電力牽引制動(dòng)特性

1、第三章第三章 電力牽引制動(dòng)特性電力牽引制動(dòng)特性 3.1 3.1 概概述述 3.2 3.2 電力牽引電阻制動(dòng)電力牽引電阻制動(dòng) 3.3 3.3 電力牽引再生制動(dòng)電力牽引再生制動(dòng) 3.1 概述概述 列車運(yùn)行中，下坡限速、彎道或進(jìn)站減速、到站停車或列車運(yùn)行中，下坡限速、彎道或進(jìn)站減速、到站停車或線路上臨時(shí)停車等，均由制動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。線路上臨時(shí)停車等，均由制動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。制動(dòng)要求制動(dòng)要求：安全安全（制停、下長大坡的限速等）（制停、下長大坡的限速等）、可靠可靠。制動(dòng)方式制動(dòng)方式: : 按能量轉(zhuǎn)移按能量轉(zhuǎn)移（轉(zhuǎn)：能量轉(zhuǎn)化；移：將轉(zhuǎn)化后的能量消耗掉）（轉(zhuǎn)：能量轉(zhuǎn)化；移：將轉(zhuǎn)化后的能量消耗掉）方式分方式分：（分類方式有

2、多種）（分類方式有多種）摩擦制動(dòng)摩擦制動(dòng)：通過：通過摩擦摩擦制動(dòng)，將列車制動(dòng)，將列車動(dòng)能轉(zhuǎn)化動(dòng)能轉(zhuǎn)化為為熱能熱能消散。如壓消散。如壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的閘瓦制動(dòng)、輪盤制動(dòng)縮空氣驅(qū)動(dòng)的閘瓦制動(dòng)、輪盤制動(dòng)（后者優(yōu)，動(dòng)車組常用）（后者優(yōu)，動(dòng)車組常用）。電阻制動(dòng)電阻制動(dòng)：通過電機(jī)將列車：通過電機(jī)將列車動(dòng)能轉(zhuǎn)化動(dòng)能轉(zhuǎn)化為為電能電能再由再由電阻轉(zhuǎn)電阻轉(zhuǎn)化為化為熱熱能能風(fēng)冷來制動(dòng)。風(fēng)冷來制動(dòng)。（交直機(jī)車常用）（交直機(jī)車常用）再生制動(dòng)再生制動(dòng)：通過電機(jī)將列車：通過電機(jī)將列車動(dòng)能轉(zhuǎn)化動(dòng)能轉(zhuǎn)化為為電能回饋電網(wǎng)電能回饋電網(wǎng)來制動(dòng)。來制動(dòng)。（經(jīng)濟(jì)，直流、交流傳動(dòng)均用，尤其是交流傳動(dòng)）經(jīng)濟(jì)，直流、交流傳動(dòng)均用，尤其是交流傳動(dòng)）

3、3.1 概述概述磁軌制動(dòng)磁軌制動(dòng)：通過通過電磁吸力電磁吸力使摩擦板緊壓鋼軌滑動(dòng)使摩擦板緊壓鋼軌滑動(dòng)摩擦，摩擦，將列車將列車動(dòng)能轉(zhuǎn)化動(dòng)能轉(zhuǎn)化為為熱能熱能消散于大氣來制動(dòng)。消散于大氣來制動(dòng)。 特點(diǎn)特點(diǎn)：不受輪軌粘著力限制，可在粘著力外再獲一制動(dòng)力。：不受輪軌粘著力限制，可在粘著力外再獲一制動(dòng)力。 應(yīng)用應(yīng)用：配合其他制動(dòng)配合其他制動(dòng)產(chǎn)生較大制動(dòng)力；緊急制動(dòng)，可滿足動(dòng)產(chǎn)生較大制動(dòng)力；緊急制動(dòng)，可滿足動(dòng)車組對(duì)制動(dòng)距離的要求。車組對(duì)制動(dòng)距離的要求。軌道渦流制動(dòng)軌道渦流制動(dòng)：類似磁軌制動(dòng)，但電磁鐵距軌幾毫米，：類似磁軌制動(dòng)，但電磁鐵距軌幾毫米，鋼軌感鋼軌感應(yīng)渦流應(yīng)渦流，從而產(chǎn)生，從而產(chǎn)生電磁吸力電磁吸力來制

4、動(dòng)。來制動(dòng)。（動(dòng)能（動(dòng)能電能電能熱能）熱能）旋轉(zhuǎn)渦流制動(dòng)旋轉(zhuǎn)渦流制動(dòng)：類似軌道渦流制動(dòng)，但是裝在車軸的金屬盤感類似軌道渦流制動(dòng)，但是裝在車軸的金屬盤感應(yīng)渦流。應(yīng)渦流。 應(yīng)用：日本新干線應(yīng)用：日本新干線100系、系、300系、系、700系。系。翼板制動(dòng)翼板制動(dòng)：通過車體伸出：通過車體伸出翼板翼板增加空增加空氣阻力氣阻力來制動(dòng)（增加來制動(dòng)（增加34倍）。倍）。（處于試驗(yàn)中）（處于試驗(yàn)中） （注：電力機(jī)車常用電制動(dòng)、空氣制動(dòng)，故本章學(xué)習(xí)電制動(dòng)）（注：電力機(jī)車常用電制動(dòng)、空氣制動(dòng)，故本章學(xué)習(xí)電制動(dòng)）3.1 概述概述CRH1轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)向架輪盤制動(dòng)輪盤制動(dòng)3.1 概述概述3.1 概述概述3.1 概述概述復(fù)合

5、制動(dòng)技術(shù)復(fù)合制動(dòng)技術(shù)3.1 概述概述一、電氣制動(dòng)的基本原理一、電氣制動(dòng)的基本原理 利用電機(jī)的可逆原理，制動(dòng)時(shí)牽引利用電機(jī)的可逆原理，制動(dòng)時(shí)牽引電機(jī)電機(jī)作作發(fā)電發(fā)電機(jī)機(jī)，列車，列車慣性力帶動(dòng)電機(jī)發(fā)電，將慣性力帶動(dòng)電機(jī)發(fā)電，將列車動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能列車動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能。 電機(jī)輸出制動(dòng)電流電機(jī)輸出制動(dòng)電流，電機(jī)，電機(jī)軸上的反轉(zhuǎn)矩作用于機(jī)車動(dòng)輪軸上的反轉(zhuǎn)矩作用于機(jī)車動(dòng)輪形成制動(dòng)力形成制動(dòng)力。二、電氣制動(dòng)的形式二、電氣制動(dòng)的形式電阻制動(dòng)電阻制動(dòng)：制動(dòng)產(chǎn)生的制動(dòng)產(chǎn)生的電能電能由由電阻電阻轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為熱能熱能消耗掉。消耗掉。再生制動(dòng)再生制動(dòng)：制動(dòng)產(chǎn)生的制動(dòng)產(chǎn)生的電能電能重新重新反饋反饋到供電到供電電網(wǎng)電網(wǎng)加以利用

6、。節(jié)加以利用。節(jié)約電能，經(jīng)濟(jì)。約電能，經(jīng)濟(jì)。 3.1 概述概述三、電氣制動(dòng)的優(yōu)越性三、電氣制動(dòng)的優(yōu)越性1 1、提升列車行車的安全、提升列車行車的安全摩擦制動(dòng)摩擦制動(dòng)：靠閘瓦與車輪的：靠閘瓦與車輪的機(jī)械摩擦來減速機(jī)械摩擦來減速。摩擦系數(shù)隨溫升而摩擦系數(shù)隨溫升而下降下降，則制動(dòng)的效能隨列車速度、載重、長度的提高而下降，則制動(dòng)的效能隨列車速度、載重、長度的提高而下降，高速高速時(shí)呈時(shí)呈不穩(wěn)不穩(wěn)定性定性。電氣制動(dòng)電氣制動(dòng)：速度越高速度越高制動(dòng)制動(dòng)效果越明顯效果越明顯，且與制動(dòng)時(shí)間無關(guān)。，且與制動(dòng)時(shí)間無關(guān)。2 2、減少閘瓦與車輪的摩擦、減少閘瓦與車輪的摩擦 機(jī)械制動(dòng)摩擦嚴(yán)重，速度越高，制動(dòng)強(qiáng)度大，摩擦大；

7、低機(jī)械制動(dòng)摩擦嚴(yán)重，速度越高，制動(dòng)強(qiáng)度大，摩擦大；低速則相反。速則相反。 高速高速時(shí)時(shí)電氣制動(dòng)電氣制動(dòng)，低速低速時(shí)時(shí)機(jī)械制動(dòng)機(jī)械制動(dòng)（動(dòng)車組為輪盤制動(dòng)）（動(dòng)車組為輪盤制動(dòng)）。 3.1 概述概述3 3、提高列車下坡運(yùn)行的速度、提高列車下坡運(yùn)行的速度摩擦制動(dòng)摩擦制動(dòng)：每次排風(fēng)制動(dòng)后約需一分鐘的緩解，待風(fēng)壓恢復(fù)后才：每次排風(fēng)制動(dòng)后約需一分鐘的緩解，待風(fēng)壓恢復(fù)后才能再次制動(dòng)，造成下坡速度波動(dòng)大，使列車能再次制動(dòng)，造成下坡速度波動(dòng)大，使列車平均速度下降平均速度下降。電氣制動(dòng)電氣制動(dòng)：制動(dòng)性能：制動(dòng)性能與制動(dòng)時(shí)間無關(guān)與制動(dòng)時(shí)間無關(guān)，可使列車下坡速度提高，可使列車下坡速度提高8%8%，因而提高運(yùn)輸能力。，因

8、而提高運(yùn)輸能力。四、電制動(dòng)的基本要求四、電制動(dòng)的基本要求 電氣制動(dòng)的基本要求：電氣制動(dòng)的基本要求：v 機(jī)械穩(wěn)定性機(jī)械穩(wěn)定性 即偶然因素使速度即偶然因素使速度v v制動(dòng)力制動(dòng)力B BV ，從而保持，從而保持原穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。原穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。 3.1 概述概述v 電氣穩(wěn)定性電氣穩(wěn)定性 在一定速度在一定速度v v，瞬時(shí)電流擾動(dòng)，電氣系統(tǒng)能自動(dòng)，瞬時(shí)電流擾動(dòng)，電氣系統(tǒng)能自動(dòng)恢復(fù)到原平衡狀態(tài)?；謴?fù)到原平衡狀態(tài)。v 各臺(tái)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)力應(yīng)力求相等各臺(tái)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)力應(yīng)力求相等 電機(jī)制動(dòng)時(shí)的負(fù)載分配盡可電機(jī)制動(dòng)時(shí)的負(fù)載分配盡可能均勻，若客觀原因暫時(shí)分配不均，則在客觀原因消失后能能均勻，若客觀原因暫時(shí)分配不均，則在客觀

9、原因消失后能自動(dòng)恢復(fù)均勻分配。自動(dòng)恢復(fù)均勻分配。v 外界條件暫時(shí)變化外界條件暫時(shí)變化（如網(wǎng)壓波動(dòng)、粘著條件變化以及人為調(diào)節(jié)制動(dòng)力（如網(wǎng)壓波動(dòng)、粘著條件變化以及人為調(diào)節(jié)制動(dòng)力等）等），無過大無過大的的電流電流沖擊和沖擊和制動(dòng)力沖擊制動(dòng)力沖擊。v 制動(dòng)性能良好制動(dòng)性能良好，工作可靠工作可靠，所增加的電氣設(shè)備體積小、重量，所增加的電氣設(shè)備體積小、重量輕、線路簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單、易于檢修。輕、線路簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單、易于檢修。 3.2 電力牽引電阻制動(dòng)電力牽引電阻制動(dòng) 電阻制動(dòng)一般電阻制動(dòng)一般常用于直流傳動(dòng)常用于直流傳動(dòng)。直流傳動(dòng)電機(jī)的電樞串制。直流傳動(dòng)電機(jī)的電樞串制動(dòng)電阻，而勵(lì)磁分串勵(lì)、他勵(lì)兩種。動(dòng)電阻，而

10、勵(lì)磁分串勵(lì)、他勵(lì)兩種。他勵(lì)電阻制動(dòng)他勵(lì)電阻制動(dòng)：電路如圖（：電路如圖（a a）所示，調(diào)勵(lì)磁電流即調(diào)制動(dòng)電流）所示，調(diào)勵(lì)磁電流即調(diào)制動(dòng)電流和制動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)車運(yùn)行速度的控制。（和制動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)車運(yùn)行速度的控制。（電力機(jī)車常用電力機(jī)車常用）串勵(lì)電阻制動(dòng)串勵(lì)電阻制動(dòng)：電路如圖（：電路如圖（b b）所示，勵(lì)磁繞組反向與電樞串，）所示，勵(lì)磁繞組反向與電樞串，再與制動(dòng)電阻再與制動(dòng)電阻R RZ Z形成回路。調(diào)形成回路。調(diào)R RZ Z可調(diào)制動(dòng)電流和制動(dòng)力?？烧{(diào)制動(dòng)電流和制動(dòng)力。注意注意：MIZEDZR。R RZ Z多抽頭多抽頭，需開關(guān)電器，需開關(guān)電器，線線路復(fù)雜路復(fù)雜，設(shè)備多；，設(shè)備多；有級(jí)制動(dòng)有級(jí)制動(dòng)，不

11、利平穩(wěn)運(yùn)行不利平穩(wěn)運(yùn)行；R RZ Z不宜過不宜過大大，否則會(huì)電機(jī)不能自激；，否則會(huì)電機(jī)不能自激；多臺(tái)電機(jī)多臺(tái)電機(jī)并并聯(lián)聯(lián)共用共用一個(gè)一個(gè)R RZ Z時(shí)，時(shí)，會(huì)出現(xiàn)會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定不穩(wěn)定狀態(tài)（電力機(jī)車狀態(tài)（電力機(jī)車各電機(jī)各自有各電機(jī)各自有R RZ Z）。）。 ZRMIZED(a) (b)(a) (b) 圖圖3-1 3-1 電阻制動(dòng)原理圖電阻制動(dòng)原理圖 3.2 電力牽引電阻制動(dòng)電力牽引電阻制動(dòng)一、他勵(lì)式電阻制動(dòng)的穩(wěn)定性一、他勵(lì)式電阻制動(dòng)的穩(wěn)定性1 1、機(jī)械穩(wěn)定性、機(jī)械穩(wěn)定性簡(jiǎn)析簡(jiǎn)析：圖：圖3-23-2為他勵(lì)電阻制動(dòng)特性曲線，為他勵(lì)電阻制動(dòng)特性曲線，a a點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，若偶然點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，若偶然因素有因素有

12、V V運(yùn)行到運(yùn)行到b b點(diǎn)，因制動(dòng)力點(diǎn)，因制動(dòng)力B Bb bB Ba a，從而迫使，從而迫使V V降回到降回到a a點(diǎn)點(diǎn)；反之，則相反。；反之，則相反。結(jié)論結(jié)論：他勵(lì)式電阻制動(dòng)機(jī)械穩(wěn)定性條件：他勵(lì)式電阻制動(dòng)機(jī)械穩(wěn)定性條件 （3-13-1） .B0V.aVbVaVb圖圖3-2 3-2 電阻制動(dòng)的機(jī)械穩(wěn)定性電阻制動(dòng)的機(jī)械穩(wěn)定性 0dVdB 實(shí)際中，在高速區(qū)、制動(dòng)電流恒實(shí)際中，在高速區(qū)、制動(dòng)電流恒定條件下，有（定條件下，有（3-13-1）式成立，故）式成立，故高高速區(qū)具有機(jī)械穩(wěn)定性速區(qū)具有機(jī)械穩(wěn)定性。 3.2 電力牽引電阻制動(dòng)電力牽引電阻制動(dòng)2 2、電氣穩(wěn)定性、電氣穩(wěn)定性（1 1）電壓方程式）電壓方

13、程式 他勵(lì)電阻制動(dòng)電樞回路（見前圖）電壓平衡方程式為他勵(lì)電阻制動(dòng)電樞回路（見前圖）電壓平衡方程式為 （3-23-2） dtdILRRIVCEZZZZVZ)(012AUIZ+LdIZtd圖圖3-3 3-3 他勵(lì)電阻制動(dòng)回路電勢(shì)曲線他勵(lì)電阻制動(dòng)回路電勢(shì)曲線 式中，式中，E EZ Z為電機(jī)發(fā)電電勢(shì)，為電機(jī)發(fā)電電勢(shì)，Z Z為他為他勵(lì)磁通，勵(lì)磁通，RR為電機(jī)總電阻為電機(jī)總電阻（主要是（主要是電樞的）電樞的），L L為制動(dòng)回路的電感為制動(dòng)回路的電感（制（制動(dòng)電流穩(wěn)定時(shí)不起作用）。動(dòng)電流穩(wěn)定時(shí)不起作用）。 （2 2）回路電勢(shì)曲線）回路電勢(shì)曲線 圖圖3-33-3中，曲線中，曲線1 1為某速度時(shí)的電勢(shì)特性曲線為

14、某速度時(shí)的電勢(shì)特性曲線E EZ Z=C=CV VZ ZV V，曲線，曲線2 2為負(fù)載特性曲線為負(fù)載特性曲線I IZ Z(R(RZ Z+R)+R)，二者間縱線段表示自感電勢(shì)，二者間縱線段表示自感電勢(shì)L(dIL(dIZ Z/dt/dt) )。 3.2 電力牽引電阻制動(dòng)電力牽引電阻制動(dòng)（3 3）簡(jiǎn)析）簡(jiǎn)析 電機(jī)在電機(jī)在A A點(diǎn)穩(wěn)定點(diǎn)穩(wěn)定工作，工作，L(dIL(dIZ Z/dt/dt)=0)=0；若擾動(dòng)有；若擾動(dòng)有I IZ Z增大時(shí)，增大時(shí)，有有 ，即，即L(dIL(dIZ Z/dt/dt) )0 0， 則則I IZ Z減少回到減少回到A A點(diǎn)；若點(diǎn)；若I IZ Z減少時(shí)，有減少時(shí)，有L(dIL(dI

15、Z Z/dt/dt) )0 0，則，則I IZ Z增大回到增大回到A A點(diǎn)。點(diǎn)。故故 他勵(lì)電阻制動(dòng)具有電氣穩(wěn)定性他勵(lì)電阻制動(dòng)具有電氣穩(wěn)定性。二、他勵(lì)式電阻制動(dòng)的特性二、他勵(lì)式電阻制動(dòng)的特性 制動(dòng)特性，指電力機(jī)車電氣制動(dòng)時(shí)的各種工作特性，包制動(dòng)特性，指電力機(jī)車電氣制動(dòng)時(shí)的各種工作特性，包括速度特性括速度特性V=V=f(If(IZ Z) )、制動(dòng)力特性、制動(dòng)力特性B=B=f(If(IZ Z) )、制動(dòng)特性、制動(dòng)特性B=B=f(Vf(V) )。1 1、速度特性、速度特性V=V=f(If(IZ Z) ) 穩(wěn)定穩(wěn)定工作狀態(tài)時(shí)自感電勢(shì)為零，則式（工作狀態(tài)時(shí)自感電勢(shì)為零，則式（3-23-2）變?yōu)椋┳優(yōu)?（3

16、-33-3） )(RRInCZZDZE)(RRIVCZZZV3.2 電力牽引電阻制動(dòng)電力牽引電阻制動(dòng) 則則 電阻制動(dòng)的速度特性為電阻制動(dòng)的速度特性為 （h h） （3-43-4）式中，式中， R RZ Z、RR、C CV V均為定值。均為定值。 特性曲線如圖特性曲線如圖3-43-4，可見可見： ZVZZCRRIV)(（1 1）忽略電樞反應(yīng)，勵(lì)磁）忽略電樞反應(yīng)，勵(lì)磁I IL L一定一定（即（即Z Z定）時(shí)，有定）時(shí)，有VIVIZ Z，線性線性; ;（2 2）一個(gè)一個(gè)I IL L值值（Z Z值）值）對(duì)應(yīng)一條對(duì)應(yīng)一條制動(dòng)制動(dòng)速度特性速度特性直線直線； I IL L連續(xù)調(diào)連續(xù)調(diào)，則形成，則形成特特性面

17、性面。圖中。圖中I IL1L1I IL2L2I IL3L3; ;（3 3）調(diào)他勵(lì)電流調(diào)他勵(lì)電流，可調(diào)制動(dòng)速度可調(diào)制動(dòng)速度。圖。圖中，制動(dòng)電流中，制動(dòng)電流I IZ Z一定，一定，I IL L越小越小V V越高；越高；反之則相反。反之則相反。 0vIZL3IL2IL1I圖圖3-4 3-4 電阻制動(dòng)速度特性曲線電阻制動(dòng)速度特性曲線 3.2 電力牽引電阻制動(dòng)電力牽引電阻制動(dòng)2 2、制動(dòng)力特性、制動(dòng)力特性B=B=f(If(IZ Z) ) 他勵(lì)電阻制動(dòng)時(shí)，若他勵(lì)電阻制動(dòng)時(shí)，若I IZ Z方向不變，則方向不變，則I IL L要反向；反之則要反向；反之則相反。相反。則則 電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩就為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)

18、矩就為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 (3-5) (3-5) B0IZL3IL2IL1IZZMZICM 又又 機(jī)車的輪周制動(dòng)力機(jī)車的輪周制動(dòng)力B B與與N N臺(tái)臺(tái)牽引電機(jī)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩牽引電機(jī)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩M MZ Z的關(guān)系為的關(guān)系為 (3-6)(3-6) ZCCMDNB2故故 制動(dòng)力特性為制動(dòng)力特性為 （）（） (3-7)(3-7) ZZCMCIDCNB2 圖圖3-5 3-5 電阻制動(dòng)力特性曲線電阻制動(dòng)力特性曲線 3.2 電力牽引電阻制動(dòng)電力牽引電阻制動(dòng) 制動(dòng)力特性曲線如圖制動(dòng)力特性曲線如圖3-53-5所示，所示，可見可見： （1 1）不計(jì)電樞反應(yīng)，勵(lì)磁）不計(jì)電樞反應(yīng)，勵(lì)磁I IL L一定一定（Z Z定），定），有有BIBI

19、Z Z，線性線性。 （2 2）一個(gè)）一個(gè)I IL L值（值（Z Z值）對(duì)應(yīng)一條制動(dòng)力特性直線；勵(lì)磁電值）對(duì)應(yīng)一條制動(dòng)力特性直線；勵(lì)磁電流連續(xù)調(diào)，則形成流連續(xù)調(diào)，則形成特性面特性面。圖中。圖中I IL1L1I IL2L2I IL3L3。 （3 3）調(diào)制動(dòng)電流調(diào)制動(dòng)電流或或勵(lì)磁電流勵(lì)磁電流都可都可調(diào)制動(dòng)力調(diào)制動(dòng)力。I IZ Z一定，一定，I IL L越越大大B B越大；越大；I IL L一定，一定，I IZ Z越大越大B B越大。越大。3 3、制動(dòng)特性、制動(dòng)特性B=B=f(Vf(V) )（1 1）形式一）形式一 將式（將式（3-43-4）的）的I IZ Z式（式（3-73-7），可得制動(dòng)特性），可

20、得制動(dòng)特性 （）（） （3-83-8） VRRDCCNBZZCVMC2)(23.2 電力牽引電阻制動(dòng)電力牽引電阻制動(dòng) 制動(dòng)特性曲線如圖制動(dòng)特性曲線如圖3-63-6所示，所示，可見可見： （1 1）I IL L一定一定（即（即Z Z定），定），BVBV，線線性性；I IL L越大越大，特性特性曲線越陡曲線越陡，圖中，圖中I IL1L1I IL2L2I IL3L3。 （2 2）I IL L一定時(shí)，一定時(shí)，VBVB，說明他勵(lì)，說明他勵(lì)電阻制動(dòng)具有電阻制動(dòng)具有機(jī)械穩(wěn)定性機(jī)械穩(wěn)定性（與前述一致（與前述一致）；）；V V越低越低B B越小，故越小，故電阻制動(dòng)不用于電阻制動(dòng)不用于機(jī)車的制停機(jī)車的制停。（2

21、2）形式二）形式二0vL3IL2IL1IBZ1IZ2IZ3I圖圖3-6 3-6 電阻制動(dòng)特性曲線電阻制動(dòng)特性曲線 將式（將式（3-33-3）的）的Z Z式（式（3-73-7），可得制動(dòng)特性的另一形式），可得制動(dòng)特性的另一形式 （）（） （3-93-9） VICDRRCNBZVCZMC2)(23.2 電力牽引電阻制動(dòng)電力牽引電阻制動(dòng) 制動(dòng)特性曲線如圖制動(dòng)特性曲線如圖3-63-6所示，所示，可見可見： （1 1）I IZ Z一定一定，B1/VB1/V（反比反比），特性曲線為），特性曲線為雙曲線雙曲線。圖中。圖中I IZ1Z1I IZ2Z2I IZ3Z3。 （2)I2)IZ Z一定，在很寬范圍內(nèi)一定

22、，在很寬范圍內(nèi)B B隨隨V V的升高而降低，的升高而降低，不具有機(jī)不具有機(jī)械穩(wěn)定性械穩(wěn)定性。三、他勵(lì)式電阻制動(dòng)的控制方式三、他勵(lì)式電阻制動(dòng)的控制方式 上述分析可知，他勵(lì)電阻制動(dòng)有三種控制方式：恒磁通上述分析可知，他勵(lì)電阻制動(dòng)有三種控制方式：恒磁通、恒電流、恒速度控制。、恒電流、恒速度控制。1 1、恒磁通控制、恒磁通控制 勵(lì)磁勵(lì)磁I IL L恒定恒定（Z Z恒定），恒定），調(diào)調(diào)R RZ Z來調(diào)來調(diào)I IZ Z大小，從而大小，從而調(diào)調(diào)B B（依式（依式（3-73-7）。3.2 電力牽引電阻制動(dòng)電力牽引電阻制動(dòng)特點(diǎn)特點(diǎn)：有級(jí)有級(jí)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)，電路復(fù)雜電路復(fù)雜。應(yīng)用應(yīng)用：僅作僅作補(bǔ)充補(bǔ)充手段，即手段，即

23、低速低速區(qū)制動(dòng)力不足時(shí)區(qū)制動(dòng)力不足時(shí)短接部分短接部分R RZ Z使使BB。（如（如SSSS3 3、SSSS4 4）2 2、恒電流控制、恒電流控制 恒恒I IZ Z制動(dòng)，制動(dòng)，調(diào)調(diào)I IL L來調(diào)來調(diào)B B（依式（依式（3-73-7）。特點(diǎn)特點(diǎn)：機(jī)車特性：機(jī)車特性呈恒功率呈恒功率曲線，能曲線，能充分利用充分利用機(jī)車的機(jī)車的制動(dòng)功率制動(dòng)功率，但但機(jī)械穩(wěn)定性差機(jī)械穩(wěn)定性差。應(yīng)用應(yīng)用：相控相控機(jī)車機(jī)車低速區(qū)采用低速區(qū)采用。3 3、恒速度控制、恒速度控制 恒速恒速V V，調(diào)調(diào)I IL L來調(diào)來調(diào)B B（依式（依式（3-83-8）。特點(diǎn)特點(diǎn)：改變制動(dòng)力：改變制動(dòng)力B B來抗衡外界加速力實(shí)現(xiàn)機(jī)車恒速。來抗衡

24、外界加速力實(shí)現(xiàn)機(jī)車恒速。（調(diào)節(jié)功率（調(diào)節(jié)功率小，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制）小，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制）3.2 電力牽引電阻制動(dòng)電力牽引電阻制動(dòng)應(yīng)用應(yīng)用：下長大坡道，不斷調(diào)節(jié)：下長大坡道，不斷調(diào)節(jié)I IL L使使B B與加速力平衡，保持機(jī)車以與加速力平衡，保持機(jī)車以給定速度給定速度恒速下坡恒速下坡。四、他勵(lì)式電阻制動(dòng)的界限四、他勵(lì)式電阻制動(dòng)的界限 因受機(jī)車本身、牽引電機(jī)、制動(dòng)電阻等多因素限制，只因受機(jī)車本身、牽引電機(jī)、制動(dòng)電阻等多因素限制，只允許一定范圍內(nèi)使用電阻制動(dòng)。允許一定范圍內(nèi)使用電阻制動(dòng)。1 1、最大勵(lì)磁電流限制、最大勵(lì)磁電流限制 受勵(lì)磁繞組允許溫升限制。受勵(lì)磁繞組允許溫升限制。 0vB12345工作區(qū)圖

25、圖3-7 3-7 他勵(lì)式電阻制動(dòng)界限他勵(lì)式電阻制動(dòng)界限 圖圖3-73-7中，中，曲線曲線1 1是是最大最大I IL L對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的制動(dòng)特性曲線，其制動(dòng)特性曲線，其右方右方允許，而左方允許，而左方易發(fā)熱燒毀勵(lì)磁繞組，且磁路飽和調(diào)易發(fā)熱燒毀勵(lì)磁繞組，且磁路飽和調(diào)節(jié)效果不明顯節(jié)效果不明顯。 3.2 電力牽引電阻制動(dòng)電力牽引電阻制動(dòng)2 2、粘著限制、粘著限制 受受制動(dòng)打滑制動(dòng)打滑的的粘著限制粘著限制。 圖中圖中曲線曲線2 2是粘著限制曲線。據(jù)是粘著限制曲線。據(jù)“牽規(guī)牽規(guī)”，制動(dòng)制動(dòng)粘著系數(shù)粘著系數(shù)應(yīng)應(yīng)比牽引粘著系數(shù)低比牽引粘著系數(shù)低2020。3 3、最大制動(dòng)電流限制、最大制動(dòng)電流限制 受受電樞電樞繞組

26、繞組允許溫升允許溫升限制，并受限制，并受R RZ Z允許發(fā)熱條件允許發(fā)熱條件（允許功（允許功率、通風(fēng)散熱條件）率、通風(fēng)散熱條件）限制。限制。 以以最大最大I IZ Z代入式（代入式（3-93-9），可得圖中），可得圖中曲線曲線3 3，它表示制動(dòng)電，它表示制動(dòng)電流的限界。流的限界。4 4、換向條件限制、換向條件限制 現(xiàn)代機(jī)車牽引電機(jī)有補(bǔ)償繞組，安全換向現(xiàn)代機(jī)車牽引電機(jī)有補(bǔ)償繞組，安全換向主要主要受受電抗電電抗電勢(shì)限制勢(shì)限制。3.2 電力牽引電阻制動(dòng)電力牽引電阻制動(dòng) 高速高速制動(dòng)電流大，制動(dòng)電流大，電抗電勢(shì)會(huì)超允許值電抗電勢(shì)會(huì)超允許值。特別是。特別是I IL L較小較小時(shí)時(shí)，Z Z畸變嚴(yán)重畸變嚴(yán)重

27、，可能發(fā)生，可能發(fā)生火花火花甚至甚至環(huán)火環(huán)火。圖中。圖中曲線曲線4 4表示了表示了換向條件允許的界限。換向條件允許的界限。 因電抗電勢(shì)正比于因電抗電勢(shì)正比于VIVIZ Z，則，則VIVIZ Z。5 5、電力機(jī)車最高速度限制、電力機(jī)車最高速度限制 即機(jī)車的即機(jī)車的構(gòu)造速度構(gòu)造速度，受機(jī)車，受機(jī)車機(jī)械機(jī)械運(yùn)行部分運(yùn)行部分強(qiáng)度限制強(qiáng)度限制（還可（還可能受能受線路線路允許速度的允許速度的限制限制）。 圖中的圖中的曲線曲線5 5表示了最高速度限制。表示了最高速度限制。五、電阻制動(dòng)的不足與克服五、電阻制動(dòng)的不足與克服 電阻制動(dòng)電阻制動(dòng)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：除前述外，還有控制電路簡(jiǎn)單、制動(dòng)力：除前述外，還有控制電路簡(jiǎn)單

28、、制動(dòng)力調(diào)節(jié)方便、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。調(diào)節(jié)方便、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 3.2 電力牽引電阻制動(dòng)電力牽引電阻制動(dòng)缺點(diǎn)缺點(diǎn)：低速低速區(qū)制動(dòng)力下降快，區(qū)制動(dòng)力下降快，制動(dòng)效果差制動(dòng)效果差。解決辦法解決辦法：1 1、分級(jí)電阻制動(dòng)、分級(jí)電阻制動(dòng) 由式（由式（3-23-2）知，他勵(lì)發(fā)電機(jī)）知，他勵(lì)發(fā)電機(jī)I IL L不變不變，V VE EZ Z（R RZ Z一一定時(shí)）定時(shí)）I IZ ZBB。 減小減小R RZ Z，雖，雖VEVEZ Z，仍能，仍能保持保持I IZ Z維持維持B B。 如如SSSS3 3，R RZ Z分分1.00521.0052和和0.60.6兩級(jí)，低速時(shí)為兩級(jí)，低速時(shí)為0.60.6，B B擴(kuò)擴(kuò)大近一

29、倍。大近一倍。2 2、加饋電阻制動(dòng)、加饋電阻制動(dòng)（“補(bǔ)足補(bǔ)足”電勢(shì)電阻制動(dòng)）電勢(shì)電阻制動(dòng)） 低速，制動(dòng)回路低速，制動(dòng)回路外接附加電源外接附加電源，以，以“補(bǔ)足補(bǔ)足”低速的低低速的低E EZ Z造造成的低成的低I IZ Z，保證足夠的，保證足夠的I IZ Z，獲得，獲得足夠的足夠的B B。 3.2 電力牽引電阻制動(dòng)電力牽引電阻制動(dòng) 相控機(jī)車加饋電阻制動(dòng)原理相控機(jī)車加饋電阻制動(dòng)原理電路，回路電壓方程式為電路，回路電壓方程式為 （3-103-10）則制動(dòng)電流則制動(dòng)電流I IZ Z為為 （3-113-11） _。MRZEZ+IZ._MRZEZ+IZUJ圖圖3-8 3-8 加饋電阻制動(dòng)原理加饋電阻制動(dòng)原

30、理 )(RRIEUZZZJRREUIZZJZ 實(shí)際中，制動(dòng)電流需連續(xù)可調(diào)以及時(shí)實(shí)際中，制動(dòng)電流需連續(xù)可調(diào)以及時(shí)“補(bǔ)足補(bǔ)足”。相控機(jī)車，。相控機(jī)車，用牽引整流調(diào)壓電路作制動(dòng)加饋電源，如圖示。用牽引整流調(diào)壓電路作制動(dòng)加饋電源，如圖示。注意注意：（1 1）據(jù)計(jì)算，維持低速）據(jù)計(jì)算，維持低速B B恒定恒定，制停制停列車所列車所需外加需外加電源功率幾乎電源功率幾乎與機(jī)車與機(jī)車額定功率額定功率相等。相等。（2 2）理論上可）理論上可制停制停機(jī)機(jī)車，但實(shí)際中電機(jī)靜止，車，但實(shí)際中電機(jī)靜止，整流子整流子長時(shí)間流長時(shí)間流過額定電流過額定電流易過熱而燒壞易過熱而燒壞。故。故速度低速度低于一定值時(shí)，于一定值時(shí)，改用

31、空氣制動(dòng)改用空氣制動(dòng)來制停機(jī)車。來制停機(jī)車。SSSS3B3B、SSSS4 4改改、SSSS8 8及及SSSS9 9機(jī)車均如此。機(jī)車均如此。 3.3 電力牽引再生制動(dòng)電力牽引再生制動(dòng) 直流傳動(dòng)、交流傳動(dòng)的電力牽引均可用再生制動(dòng)，但交直流傳動(dòng)、交流傳動(dòng)的電力牽引均可用再生制動(dòng)，但交流傳動(dòng)應(yīng)用普遍，且優(yōu)先采用再生制動(dòng)。流傳動(dòng)應(yīng)用普遍，且優(yōu)先采用再生制動(dòng)。一、一、 “交交-直直” 牽引再生制動(dòng)牽引再生制動(dòng)（一）再生制動(dòng)的穩(wěn)定性（一）再生制動(dòng)的穩(wěn)定性1、機(jī)械穩(wěn)定性、機(jī)械穩(wěn)定性 分析可知，再生制動(dòng)的制動(dòng)特性分析可知，再生制動(dòng)的制動(dòng)特性B=f(V)滿足式（滿足式（3-1），），故具有制動(dòng)的故具有制動(dòng)的機(jī)械穩(wěn)

32、定機(jī)械穩(wěn)定性。性。2、電氣穩(wěn)定性、電氣穩(wěn)定性 “交交-直直”牽引，再生制動(dòng)時(shí)牽引電機(jī)通過變流裝置間接牽引，再生制動(dòng)時(shí)牽引電機(jī)通過變流裝置間接與接觸網(wǎng)聯(lián)接，則與接觸網(wǎng)聯(lián)接，則電機(jī)電機(jī)的的外部電路外部電路須首須首先保證電氣穩(wěn)定先保證電氣穩(wěn)定。 3.3 電力牽引再生制動(dòng)電力牽引再生制動(dòng)（1 1）串勵(lì)電機(jī)的電氣穩(wěn)定性）串勵(lì)電機(jī)的電氣穩(wěn)定性 “交交- -直直”牽引再生制動(dòng)原理電路牽引再生制動(dòng)原理電路（圖示）（圖示）與牽引時(shí)相同，與牽引時(shí)相同，但變流器（但變流器（全控橋全控橋）為逆變狀態(tài)。設(shè)再生制動(dòng)時(shí)電機(jī)為串勵(lì)）為逆變狀態(tài)。設(shè)再生制動(dòng)時(shí)電機(jī)為串勵(lì)發(fā)發(fā)電機(jī)電機(jī)狀態(tài)，外部特性狀態(tài)，外部特性U UD D= =f

33、(If(IZ Z) )為為 （3-123-12）MPKIZEZUdTNRIEUZZD式中，式中，E EZ Z為電機(jī)電勢(shì)，為電機(jī)電勢(shì)，RR主要為電樞主要為電樞電阻電阻（圖中未畫出）（圖中未畫出）。 逆變器逆變器N N的外特性的外特性U Ud d= =f(If(IZ Z) )，實(shí)現(xiàn)再，實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)時(shí)應(yīng)滿足生制動(dòng)時(shí)應(yīng)滿足 圖圖3-9 3-9 相控機(jī)車再生制動(dòng)原理相控機(jī)車再生制動(dòng)原理 dtdILUdtdILRIEUZDZZZd （3-133-13）或或 （3-143-14）式中，式中，L L主要為電抗器的電感。主要為電抗器的電感。 dDZUUdtdIL3.3 電力牽引再生制動(dòng)電力牽引再生制動(dòng) 圖圖3-

34、103-10為特性曲線，電機(jī)為特性曲線，電機(jī)U UD D與逆變器與逆變器U Ud d交于交于a a、b b兩點(diǎn)。兩點(diǎn)。分析分析：a a點(diǎn)不穩(wěn)定而點(diǎn)不穩(wěn)定而b b點(diǎn)穩(wěn)定點(diǎn)穩(wěn)定。a0UIZDUdUb（a a點(diǎn)點(diǎn)：某種原因使某種原因使I IZ Z（左移），有（左移），有U Ud dU UD D，據(jù)式（據(jù)式（3-143-14）知）知L(dIL(dIZ Z/dt/dt) )0 0，則，則I IZ Z繼續(xù)減小繼續(xù)減小遠(yuǎn)離遠(yuǎn)離a a點(diǎn)；反之，點(diǎn)；反之，I IZ ZUUD DU Ud d，L(dIL(dIZ Z/dt/dt) )0 0，I IZ Z繼續(xù)增大遠(yuǎn)離繼續(xù)增大遠(yuǎn)離a a點(diǎn)。點(diǎn)。b b點(diǎn)點(diǎn)：剛好相反，但

35、剛好相反，但b b點(diǎn)點(diǎn)I IZ Z值太大。）值太大。） 可見，再生制動(dòng)穩(wěn)定工作的可見，再生制動(dòng)穩(wěn)定工作的條件條件為為 （3-153-15）圖圖3-10 3-10 電機(jī)、逆變器電壓曲線電機(jī)、逆變器電壓曲線 ZdZDdIdUdIdU0ZDdIdU 若若U Ud d穩(wěn)定（常數(shù)），則條件變?yōu)榉€(wěn)定（常數(shù)），則條件變?yōu)?（3-163-16） 即平衡點(diǎn)處即平衡點(diǎn)處U UD DI IZ Z曲線曲線斜率為負(fù)斜率為負(fù)。顯然，發(fā)電機(jī)外特性下降形。顯然，發(fā)電機(jī)外特性下降形狀才能滿足要求。狀才能滿足要求。 3.3 電力牽引再生制動(dòng)電力牽引再生制動(dòng)串勵(lì)發(fā)電機(jī)串勵(lì)發(fā)電機(jī)，外特性在，外特性在大電流大電流下下才有下降形狀才有下

36、降形狀，在其，在其允許的工允許的工作范圍內(nèi)作范圍內(nèi)是是不穩(wěn)定不穩(wěn)定的。的。（2 2）他勵(lì)、并勵(lì)電機(jī)的電氣穩(wěn)定性）他勵(lì)、并勵(lì)電機(jī)的電氣穩(wěn)定性 他勵(lì)、并勵(lì)發(fā)電機(jī)，其他勵(lì)、并勵(lì)發(fā)電機(jī)，其外特性外特性曲線具有曲線具有下垂形狀下垂形狀，故再，故再生制動(dòng)時(shí)生制動(dòng)時(shí)具有電氣穩(wěn)定性具有電氣穩(wěn)定性。注意注意：v “交交- -直直”牽引，牽引，他勵(lì)他勵(lì)，隨，隨I IZ ZIIL L，電機(jī)有下降的外特性，電機(jī)有下降的外特性，保證，保證外部電氣穩(wěn)定外部電氣穩(wěn)定性性，并能保證，并能保證并聯(lián)再生發(fā)電機(jī)間并聯(lián)再生發(fā)電機(jī)間的的內(nèi)部?jī)?nèi)部電氣穩(wěn)定電氣穩(wěn)定。v “直直- -直直”牽引，牽引，串勵(lì)串勵(lì)，斬波斬波調(diào)壓調(diào)壓。調(diào)調(diào)控制角控

37、制角，滿足滿足式（式（3-3-1515）條件條件。如我國地鐵動(dòng)車。如我國地鐵動(dòng)車。 3.3 電力牽引再生制動(dòng)電力牽引再生制動(dòng)（二）再生制動(dòng)的特性（二）再生制動(dòng)的特性 再生制動(dòng)，再生制動(dòng)，全橋全橋變流，控制變流，控制9090，整流，整流逆變逆變。逆。逆變器外特性變器外特性U Ud d= =f(If(IZ Z) )與整流器外特性與整流器外特性U Ud d= =f(If(IZ Z) )有同樣的結(jié)論有同樣的結(jié)論。1 1、速度特性、速度特性V=V=f(If(IZ Z) )（1 1）V=V=f(If(IZ Z) ) 再生制動(dòng)，再生制動(dòng)，他勵(lì)發(fā)電機(jī)他勵(lì)發(fā)電機(jī)電勢(shì)平衡方程式為電勢(shì)平衡方程式為 （3-173-1

38、7） 再生制動(dòng)，機(jī)車速度特性再生制動(dòng)，機(jī)車速度特性 （h h） （3-183-18）而再生制動(dòng)電流而再生制動(dòng)電流 （3-193-19）RIUVCEZdZVZZVZdCRIUVRUVCIdZVZ3.3 電力牽引再生制動(dòng)電力牽引再生制動(dòng)淺析淺析： 因因RR很小，小很小，小VV大大I IZ Z；U Ud dI IZ Z，I IZ Z對(duì)網(wǎng)壓敏感；對(duì)網(wǎng)壓敏感；各并聯(lián)電機(jī)的各并聯(lián)電機(jī)的RR不同不同分配不均分配不均。故故各電機(jī)需各電機(jī)需串穩(wěn)定電阻串穩(wěn)定電阻R RW W均衡均衡各并聯(lián)電機(jī)的負(fù)載，并使各電機(jī)各并聯(lián)電機(jī)的負(fù)載，并使各電機(jī)具有差勵(lì)磁特性，以保電氣穩(wěn)定性。具有差勵(lì)磁特性，以保電氣穩(wěn)定性。（2 2）串）

39、串R RW W后的后的V=V=f(If(IZ Z) ) （3-203-20） （3-213-21）可見可見，R RW W直接直接影響影響各電機(jī)各電機(jī)負(fù)載分配負(fù)載分配的均勻性和的均勻性和電氣穩(wěn)定性電氣穩(wěn)定性： R RW WUUD D=C=CV VZ ZV-IV-IZ Z（R RW W+R+R）電氣穩(wěn)定性電氣穩(wěn)定性；分母；分母U Ud d小可略小可略抗網(wǎng)壓波動(dòng)抗網(wǎng)壓波動(dòng)，且電機(jī)負(fù)載，且電機(jī)負(fù)載分配越均衡分配越均衡。ZVWZdCRRIUV)(RRUVCIWdZVZ3.3 電力牽引再生制動(dòng)電力牽引再生制動(dòng) 但因但因R RW W能耗能耗、且、且I IZ ZBB，則，則R RW W不宜過大不宜過大。故故：

40、從制動(dòng)效果和穩(wěn)定性兩方面考慮，：從制動(dòng)效果和穩(wěn)定性兩方面考慮，R RW W取值應(yīng)適中取值應(yīng)適中。如。如8K8K機(jī)車機(jī)車的的R RW W為為0.450.45，消耗，消耗1/31/3的制動(dòng)功率。的制動(dòng)功率。（3 3）下限速度）下限速度VminVmin 由式（由式（3-203-20）可知：）可知：0vIZL3IL2IL1IILmaxVmin圖圖3-11 3-11 再生制動(dòng)機(jī)車速度特性再生制動(dòng)機(jī)車速度特性 當(dāng)當(dāng)Z Z一定一定，VIVIZ Z（線性線性見圖見圖3-113-11），即即I IZ ZVV；當(dāng)當(dāng)I IZ Z一定一定，V1/V1/Z Z（或（或I IL L），即），即I IL LVV； 當(dāng)當(dāng)I

41、IL L、I IZ ZVV。由于電機(jī)磁通受。由于電機(jī)磁通受I ILmaxLmax限制，則再限制，則再生制動(dòng)時(shí)機(jī)車下限速度生制動(dòng)時(shí)機(jī)車下限速度V Vminmin為為 （h h） (3-22(3-22) )maxmin)(ZVWZdCRRIUV 再生制動(dòng)再生制動(dòng)的的V=V=f(If(IZ Z) )為為直線直線。圖示中。圖示中I IL1L1I IL2L2I IL3L3，最大勵(lì)磁最大勵(lì)磁I ILmaxLmax對(duì)應(yīng)有最小速度對(duì)應(yīng)有最小速度V Vminmin。3.3 電力牽引再生制動(dòng)電力牽引再生制動(dòng)2 2、制動(dòng)力特性、制動(dòng)力特性B=B=f(If(IZ Z) ) 再生制動(dòng)，若再生制動(dòng)，若I IZ Z與牽引時(shí)

42、與牽引時(shí)同向同向，而，而Z Z（即（即I IL L）反向反向，則電磁轉(zhuǎn)矩為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。，則電磁轉(zhuǎn)矩為制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。制動(dòng)力特性同電阻制動(dòng)制動(dòng)力特性同電阻制動(dòng)（即（即B=B=f(If(IZ Z) )同式（同式（3-3-7 7）。Z Z一定一定，B=B=f(If(IZ Z) )是一條是一條直線直線( (圖圖3-3-1212），圖中，圖中I IL1L1I IL2L2I IL3L3。3 3、制動(dòng)特性、制動(dòng)特性B=B=f(Vf(V) ) 將（將（3-213-21）的）的I IZ Z（3-73-7），可得），可得B=B=f(Vf(V) ) （）（）（3-233-23）B0IZL3IL2IL1I圖圖3-12 3-1

43、2 再生制動(dòng)力特性再生制動(dòng)力特性 dZWCMCZWCVMCURRDCNVRRDCCNB)(2)(22B0VL3IL2IL1I圖圖3-13 3-13 再生制動(dòng)制動(dòng)特性再生制動(dòng)制動(dòng)特性 可見可見，當(dāng)他勵(lì)，當(dāng)他勵(lì)Z Z為定值為定值，再生制動(dòng)特性，再生制動(dòng)特性B=B=f(Vf(V) )為為直線直線（圖圖3-3-1313），圖中，圖中I IL1L1I IL2L2I IL3L3。 3.3 電力牽引再生制動(dòng)電力牽引再生制動(dòng)（三）再生制動(dòng)的界限（三）再生制動(dòng)的界限 同電阻制動(dòng)，安全運(yùn)行受五方面限制：同電阻制動(dòng)，安全運(yùn)行受五方面限制：最大勵(lì)磁最大勵(lì)磁I ILmaxLmax限制限制，對(duì)應(yīng)機(jī)車最小速度，對(duì)應(yīng)機(jī)車最小

44、速度V Vminmin ，曲，曲線線1 1；粘著條件限制粘著條件限制，曲線，曲線2 2；最大電樞電流最大電樞電流I IZmaxZmax（制動(dòng)電流）限制（制動(dòng)電流）限制，曲線，曲線3 3；安全換向限制安全換向限制，曲線，曲線4 4；最大構(gòu)造速度限制最大構(gòu)造速度限制，對(duì)應(yīng)，對(duì)應(yīng)V Vmaxmax ，曲線，曲線5 5 。 0VB12345工作區(qū)VminVmax 圖圖3-14 3-14 再生制動(dòng)界限再生制動(dòng)界限 （四）再生制動(dòng)的調(diào)節(jié)（四）再生制動(dòng)的調(diào)節(jié) 據(jù)式（據(jù)式（3-73-7）、（）、（3-233-23）知，）知，調(diào)調(diào)主磁通主磁通Z Z（即（即I IL L）或逆變）或逆變器電壓器電壓U Ud d，均

45、可，均可調(diào)調(diào)B B。 3.3 電力牽引再生制動(dòng)電力牽引再生制動(dòng)1 1、調(diào)節(jié)過程、調(diào)節(jié)過程（1 1）第一階段）第一階段高速調(diào)勵(lì)磁電流高速調(diào)勵(lì)磁電流I IL L 高速，高速，維持維持逆變器逆變器U Udmaxdmax，調(diào)調(diào)I IL L（即（即Z Z）調(diào)調(diào)I IZ Z，以提高功率系數(shù)，圖中，以提高功率系數(shù)，圖中BCBC段段。隨。隨VVI IL L，到到I IL4L4=max=max（B B點(diǎn)）點(diǎn)）為止為止；最??；最小勵(lì)磁受安全換向限制，圖中勵(lì)磁受安全換向限制，圖中I IL1L1=min=min。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)功率小功率小，可，可連續(xù)連續(xù)平滑平滑調(diào)調(diào)節(jié)。節(jié)。0VBABCD加饋IL調(diào)調(diào)UdIL3L

46、2IL1I =min=maxL4I=0UdUd3Ud2Ud1圖圖3-15 3-15 再生制動(dòng)特性再生制動(dòng)特性 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：受：受磁路飽和限制磁路飽和限制，V V不能繼續(xù)下降；同時(shí)，制動(dòng)力受制動(dòng)不能繼續(xù)下降；同時(shí)，制動(dòng)力受制動(dòng)功率限制，在功率限制，在V V越高越高時(shí)，相應(yīng)時(shí)，相應(yīng)B B也會(huì)也會(huì)越小越小。（2 2）第二階段）第二階段調(diào)逆變器電壓調(diào)逆變器電壓U Ud d 調(diào)勵(lì)在調(diào)勵(lì)在I IL4L4=max=max后維持不變，再后維持不變，再調(diào)調(diào)逆變器逆變器角來角來U Ud d。 隨隨U Ud d維持維持I IZ Z= =常數(shù)常數(shù)B B不變不變、VV，到到U Ud d=0=0（A A點(diǎn)）點(diǎn)）為止，圖中為

47、止，圖中ABAB段段所示。此階段，可控硅為不對(duì)稱觸發(fā)方式。所示。此階段，可控硅為不對(duì)稱觸發(fā)方式。 3.3 電力牽引再生制動(dòng)電力牽引再生制動(dòng)（3 3）第三階段）第三階段加饋電阻制動(dòng)加饋電阻制動(dòng) A A點(diǎn)后，變流器從逆變轉(zhuǎn)為整流，點(diǎn)后，變流器從逆變轉(zhuǎn)為整流，U Ud d改改變極性變極性后又后又從從0 0開始開始增大增大，由式（，由式（3-213-21）知（）知（U Ud d為負(fù)）此時(shí)為負(fù)）此時(shí)I IZ Z由發(fā)電機(jī)和整流共同由發(fā)電機(jī)和整流共同產(chǎn)生產(chǎn)生，以，以保保持低速時(shí)的持低速時(shí)的B B不變不變，如圖，如圖3-153-15中的中的DADA虛線虛線所示。所示。 加饋電阻制動(dòng)瞬間，曲線加饋電阻制動(dòng)瞬間，

48、曲線OAOA的斜率由式（的斜率由式（3-233-23）知（）知（U Ud d為為負(fù)）取決于電阻的大小，電阻越小斜率就越大，負(fù)）取決于電阻的大小，電阻越小斜率就越大，A A點(diǎn)速度就越點(diǎn)速度就越低。低。 加饋電阻制動(dòng)的電阻一般小于電阻制動(dòng)機(jī)車的制動(dòng)電阻。加饋電阻制動(dòng)的電阻一般小于電阻制動(dòng)機(jī)車的制動(dòng)電阻。2 2、再生制動(dòng)控制方式、再生制動(dòng)控制方式 前兩階段為前兩階段為再生制動(dòng)再生制動(dòng)工況，工況，控制方式控制方式( (決定機(jī)車的制動(dòng)功率系決定機(jī)車的制動(dòng)功率系數(shù)數(shù)) )：3.3 電力牽引再生制動(dòng)電力牽引再生制動(dòng)（1 1）維持逆變角）維持逆變角為常數(shù)控制為常數(shù)控制 因變壓器因變壓器漏抗漏抗X XC C有有換相重疊角換相重疊角，可控硅關(guān)斷后有，可控硅關(guān)斷后有恢復(fù)恢復(fù)正正向阻斷時(shí)間，即考慮一定的向阻斷時(shí)間，即考慮一定的裕度角裕度角。則逆變時(shí)，可控硅觸。則逆變時(shí)，可控硅觸發(fā)應(yīng)比交流電源電壓過零發(fā)應(yīng)比交流電源電壓過零引前引前相角相角（逆變角逆變角），即，即 （3-243-24）注意注意：通常，：通常，為為1515，為為551010，則，則一般整定在一般整定在20202525左右。左右。（在（在I IZmaxZmax、X XCmaxCmax、U Udmindmin等最不利情況下，經(jīng)計(jì)算等最不利情況下，經(jīng)計(jì)算最高可達(dá)最高可達(dá)40405050） 固定固定逆變角