电力机车工作原理
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三相异步电动机的固有机械特性
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D
0
C
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?几个关键点 ： ?起动点 ：A ?最大转矩点 ：B ?额定工作点 ：C
sm nm
B
10
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第一章 电力机车工作原理 ?电动（0<S<1) ，发电(s<0)，制动(s>1)三种运行状态
第一章 电力机车工作原理
人为地改变电动机地任一个参数（如U1、f1、 p、定子回路电阻或电抗、转子回路电阻或 电抗的机械特性称为人为机械特性。
? 第一节 直直型电力机车工作原理
第一章 电力机车工作原理
? 一、直-直型电力机车工作原理
第一章 电力机车工作原理
? 直流电力机车的特点： ? （1）结构简单，造价低，经济性好。 ? （2）牵引性能好，调速方便。 ? （3）控制简单，运行可靠。 ? （4）供电效率低。 ? （5）基建投资大。 ? （6）效率低，有级调速。
第一章 电力机车工作原理
异步 电 动 机 的 矩 速 特 性
第一章 电力机车工作原理
? 运行特性： ? 要求:恒转距启动,恒功率运行。 ? 图中，额定功率以下采用恒磁通控制，额定
功率以上采用恒功率控制。
第一章 电力机车工作原理
? 2、直流电力机车的基本特性： ? （1）速度特性 ? 定义：机车运行速度与牵引电动机电枢电流的
第一章 电力机车工作原理
? 系统的工作特点： ? （1）功率/体积比大。 ? （2）交流电机维修量小。 ? （3）机车具有优良的牵引和制动运行性
能。 ? （4）简化了主电路。 ? （5）减少了对信号和通信设备的干扰。
第一章 电力机车工作原理
? 三、电力机车的硬件配置 ? 1、车顶高压设备： ? 功能：通过弓网接触，使机车获得电能。 ? 2、车内变流设备： ? 功能；实现电能形式的转换，以满足调速和
第一章 电力机车工作原理
1. 降低定子端电压的人为特性； 2. 改变转子回路的电阻的人为特性； 3. 改变定转子回路电抗的人为特性； 4. 改变极数后的人为特性； 5. 改变输入频率的人为特性；
第一章 电力机车工作原理
三相异步电动机降压时的人
s n 为机械特性
0 n1 A TL
sm
0.8UN UN
? 1、交流传动电力机车特性： ? 与交流电机特性一致 ? 转距特性：转距与转速之间的关系。
第一章 电力机车工作原理
物理表达式
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表明：三相异步电动机的电磁转
矩是由主磁通 ? m 与转子电流的有
第一章 电力机车工作原理
? 二、城轨电动列车斩波控制 ? 1、斩波调阻控制
第一章 电力机车工作原理
? 2、斩波调压控制
第一章 电力机车工作原理
? 工作原理：
CH导通，电源US向电机供电，电机端电压为电源 电压，当CH截止，电源US向电容充电，同时电 机通过续流二极管续流，此时电机端电压为 0。
第一章 电力机车工作原理
主要内容 :
1、直-直型电力机车工作原理。 2、交-直型整流器电力机车工作原理。 3、交-直-交型电力机车工作原理。
第一章 电力机车工作原理
学习要求 :
1、了解直-直型电力机车工作原理。 2、掌握交-直型整流器电力机车工作原理。 3、了解交-直-交型电力机车工作原理。
第一章 电力机车工作原理
列车受流器在带电钢轨上接触并滑行，把电 力传导到列车上。
第一章 电力机车工作原理
? 第二节 交直型整流器电力机车工作原理
第一章 电力机车工作原理
? 一、交直型整流器电力机车工作原理
第一章 电力机车工作原理
? （3）整流器电力机车的工作特点 ? ①简化了电气化牵引的供电设备，节省
了有色金属，提高了供电效率。 ? ②调压方便，使牵引电动机的重量/造价
10
第一章 电力机车工作原理
转子回路串电阻时的机械特性
sn 0 n1 sm sm1 sm2
10
r2
r2+Rs1 r 2+R s2 r 2+R s3 Tst Tst1 Tst2 Tm Tem
第一章 电力机车工作原理
定子串接电抗器时的机械特性
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10
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功分量
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相互作用产生的。
参数表达式： 第一章 电力机车工作原理
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? 说明：电磁转矩与电源参数（Ｕ、f）、
结构参数（r、x、m、p）和运行参数（s） 有关。
第一章 电力机车工作原理
电气制动要求。 ? 3、转向架中的机电能量转换装置
第一章 电力机车工作原理
交流传动机车的主要组成 ? 电机 ? 牵引变频器 ? 设备与功率器件
辅助变频器 主变频器及电机驱动模块
动力制动模块 通讯模块 空气系统模块
电子设备
第一章 电力机车工作原理
? 第七节 电力机车的基本特性
第一章 电力机车工作原理
则负载电机在一个周期内的平均电压为
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调节CH的导通时间即可调节牵引电机的端电压从
而调速。
第一章 电力机车工作原理
? 三、直流电力机车的供电与受流 ? 1、高架接触网供电 ? 2、第三轨供电 ? 带电钢轨通常设于两轨之间或一轨的外侧，
? 一、概述 ? 交直交型电力机车是指由各种变流器供电的交流
异步或同步电动机作为传动电机的电力机车或电 动车组。 ? 系统结构如图：
第一章 电力机车工作原理
分类：根据中间回路选择的储能元件不同可分：
? 电流型：
电压型：
第一章 电力机车工作原理
? 二、交-直-交型电力机车工作原理
整流环节：将交流电转变为直流电。 直流滤波储能环节：减少电流的脉动，降低 谐波，提高机车的功率因数;储存直流电能. 逆变器：将直流电转变成三相交流电。 电抗器：减少高频成分，抑制谐波。
比降低。 ? ③可获得良好的牵引性能和启动性能，
提高机车运行的可靠性。
第一章 电力机车工作原理
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
第一章 电力机车工作原理
? 第三节 交直交型电力机车工作原理
第一章 电力机车工作原理
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?几个关键点 ： ?起动点 ：A ?最大转矩点 ：B ?额定工作点 ：C
sm nm
B
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第一章 电力机车工作原理 ?电动（0<S<1) ，发电(s<0)，制动(s>1)三种运行状态
第一章 电力机车工作原理
人为地改变电动机地任一个参数（如U1、f1、 p、定子回路电阻或电抗、转子回路电阻或 电抗的机械特性称为人为机械特性。
? 第一节 直直型电力机车工作原理
第一章 电力机车工作原理
? 一、直-直型电力机车工作原理
第一章 电力机车工作原理
? 直流电力机车的特点： ? （1）结构简单，造价低，经济性好。 ? （2）牵引性能好，调速方便。 ? （3）控制简单，运行可靠。 ? （4）供电效率低。 ? （5）基建投资大。 ? （6）效率低，有级调速。
第一章 电力机车工作原理
异步 电 动 机 的 矩 速 特 性
第一章 电力机车工作原理
? 运行特性： ? 要求:恒转距启动,恒功率运行。 ? 图中，额定功率以下采用恒磁通控制，额定
功率以上采用恒功率控制。
第一章 电力机车工作原理
? 2、直流电力机车的基本特性： ? （1）速度特性 ? 定义：机车运行速度与牵引电动机电枢电流的
第一章 电力机车工作原理
? 系统的工作特点： ? （1）功率/体积比大。 ? （2）交流电机维修量小。 ? （3）机车具有优良的牵引和制动运行性
能。 ? （4）简化了主电路。 ? （5）减少了对信号和通信设备的干扰。
第一章 电力机车工作原理
? 三、电力机车的硬件配置 ? 1、车顶高压设备： ? 功能：通过弓网接触，使机车获得电能。 ? 2、车内变流设备： ? 功能；实现电能形式的转换，以满足调速和
第一章 电力机车工作原理
1. 降低定子端电压的人为特性； 2. 改变转子回路的电阻的人为特性； 3. 改变定转子回路电抗的人为特性； 4. 改变极数后的人为特性； 5. 改变输入频率的人为特性；
第一章 电力机车工作原理
三相异步电动机降压时的人
s n 为机械特性
0 n1 A TL
sm
0.8UN UN
? 1、交流传动电力机车特性： ? 与交流电机特性一致 ? 转距特性：转距与转速之间的关系。
第一章 电力机车工作原理
物理表达式
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m1 pf 1 N 1 k w1
2? f1
?
1
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表明：三相异步电动机的电磁转
矩是由主磁通 ? m 与转子电流的有
第一章 电力机车工作原理
? 二、城轨电动列车斩波控制 ? 1、斩波调阻控制
第一章 电力机车工作原理
? 2、斩波调压控制
第一章 电力机车工作原理
? 工作原理：
CH导通，电源US向电机供电，电机端电压为电源 电压，当CH截止，电源US向电容充电，同时电 机通过续流二极管续流，此时电机端电压为 0。
第一章 电力机车工作原理
主要内容 :
1、直-直型电力机车工作原理。 2、交-直型整流器电力机车工作原理。 3、交-直-交型电力机车工作原理。
第一章 电力机车工作原理
学习要求 :
1、了解直-直型电力机车工作原理。 2、掌握交-直型整流器电力机车工作原理。 3、了解交-直-交型电力机车工作原理。
第一章 电力机车工作原理
列车受流器在带电钢轨上接触并滑行，把电 力传导到列车上。
第一章 电力机车工作原理
? 第二节 交直型整流器电力机车工作原理
第一章 电力机车工作原理
? 一、交直型整流器电力机车工作原理
第一章 电力机车工作原理
? （3）整流器电力机车的工作特点 ? ①简化了电气化牵引的供电设备，节省
了有色金属，提高了供电效率。 ? ②调压方便，使牵引电动机的重量/造价
10
第一章 电力机车工作原理
转子回路串电阻时的机械特性
sn 0 n1 sm sm1 sm2
10
r2
r2+Rs1 r 2+R s2 r 2+R s3 Tst Tst1 Tst2 Tm Tem
第一章 电力机车工作原理
定子串接电抗器时的机械特性
sn 0 n1 sm' sm
10
xst Tm'
Tm Tem
功分量
I
' 2
cos?
2
相互作用产生的。
参数表达式： 第一章 电力机车工作原理
Tem
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? 说明：电磁转矩与电源参数（Ｕ、f）、
结构参数（r、x、m、p）和运行参数（s） 有关。
第一章 电力机车工作原理
电气制动要求。 ? 3、转向架中的机电能量转换装置
第一章 电力机车工作原理
交流传动机车的主要组成 ? 电机 ? 牵引变频器 ? 设备与功率器件
辅助变频器 主变频器及电机驱动模块
动力制动模块 通讯模块 空气系统模块
电子设备
第一章 电力机车工作原理
? 第七节 电力机车的基本特性
第一章 电力机车工作原理
则负载电机在一个周期内的平均电压为
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调节CH的导通时间即可调节牵引电机的端电压从
而调速。
第一章 电力机车工作原理
? 三、直流电力机车的供电与受流 ? 1、高架接触网供电 ? 2、第三轨供电 ? 带电钢轨通常设于两轨之间或一轨的外侧，
? 一、概述 ? 交直交型电力机车是指由各种变流器供电的交流
异步或同步电动机作为传动电机的电力机车或电 动车组。 ? 系统结构如图：
第一章 电力机车工作原理
分类：根据中间回路选择的储能元件不同可分：
? 电流型：
电压型：
第一章 电力机车工作原理
? 二、交-直-交型电力机车工作原理
整流环节：将交流电转变为直流电。 直流滤波储能环节：减少电流的脉动，降低 谐波，提高机车的功率因数;储存直流电能. 逆变器：将直流电转变成三相交流电。 电抗器：减少高频成分，抑制谐波。
比降低。 ? ③可获得良好的牵引性能和启动性能，
提高机车运行的可靠性。
第一章 电力机车工作原理
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
第一章 电力机车工作原理
? 第三节 交直交型电力机车工作原理
第一章 电力机车工作原理