交直型电力机车主电路和辅助电路
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•辅助电 路 •控制电 路
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交直型电力机车主电路和辅助电路
二、机车电路分类（续１）
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； 主要包括：牵引变压器、整流器、牵引电机
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交直型电力机车主电路和辅助电路
二、机车电路分类（续2）
2. 辅助电路（有两类） ① 交流辅助电路
功能：给主电路的通风、冷却辅助电机等； 特点：三相380V交流供电,功率较小； 包括：单／三相变换器、通风电机、压缩电机等
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交直型电力机车主电路和辅助电路
二、机车电路分类（续3）
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； 包括：DC110V交直流变换电源、蓄电池、车灯、空调
交直型电力机车主电路 和辅助电路
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2020/11/8
交直型电力机车主电路和辅助电路
第一章 交直型电力机车主电路和辅助电 路
本章要点：
➢ 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”、“轴
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
50Hz单相交流整流，SS1采用二极管不控整 流；其它机车多用半控桥整流且是二段桥、三段 桥甚至四段桥。
•主电路设计考虑的内容
③ 部分集中（架控）
同一转向架上的电机由一套整流器供电。 特点：简化了电路和变流器结构，粘着利
用较为充分，同时实现一定的冗余。
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。
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交直型电力机车主电路和辅助电路
•主电路设计考虑的内容
二、供电方式（续１）
② 独立供电（轴控） 每一个牵引电机由一套独立的整流器供 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。
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交直型电力机车主电路和辅助电路
二、供电方式（续２）
等。 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。
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交直型电力机车主电路和辅助电路
二、机车电路分类（续4）
3. 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． 包括：继电器、电控阀、气动开关等。
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交直型电力机车主电路和辅助电路
第一节 概述
n 一、电力机车能量传递过程：
•27.5kv单 相接触网
•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
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交直型电力机车主电路和辅助电路
二、机车电路分类
•机车电 路
•主电路
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交直型电力机车主电路和辅助电路
•主电路设计考虑的内容
一、牵引电机的连接与激磁方式（续2）
③ 复激 部分绕组是与电枢串联，部分绕组为他激。 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/SS7机车
采用了复激电机，没有采用并激的。
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。
近年来生产机车上的逻辑联锁已由逻辑控制 单元（LCU)完成。
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交直型电力机车主电路和辅助电路
二、机车电路分类（续5）
② 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； 包括：给定积分器、特性控制、防空转／防滑、移
相控制、功率放大、脉冲变压器等控制单元。
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更具体 来讲五个方面：
① 牵引电机联接与激磁方式； ② 牵引电机的供电方式； ③ 整流线路； ④ 调速方式； ⑤ 电气制动方式。 下面将参照这五个方面的内容进行详细
分析。
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交直型电力机车主电路和辅助电路
•主电路设计考虑的内容
一、牵引电机的联接与激磁方式
交直型电力机车采用脉流牵引电机（直 流电机）。
交直型电力机车主电路和辅助电路
三、主电路设计考虑的内容
主要考虑因素：
① 满足机车牵引中的起动、调速和制动的基 本要求；
② 功率大、控制复杂、工作条件差，体积、 重量受到限制；
③ 牵引性能的好坏、技术难易程度，维护费 用及可靠性。
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交直型电力机车主电路和辅助电路
三、主电路设计考虑的内容（续１）
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交直型电力机车主电路和辅助电路
•主电路设计考虑的内容
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；
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交直型电力机车主电路和辅助电路
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交直型电力机车主电路和辅助电路
二、供电方式（续3）
•主电路设计考虑的内容
说明：随着电力电子技术的发展和高 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。
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交直型电力机车主电路和辅助电路
三、整流线路
•主电路设计考虑的内容
•主电路设计考虑的内容
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。
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交直型电力机车主电路和辅助电路
二、供电方式
•主电路设计考虑的内容
① 集中供电（车控） 整台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、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？
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交直型电力机车主电路和辅助电路
•主电路设计考虑的内容
一、牵引电机Leabharlann Baidu连接与激磁方式（续１）
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（他激） 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；
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交直型电力机车主电路和辅助电路
二、机车电路分类（续１）
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； 主要包括：牵引变压器、整流器、牵引电机
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交直型电力机车主电路和辅助电路
二、机车电路分类（续2）
2. 辅助电路（有两类） ① 交流辅助电路
功能：给主电路的通风、冷却辅助电机等； 特点：三相380V交流供电,功率较小； 包括：单／三相变换器、通风电机、压缩电机等
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交直型电力机车主电路和辅助电路
二、机车电路分类（续3）
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； 包括：DC110V交直流变换电源、蓄电池、车灯、空调
交直型电力机车主电路 和辅助电路
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2020/11/8
交直型电力机车主电路和辅助电路
第一章 交直型电力机车主电路和辅助电 路
本章要点：
➢ 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”、“轴
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
50Hz单相交流整流，SS1采用二极管不控整 流；其它机车多用半控桥整流且是二段桥、三段 桥甚至四段桥。
•主电路设计考虑的内容
③ 部分集中（架控）
同一转向架上的电机由一套整流器供电。 特点：简化了电路和变流器结构，粘着利
用较为充分，同时实现一定的冗余。
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。
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交直型电力机车主电路和辅助电路
•主电路设计考虑的内容
二、供电方式（续１）
② 独立供电（轴控） 每一个牵引电机由一套独立的整流器供 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。
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交直型电力机车主电路和辅助电路
二、供电方式（续２）
等。 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。
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交直型电力机车主电路和辅助电路
二、机车电路分类（续4）
3. 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． 包括：继电器、电控阀、气动开关等。
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交直型电力机车主电路和辅助电路
第一节 概述
n 一、电力机车能量传递过程：
•27.5kv单 相接触网
•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
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二、机车电路分类
•机车电 路
•主电路
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•主电路设计考虑的内容
一、牵引电机的连接与激磁方式（续2）
③ 复激 部分绕组是与电枢串联，部分绕组为他激。 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/SS7机车
采用了复激电机，没有采用并激的。
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。
近年来生产机车上的逻辑联锁已由逻辑控制 单元（LCU)完成。
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交直型电力机车主电路和辅助电路
二、机车电路分类（续5）
② 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； 包括：给定积分器、特性控制、防空转／防滑、移
相控制、功率放大、脉冲变压器等控制单元。
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更具体 来讲五个方面：
① 牵引电机联接与激磁方式； ② 牵引电机的供电方式； ③ 整流线路； ④ 调速方式； ⑤ 电气制动方式。 下面将参照这五个方面的内容进行详细
分析。
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•主电路设计考虑的内容
一、牵引电机的联接与激磁方式
交直型电力机车采用脉流牵引电机（直 流电机）。
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三、主电路设计考虑的内容
主要考虑因素：
① 满足机车牵引中的起动、调速和制动的基 本要求；
② 功率大、控制复杂、工作条件差，体积、 重量受到限制；
③ 牵引性能的好坏、技术难易程度，维护费 用及可靠性。
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三、主电路设计考虑的内容（续１）
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•主电路设计考虑的内容
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；
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二、供电方式（续3）
•主电路设计考虑的内容
说明：随着电力电子技术的发展和高 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。
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三、整流线路
•主电路设计考虑的内容
•主电路设计考虑的内容
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。
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交直型电力机车主电路和辅助电路
二、供电方式
•主电路设计考虑的内容
① 集中供电（车控） 整台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、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？
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•主电路设计考虑的内容
一、牵引电机Leabharlann Baidu连接与激磁方式（续１）
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（他激） 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；