交直型电力机车主电路(精)

机车电路分类（续２）
直流辅助电路 功能：给电器控制、电子控制及照明、空调设备 供电； 特点：直流110V供电，有蓄电池作后备电源； 主要有：DC110V交直流变换电源，蓄电池、车灯、 空调。
②
此外，用于客车牵引的机车上有DC600V直流电源供客车 车厢内空调、采暖、照明及旅客信息服务系统供电。
机车电路分类（续３）
二、供电方式
集中供电（车控） 整机车牵引电机由一套整流器供电。 特点：变压器结构简单，集中冷却简化了通风 设备，但一台电机故障时，影响整车工作；
①
二、供电方式（续１）
独立供电（轴控） 每一个牵引电机由一套贸独立的整器供电。 特点：机车的粘着利用好，一台电机故障 时不影响其它电机的运行。但变压器、 整流器及控制复杂。
整 流 器
M
三、整流线路（续１）
Ｌp－平波电抗器，减小电流脉动，改善电机 换相性能。 Ｌf－激磁绕组。 Ｒf－磁场分路电阻，减小磁场电流脉动。 问题： ① 平波电抗器如何减小电流的脉动？ ② 磁场分路电阻如何减少磁场电流脉动？
四、调速方式
调速要求： 在不中断主电路的情况下，尽量使牵引力变 化平滑，有尽可多的级位均匀分布在整调范 围内。 问题： ① 直流电机如何调速的？
控制电路（有两类） ① 电器控制 功能：完成电路和气路的开关及逻辑互锁； 特点：电动或气动的逻辑开关． 主要有：继电器、电控阀、气动开关。
3.
近年来生产机车上的逻辑联锁已由逻辑控制单元 （LCU)完成。
机车电路分类（续３）
电子控制 功能：配合主辅助电路完成机车的控制； 特点：弱电控制、控制复杂； 含有：给定积分器、特性控制、防空／防滑、移 相控制、功率放大、脉冲变压器等控制单元。
四、调速方式（续１）
分两步： ① 调速调压：在额定电压之下，改变电机电枢 电压Ｕd实现电机调速； ② 弱磁调速：在端压达到额定电压后，削弱磁 场进步提高速度。 问题： ① 为何要先调压后弱磁？
四、调速方式（续2)
调压调速： ① 有触点调压，SS1、８Ｇ机车； ② 有触点与相控结合调压，SS3； ③ 无触点相控调压，SS4、SS5、6K、8K等； 其中方式①为有级调压，方式②和③为无级调 压。
②
主电路设计考虑的内容
主要考虑因素：
①
②
③
满足机车牵引中的起动、调速和制动的基本 要求； 功率大、控制复杂、工作条件差，体积、重 量受到限制； 牵引性能的好坏、技术难易程度，维护费用 及可靠性。
主电路设计考虑的内容（续１）
更具体 来讲五个方面： ① 电机连接与激磁方式； ② 电机的供电方式； ③ 整流线路； ④ 调速方式； ⑤ 电气制动方式。 下面将参这五个方面的内容进行详细分析。
一、牵引电机的连接与激磁方式（续３）
２、电机联接方式 ① 串联 特点：主电路开关电器少、简化主电路 结构，电机负荷分配均匀，但防空 转性能差； ② 并联 特点：防空转性能好，整车粘着利用充 分，但主电路结构复杂；
一、牵引电机的连接与激磁方式（续４）
实际应用：普遍采用电机并联方式，只有 8K机车采用电机串联：



主电路设计考虑的主要因素 我国主要干线机车主电路 机车的牵引特性及制动特性 概念“粘着”、”“空转”、“滑行”、“辆 重补偿” 主电路保护的种类与原理 机车辅助电路的结构与功能
第一节 概述
电力机车能量传递过程：
27.5kv单 相接触网
一、牵引电机的连接与激磁方式
交直型电力机车采用脉流牵引电机（直流电 机）。 １、激磁方式 问题： ① 直流电机的激磁方式有几种？各有何种特 点？
一、牵引电机的连接与激磁方式（续１）
串激 特点：起动力矩大、恒功性能好，有“牛马” 特性，并联时负载分配较易均衡，但特性较 软，防空转能力差； ② 并激（它激） 特点：特性较硬，防空转性能好，但是其它性能 （起动和恒功）较差；
②
二、供电方式（续２）
部分集中（架控） 同一转高架上的电机由一套整流器供电。 特点：简化了电路和变化器结构，粘着利用 较为充分，同时实现一定的冗余。
③
实际应用：SS1、SＳ3机车采用集中供电；其它部分 机车由部分集中供电，其中6K机车上有一个转 向架上两台电机分别由两套不同的整流器供电； 没有交直型车采用独立供电。
车上 受电弓 交流 牵引 变压器 牵引 整流器 直流
牵引电机
电能
转向架
机械能
机车车辆
机车电路分类
1.
主电路
功能：牵引和制动时，完成能量传递和转换； 特点：大功率、高电压、大电流； 主要有：牵引变压器、整流器、牵引电机
机车电路分类（续１）
2.
①
辅助电路（有两类） 交流辅助电路
功能：给主电路的通风、冷却辅助电机等供 电； 特点：三相380V交流供电,功率较小； 主要有：单／三相变换器、通风电机、压缩电 机等
二、供电方式（续２）
说明：随着的发展和高速重载的需求， 新型的交直流机车开始采用轴控技术， 这样整车的粘着利用充分，同时在一 轴故障整车的牵引力影响不大。
三、整流线路
50Hz单相交流整流，SS1采用二极管不控整流；其 它机多用半控桥整流且是二段桥、三桥甚至四段桥。
Lp 单相 交流 输入
Lf Rf 图１－１整流器的简化线路图
①
一、牵引电机的连接与激磁方式（续2）
复激 部分绕组是与电枢串联，部分绕组为它激。 特点：兼有串激和并激的优点，但电机结构和控 制复杂。 实际情况：机车多用串激电机、６K机车/SS7采 用了复激电机，没有采用并激的。
③
说明：斩波地铁机车中，有采用它激电机，但其激磁电 流控制是按电枢电流规律控制的。
四、调速方式（续３)
弱磁调速：
①
②

激磁绕组并电阻调速，SS1、SS3、SS4、SS6； 相控弱磁，相控弱磁有两种不同的形式。 6K、 SS7 是复励电机，由它励绕组的相控 电路励磁； 8K、SS5是串励电机、由分路晶闸管弱磁； 方式①为无级、方式②为有级。
四、调速方式（续４)
由上可知： 有级调速分有级调压调速和有级弱磁调节速两 种；无级调速也分为无级调压和无级弱磁两种。 二者比较： 无级调速可实现牵引电流和牵引力的连续调节； 有级调速在级间变换时有电流冲击和机械冲击。