动力制动和电磁制动

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动力制动和电磁制动
第一个条件。为了保证恒定的制动力矩和足够的反馈 电压，在上述的直流制动列车制动时，直流斩波器按 列车控制单元及制动控制单元的指令，不断调节斩波 器导通比，无级、均匀地控制制动电流，使制动力和 再生制动电压持续保持恒定。当车速较高时，制动电 流较大，再生制动电路需串入较大的电阻，并且将斩 波器导通角控制得较小，以控制制动电流不能太大； 当车速太低时，制动电流较小，再生制动电路会在调 节过程中逐级切断电阻，并将斩波器全导通，以提高
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电阻器中，转变为热能散发到大气中去。因此，电阻 制动又称为能耗制动。图3-7所示为一个直流斩波控 制电阻制动电路。斩波控制器（GTO）按制动控制指 令不断改变导通角，调节制动电压和电流的大小。电 路中的电阻（R7～R9）也根据制动电流调节需要，按
照车速的逐步减低而逐级短接，最后全部切除。
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励磁绕组串联的两个支路，现在转换成交叉励磁，也 就是电机自己的励磁绕组去激励另一支路的电机电枢 ，而另一支路电机的励磁绕组来激励本机电枢。 采用这种交叉励磁方法的目的是提高电路的电气稳定 性。虽然这种交叉励磁电路看起来具有他励（对每一 组的电枢绕组而言）的性质，但由于电机型号和参数 相同，实际上还是具有串励的特性，因为励磁绕组与 电枢还是串联连接，只不过不是同一电机的罢了。在
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制动回路中还需介入一个预励磁电路，因为 当回路由牵引工况转为制动工况时，原先剩 磁方向必须改变，为此必须对电机预先他激 励磁，以便使电机建立起发电机工况的初始 电压。
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实施再生制动必须满足以下两个条件：
（1）再生（反馈）电压必须大于电网电压；
（2）再生电能可由本列车的辅助电源吸收，也可以
此时，电枢绕组、励磁绕组和主电阻器构成 电阻制动主回路，并使电流向增加原牵引剩 磁的方向流动，再由主电阻器将电枢转动发 出的电能变为热能消散掉。
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电阻制动的原理
我国城市轨道交通车辆电阻制动 1.直流制列车电阻制动的原理 再生制动失败，列车主电路会自动切断反馈电路转入 电阻制动电路。这是由列车运行电能转换成的电能将 全部消耗在列车上的
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任务一 认知动力制动
一、电阻制动 二、再生制动
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任务一：认知动力制动
所谓动力制动，就是在列车制动时，将所有牵引电机的 电动机工况转变为发电工况，消耗列车的动能来发电 ，从而使列车减速，达到制动的目的。从能量的角度 看，动力制动是将列车的动能转变为电能，制动过程 中，列车动能减少，从而列车减速；从力的角度看， 制动时电机转变成了发电工况，不再给转子通电，但 转子仍然随着列车的车轮在转动，转子在定子形成的 磁场中转动，受到磁场的阻力，这就是电制动时的制 动力。按照对制动时产生的电能的处理方式不同，动 力制动又分为电阻制动和再生制动。电阻制动是将制 动时发出的电能在电阻器上以热量的形式消耗掉；再 生制动是将制动时发出的电能反馈回接触网。
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电容电压XUD迅速上升，当XUD达到最大设定 值1800V时，DCU启动能耗斩波器模块A14的 门极关断晶闸管GTO:V1，GTO打开制动电阻 RB，制动电阻RB与电容并联，将发电机上制动 能量转变成热能消耗掉，此过程称为电阻制动（ 亦称能耗制动）。电阻制动能单独满足常用制动
的要求
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再生制动的原理
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再生制动
再生制动系统的组成与牵引传动系统一致，包括受电
弓、主变压器、变流器和电机等。由于不使用主电阻
器，可使车辆的质量减轻。 再生制动与电阻制动相似，也是在制动时将牵引电动 机变为发电机运行：交流电机将列车动能变为三相交 流电，主变换器（包含整流器和逆变器）将此三相交 流电转换为单相交流电，单相交流电再由主变压器变 压后经受电弓回馈到电网，由正在牵引运行的动车组 接受和利用。
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直流制列车的直流斩波控制电阻制动电路
斩波器通过控制导通角改变制动电路中某个制动 电阻的电阻值，以此调节制动电流，使列车保持 制动力恒定。这种制动电路的缺点是不能进行再 生制动。
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交流制列车电阻制动的原理
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交流制列车电阻制动的原理与直流制列车基本相同， 只是控制设备不仅有直流斩波器，还有三相逆变器； 不仅要调节制动电流、电压，还要调节频率。 每节动车装备有一个三相调频调压逆变器（VVVF）、 一个牵引控制单元（DCU）、一个制动电阻、四个自 冷式三相交流电动机M1、M2、M3、M4（每轴一个，互 相并联）。 如果制动列车所在的接触网供电区段内无其他列车吸 收电制动能量，VVVF件不能由再生制
动车辆自己创造，而取决于外界运行条件。
再生制动电路建立后，电机接通负载就会有制动电流
，然后制动电流产生制动力使列车减速。但列车减速
会使电机电枢转速下降，引起电机的电枢电势下降，
从而使制动电流和制动力下降。制动电流的下降还会
使平波电抗器的感应电势减小，达不到再生制动的
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直流制列车的再生制动示意图
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1．直流再生制动的结构和原理 车辆进行电气制动时，首先应该是再生制动，即向供电网 反馈电能。如果接触网电压过高或在同一供电区无其他车 辆吸收反馈能量，则电路转为电阻制动，把能量消耗在电 阻器上。图3-5所示为上海地铁一号线直流制列车的再生 制动示意图。该列车主电路采用直流斩波器调压和串接直 流电动机方式。直流斩波器调压和串接直流电动机的牵引 方式将在列车牵引技术课程中讲述，这里只介绍制动工况 。当一个直流斩波器控制的“两串两并”四个电机的主电 路由牵引工况转换成电制动工况时，原先的各自电枢和 14
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电阻制动 新干线100系动车组电阻制动的构成和工作原 理 1.系统构成 电阻制动系统在结构上的显著特点是主回路 中有一个制动电阻，其主回路如图3-5（新干 线100系动车组）。 2.工作原理
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司机制动控制手柄或列车自动控制系统ATC 发出制动指令后，制动控制装置首先对列车 运行速度进行判断。当速度大于5km/h时，制 动主回路构成（PB转换器转为制动位置）， 然后制动接触器动作（B11闭合、P11打开、 P13打开），随后依次是励磁削弱接触器打开、 预励磁接触器投入，最后，断路器投入（L1闭 合）。