項(xiàng)目一 直流牽引電機(jī) 任務(wù)8 直流牽引電機(jī)在電動(dòng)車組中的應(yīng)用

任務(wù)八直流牽引電機(jī)在電動(dòng)車組中的應(yīng)用任務(wù)八直流牽引電機(jī)在電動(dòng)車組中的應(yīng)用和制動(dòng)一、直流電動(dòng)機(jī)的特性控制城市軌道交通車輛的牽引動(dòng)力要求負(fù)載轉(zhuǎn)矩可以在較大范圍內(nèi)變動(dòng)，具有軟特性的串勵(lì)電機(jī)應(yīng)用比較廣泛。串勵(lì)電動(dòng)機(jī)空載轉(zhuǎn)速是滿載轉(zhuǎn)速的好幾倍，其特性為雙曲線，當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，速度便自動(dòng)降低，功率輸出可以保持恒定，由電網(wǎng)供電的功率也保持在穩(wěn)定的數(shù)值而不致有大的波動(dòng)。任務(wù)八直流牽引電機(jī)在電動(dòng)車組中的應(yīng)用和制動(dòng)采用積復(fù)勵(lì)和他勵(lì)電機(jī)，可以使動(dòng)車主電路更為簡單。如果保證電樞電流總是與勵(lì)磁電流相等，即Ia＝If，則電樞繞組和勵(lì)磁繞組分?jǐn)嗟乃麆?lì)電動(dòng)機(jī)將具有串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁特性。也就是說，只要?jiǎng)?lì)磁電流If是隨著電樞電流Ia的變化而變化，勵(lì)磁方式是他勵(lì)的電動(dòng)機(jī)，就可以具有串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的特性。他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)二、直流電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向直流電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向取決于電磁轉(zhuǎn)矩方向，而電磁轉(zhuǎn)矩的方向取決于磁通與電樞電流相互作用的方向。故實(shí)際改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向的方法有兩種：（1）改變磁通（即勵(lì)磁電流）的方向，可改變電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。（2）改變電樞電流的方向，可改變電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向。若同時(shí)改變磁通方向及電樞電流的方向，則直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向維持不變。直流（脈流）牽引電動(dòng)機(jī)常采用勵(lì)磁繞組反接法來改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。任務(wù)八直流牽引電機(jī)在電動(dòng)車組中的應(yīng)用和制動(dòng)對(duì)于城市軌道交通車輛，常采用單獨(dú)改變牽引電動(dòng)機(jī)電樞電流方向的方法。任務(wù)八直流牽引電機(jī)在電動(dòng)車組中的應(yīng)用和制動(dòng)電動(dòng)機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)達(dá)到正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的過程稱為起動(dòng)過程。在電動(dòng)機(jī)機(jī)械負(fù)載不變的條件下，用人為方法調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速稱為調(diào)速。起動(dòng)和調(diào)速是應(yīng)用電動(dòng)機(jī)必須解決的問題，起動(dòng)的實(shí)質(zhì)都是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速表達(dá)式均適用。電動(dòng)車組運(yùn)行過程中，有時(shí)需要盡快使?fàn)恳姍C(jī)停轉(zhuǎn)或從高速運(yùn)行轉(zhuǎn)換到低速運(yùn)行；下坡時(shí)，需要限制牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以控制機(jī)車的速度。需要在牽引電機(jī)軸上加一個(gè)與轉(zhuǎn)向相反的轉(zhuǎn)矩（制動(dòng)轉(zhuǎn)矩）來實(shí)現(xiàn)，稱為牽引電機(jī)的制動(dòng)。任務(wù)八直流牽引電機(jī)在電動(dòng)車組中的應(yīng)用三、直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)過程中不僅轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，而且轉(zhuǎn)矩、電流等也發(fā)生變化。如果直接加額定電壓起動(dòng)，起動(dòng)電流很大，可達(dá)到額定電流的十幾倍。這樣大的起動(dòng)電流將帶來以下不良影響：（1）使電動(dòng)機(jī)換向惡化，產(chǎn)生嚴(yán)重的火花，導(dǎo)致電刷和換向器表面燒損。（2）產(chǎn)生很大的電磁轉(zhuǎn)矩，使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)機(jī)械受到強(qiáng)烈沖擊而損壞。（3）使電網(wǎng)電壓波動(dòng)，影響供電的穩(wěn)定性。在起動(dòng)時(shí)必須設(shè)法限制起動(dòng)電流。除了個(gè)別容量很小的電動(dòng)機(jī)外，一般直流電動(dòng)機(jī)是不允許直接起動(dòng)的。任務(wù)八直流牽引電機(jī)在電動(dòng)車組中的應(yīng)用四、速度調(diào)節(jié)1.電樞回路串接電阻調(diào)速串勵(lì)電動(dòng)機(jī)電樞串接電阻時(shí)的機(jī)械特性。在某一負(fù)載下，電樞串入的電阻越大，轉(zhuǎn)速越低。優(yōu)點(diǎn)：只需增設(shè)電阻和切換開關(guān)，設(shè)備簡單，控制方便。缺點(diǎn)：能耗較大，經(jīng)濟(jì)性差；速度調(diào)節(jié)是有級(jí)的，調(diào)速平滑性差。任務(wù)八直流牽引電機(jī)在電動(dòng)車組中的應(yīng)用和制動(dòng)變阻控制調(diào)速北京地鐵運(yùn)行較早的BJ-4型電動(dòng)車組就是采用變阻控制器，逐級(jí)切換主回路中的起動(dòng)電阻，已實(shí)現(xiàn)牽引電動(dòng)機(jī)的調(diào)速。斬波調(diào)阻控制北京地鐵運(yùn)行BJ-6型電動(dòng)車組采用了可控硅斬波調(diào)阻代替有級(jí)切換電阻，實(shí)現(xiàn)無級(jí)平滑調(diào)速，列車平穩(wěn)性較好。任務(wù)八直流牽引電機(jī)在電動(dòng)車組中的應(yīng)用2.改變電源電壓調(diào)速串勵(lì)電動(dòng)機(jī)電壓降低時(shí)的機(jī)械特性。在某一負(fù)載下，電壓越低，轉(zhuǎn)速也越低。為保證電機(jī)安全運(yùn)行，電壓只能以額定電壓UN為上限向下調(diào)節(jié)，也稱降壓調(diào)速。優(yōu)點(diǎn)：電源電壓如能平滑調(diào)節(jié)，就可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速；調(diào)速中無附加能量損耗。缺點(diǎn)：需要專用的調(diào)壓電源，成本較高；轉(zhuǎn)速只能調(diào)低，不能調(diào)高。任務(wù)八直流牽引電機(jī)在電動(dòng)車組中的應(yīng)用1）改變牽引電動(dòng)機(jī)的聯(lián)結(jié)方法調(diào)速例如串并聯(lián)的方式。由于聯(lián)結(jié)的方式有限，所以可調(diào)的電壓等級(jí)有限，同時(shí)使電動(dòng)機(jī)的連接復(fù)雜。2）斬波調(diào)壓調(diào)速在電動(dòng)機(jī)與電源之間串接斬波器，調(diào)節(jié)斬波器的導(dǎo)通比來改變電動(dòng)機(jī)的端電壓。串并聯(lián)控制原理

斬波調(diào)壓電路任務(wù)八直流牽引電機(jī)在電動(dòng)車組中的應(yīng)用3.改變主磁通調(diào)速串勵(lì)電動(dòng)機(jī)磁通減弱時(shí)的機(jī)械特性。在某一負(fù)載下磁通越弱，轉(zhuǎn)速越高。改變磁通只能在額定磁通下減弱磁通，又稱為弱磁調(diào)速。這種調(diào)速方法設(shè)備簡單、控制方便、功率損耗小，可以提高電機(jī)的轉(zhuǎn)速，是直流電動(dòng)機(jī)常用的調(diào)速方法之一。安裝在動(dòng)車組上的直流電機(jī)，常采用改變電壓和改變磁通調(diào)速。任務(wù)八直流牽引電機(jī)在電動(dòng)車組中的應(yīng)用五、制動(dòng)1.能耗制動(dòng)電樞回路斷開電源外接制動(dòng)電阻，勵(lì)磁回路由其他電路供電。把機(jī)車和列車的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，消耗在制動(dòng)電阻上，故稱為能耗制動(dòng)。產(chǎn)生的電樞電流（制動(dòng)電流）為：能耗制動(dòng)時(shí)電路原理接線圖串勵(lì)式電阻制動(dòng)任務(wù)八直流牽引電機(jī)在電動(dòng)車組中的應(yīng)用2.回饋制動(dòng)電力機(jī)車下坡時(shí)，重力加速度的作用使車速增高，牽引電機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨之增大，