第四节机车的电气制动

n(km
/
h)
其中： m-电机的个数 μ-齿轮传动比 η-电机效率与齿轮传动效率之积
Dk-机车动轮直径
三、电阻制动（续４）
或者：
三、电阻制动（续５）
２、制动范围
制动必须在OABCDE范围内 安全运行。安全运行区由５ 条限制曲线构成：
OA:最大励磁电流限制 AB:粘着限制曲线 BC:最大制动电流限制
第四节 机车的电气制动
一、电气制动原理
制动
二、制动分类：
机械制动 (常备 )
电气制动
电阻制动
再生制动
能耗电阻制动
加馈电阻制动
三、电阻制动
１、电阻制动的优点（相对与机械制动） ① 提高运行的安全性：可使列车高速运行时具有
较大的制动力，可快速停车； ② 可减小列车闸瓦与轮缘的磨损:100t/km/年; ③ 可提高列车的运行速度：下坡速度可提高8%; ④ 节能：下坡速度大，可充分利用下坡的势能； ⑤ 易于实现自动控制：可通过电子控制系统实现
B
Iz=840A A’
A
G
F
Rz=1.0005Ω Iz=840A
o
V
三、电阻制动（续7)
5、电阻制动主电路
Iz1
Iz2
IIzz6
M1
Rz1 M2
Rz1
M6
Rz6
Uz Uz Uz
Lf1
Lf2
Lf6
SS1机车6台电机共用一个整流电流，励磁绕组串联。
三、电阻制动（续8)
SS9电制动电路简化原理图
三、电阻制动（续9)
８Ｋ机车Rst=0.45Ω消耗 1/3的制动功率
四、再生制动（续3）
４、再生制动调节过程
再生制动分３个过程：
① BC段：调节励磁电流if B
高速时为了提高功率因数保 持Ud最大，调节励磁电流调节 制动力，随速度减小，励磁电 流逐渐增大至最大值。高速时 o 控制受安全换向和制动功率限 制。
加馈
if最大 调Ud
检测：网侧电流互感器7的网侧绕组； 动作：电流超过400A时主断路器动作分断。 但在9级以下绕组短路及一小段绕组短路时，由于一、
二次绕组匝比太大，二次侧短路电流虽高达数万安， 但网侧电流还达不到400A整定值，主断路器不会跳 闸。
第五节 主电路保护
问题：
1. 主电路保护类型有那些？
2.
短路、过载、接地和过压保护。
２为何要主电路要保护？
主电路电气设备在短路、过载、接地和过 压故障发生时，不至发生损坏或者减少损坏。
第五节 主电路保护(续１)
一、主电路短路保护
１、电网侧电路短路保护 定义：电网侧绕组ＡX的A端或中间任何一点接地； 特征：短路阻抗很小，短路电流很大，上升很快； 检测：网侧电流互感器7的网侧绕组； 动作：电流超过400A时，互感器二次电流超过l０A，电
流继电器8动作，接通主断路器4的分闸线圈，主断路器分 断。 变电所动作：短路电流很大主断路器及变电所油开关均会 跳间；当车顶母线、瓷瓶对地放电或短路时，主断路器4 不会跳间，由牵引变电所执行保护。
一、主电路短路保护（续１）
２、二次侧绕组短路
定义： 主变压器二次侧绕组的整段或一段由于内部或 外部接线心短路；
三、电阻制动（续2）
Uz Uz
其中３：、Cm电-电阻机制转矩动常范数 围Ce-电势常数 制得到动转时矩表的达基式本： 方程：
if
Iz
M2
能耗电阻制动
if
Iz
M2
+ Ud 加馈电阻制动
三、电阻制动（续３）
将制动力矩与转速转换至制动力和速度：
B
2m Dk
M z (kN )
v
60 Dk 103
是能耗电阻制动。如采加馈 o
制动，α<90º, Ｕd为正，
可恒制动力制停。
if最大 调Ud
Ud最大 B调if
Ud=Udmax
If=ifmax C
V
四、再生制动（续5）
５、提高功率因数方法
① 采用不对称触发；
② 采用多段桥串联；
③ 加装功率因数补偿器。
④ ６、再生制动主电路
⑤
８K机车制动时，全
控桥再生接电机；半控桥
CD:牵引电机的安全换向限制
DE:机车结构速度限制
B(制动力) o
1 23 4
A B C D E V(速度)
三、电阻制动（续6）
3、分级制动的效果
在低速时，RZ由 1.0005Ω降至0.6Ω时，恒 磁通控制，制动力增大；
4、加馈制动效果
在低速时，可通过加馈制 动恒制动力制停。
加馈制动效果
Rz=0.6Ω
SS9 机车电制动特性曲线 B=f(v)
四、再生制动
１、再生制动的优点
① 节能10-15%； ② 制动范围宽，防滑性能好；
２、再生制动的不足
① 功率因数低，仅6G仅0.5; ② 谐波成份多，对电网污染大； ③ 控制系统复杂； ④ 采用全桥对控制可靠性要求高；丢失触发脉冲
时容易发生再生颠覆。 ⑤ 对线路要求较高。
A
Ud最大 调if
B
Ud=0
Ud=Udmax
If=ifmax
C
V
四、再生制动（续4）
② AB段：调节逆变输出电 压ud
保持励磁电流最大ifmax不变，控 B
制α，调节Ud，保持恒制动力；
加馈
③ AD段：加馈电阻制动
D
A
④
到Ａ点时速度很低，Ｅ
Ud=0
很小，α＝90º,Ｕd=0。如
没有加馈制动，可ＯＡ下降，
四、再生制动（续１）
３、再生制动的原理
再生制动条件： ① 全控桥； ② α>90º; ③ 励磁电流反向；
id
-
T2
L
a1 x1
ud
T3 +
E
if M2
Rst
其中：
Ｕm-a1x1绕组的电压峰值 Ｅ－发电机电势，ΣＲ－电枢回路电
阻之和，含稳定电阻Rst。
四、再生制动（续２）
Ｒst-稳定电阻的作用
电枢回路的电阻很小， Ud的微小变化会引起Ｉd的 变化很大，使控制困难。Rst 可以减少Ｉd 对Ｕd的敏感 性。但Rst太大会影响制动能 量的回收效果，所以要综合 考虑。
整流控制励磁电流。
25kV
⑥ 作业：
⑦ １、分析恒制动力，加馈 电阻制动过程，写出其电 网消耗功率表达式；
⑧ ２、分析再生制动时不对 称触为何可提高功率因数。
2(B0-B0) 8×800kW T6
T11
T13
PC
Lp1
Ud
M1
T12
T14
M2 Rst
T21 D23
PM
T221
wk.baidu.com
D241
Lf1 Lf2 Rsh
恒流、恒速、恒功及粘着限制等控制。
三、电阻制动（续1）
２、缺点
低速时制动力线性下降，使列车制停缓慢。
措施： ① 将电阻分级：高速时，电阻大；低速时，减小电阻，
提高制动力； ② 采用加馈电阻制动：低速时，在电枢内串联一个电
源与电枢电压相加，增大制动力电流，从而提高制 动力； ③ 与机械制动配合：高速时，采用电制动为主，低速 时配上机械制动，保证整车的制动力。