机车的电气制动
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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。
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， B
控制α，调节Ud，保持恒制动力；
加馈
if最大 调Ud
③ AD段：加馈电阻制动
D
A
Ud最大 B调if
到Ａ点时速度很低，Ｅ很
Ud=0
Ud=Udmax
小，α＝90º,Ｕd=0。如没 有加馈制动，可ＯＡ下降，
If=ifmax C
BC:最大制动电流限制
B(制动力)
CD:牵引电机的安全换向限制
o
DE:机车结构速度限制
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。
三、电阻制动（续2）
３、电阻制动范围 制动时的基本方程：
其中：Cm-电机转矩常数 Ce-电势常数 得到转矩表达式：
if
Iz
M2
能耗电阻制动
if
Iz
M2
+ Ud 加馈电阻制动
Uz Uz
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
是能耗电阻制动。如采加馈 o
制动，α<90º, Ｕd为正，
V
可恒制动力制停。
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。
６、再生制动主电路
８K机车制动时，全控桥
再生接电机；半控桥整流
控制励磁电流。
25kV
作业：
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；
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
A
Ud最大 调if
B
Ud=0
Ud=Udmax
If=ifmax
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
时容易发生再生颠覆。 ⑤ 对线路要求较高。
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
来自百度文库
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，Σ Ｒ－电枢回路电 阻之和，含稳定电阻Rst。
四、再生制动（续２）
三、电阻制动（续9)
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
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
D241
Lf1 Lf2 Rsh
60 Dk 103
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
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。
８Ｋ机车Rst=0.45Ω消耗 1/3的制动功率
T2
a1 x1
id L
ud
T3 +
E
if M2
Rst
四、再生制动（续3）
加馈制动效果
Rz=0.6Ω
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。
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， B
控制α，调节Ud，保持恒制动力；
加馈
if最大 调Ud
③ AD段：加馈电阻制动
D
A
Ud最大 B调if
到Ａ点时速度很低，Ｅ很
Ud=0
Ud=Udmax
小，α＝90º,Ｕd=0。如没 有加馈制动，可ＯＡ下降，
If=ifmax C
BC:最大制动电流限制
B(制动力)
CD:牵引电机的安全换向限制
o
DE:机车结构速度限制
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。
三、电阻制动（续2）
３、电阻制动范围 制动时的基本方程：
其中：Cm-电机转矩常数 Ce-电势常数 得到转矩表达式：
if
Iz
M2
能耗电阻制动
if
Iz
M2
+ Ud 加馈电阻制动
Uz Uz
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
是能耗电阻制动。如采加馈 o
制动，α<90º, Ｕd为正，
V
可恒制动力制停。
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。
６、再生制动主电路
８K机车制动时，全控桥
再生接电机；半控桥整流
控制励磁电流。
25kV
作业：
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；
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
A
Ud最大 调if
B
Ud=0
Ud=Udmax
If=ifmax
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
时容易发生再生颠覆。 ⑤ 对线路要求较高。
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
来自百度文库
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，Σ Ｒ－电枢回路电 阻之和，含稳定电阻Rst。
四、再生制动（续２）
三、电阻制动（续9)
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
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
D241
Lf1 Lf2 Rsh
60 Dk 103
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
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。
８Ｋ机车Rst=0.45Ω消耗 1/3的制动功率
T2
a1 x1
id L
ud
T3 +
E
if M2
Rst
四、再生制动（续3）
加馈制动效果
Rz=0.6Ω
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