（U1）；变化→U2，对应n（U2）。因电压波动时间很短，励磁电流来不及跟随变化，可视转矩特性为同一条曲线。 串励电机ID、F冲击小（2-5（a）图），并励电机的ID、F冲击大（2-5（b）图）。（因为串励电动机具有软特性） §2.1 电力牵引直流传动特性 浅析： （1）串励电机的ID、M取决于外部负载，若运行阻力不变，冲击后将复原；而并励电机，若波动使电压↓→磁场↓，ID将大于电压未降低前的值（不能复原）。 （2）串励的励磁绕组与电枢串，电流增长速度相同，因涡流影响，磁通增长慢于电枢电流增长，但电流冲击小；并励的励磁时间常数大于电枢时间常数，励磁电流增长远慢于电枢电流增长，电枢反电势来不及增加，则开始阶段电枢电流冲击较大。 故串励电机受电压波动影响小。 §2.1 电力牵引直流传动特性 4、防空转性能 （1最大粘着特性，2滑动摩擦，3并励特性，4串励特性） 电机工作点A，速度V0。偶因破坏粘着，曲线1→降到1′，相应2→降到2′；V0下，FD超过粘着1′限制→发生滑动。 §2.1 电力牵引直流传动特性 故：串励防空转不及并励电动机，且多台串联运行时，一台空转，其反电势随转速的增加而增加→空转加剧。 二、电力牵引恒压牵引特性 ∵ 直流电动机转速（转／分） （2-1） 转矩 （㎏·m） （2-2） 式中，CM为结构决定的常数，△M为铁耗与机械损耗引起的转矩损失。 ∴ （2-1）→（1-6）有 （㎞／h） （2-3） 式中，常数 §2.1 电力牵引直流传动特性 （2-2）→（1-5）有 （㎏）（2-4） 式中， 为常数，而电机铁耗、机械损耗和齿轮传动损耗造成的牵引力损失 （相对F小，一般计算忽略不计）。 故 UD一定，将ΦD=f(ID)代入（2-3）→V=f(ID)、代入（2-4）→F=(ID)，再消掉ID→恒电压下牵引特性曲线F=f(V)。 注：每个UD对应一条牵引特性曲线。（如SS1型电力机车牵引变压器次边多段抽头经整流可提供33个UD值，故有33条牵引特性曲线） §2.2 电力牵引交流牵引特性 一、交流牵引电动机特性 1、电动机间负载分配的影响 电力牵引通常是每辆动车由一台逆变器供电，多台异步电机并联运行。例如CRH2动车组采用4MM／1INV方式，就是由一逆变器拖动四台异步