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1、第29卷第1期兰州交通大学学报Vol.29No.12010年2月JournalofLanzhouJiaotongUniversityFeb.2010文章编号:10014373(2010)01009005大功率交流传动电力机车牵引特性分析*12董雪婷,黄超(1.兰州交通大学交通运输学院,甘肃兰州730070;2.中铁第一勘察设计院线路运输处,陕西西安710043)摘要:在铁路客运高速化、货运重载化的同时,货运列车提速也已逐渐提到日程上来,机车的最高运行速度将会达到120km/h
2、.电力机车牵引传动制式将由直流传动变为交流传动,大功率交流机车将逐步取代直流机车.从大功率交流机车牵引性能、牵引质量适应性和制动性能等3方面,对大功率交流机车进行了介绍,并以大包线集包段为例,对大功率交流机车的应用进行了验证.关键词:大功率;交流传动;电力机车中图分类号:U264.2文献标志码:A随着我国经济的快速发展,我国的铁路建设也生环火现象.由于换向及环火这一类问题的存在,则正处在快速发展的进程中,同时也对铁路提出了新要求电动机换向片之间电压不能过高,这样使得直的要求.在铁路客
3、运高速化、货运重载化的同时,货流电动机的设计容量和高速时的利用功率都受到限运列车提速也已逐渐提到日程上来,机车的最高运制,直流机车高速利用功率只能达到额定功率的行速度将会达到120km/h.截止2007年,我国国家75%.随着交流传动技术的发展,从构造特点上改进铁路机车拥有量约为1.73万台,其中电力机车共约了上述直流传动的缺点,使得交流机车具有良好的6000台,占总机车数的35%,货运机车走行公里牵引性能、较高的功率因素、较小的干扰谐波、良好46%由电力机车完成.电力机车主要分直流传动电的动态控
4、制性能和粘着利用高等特点.同时,交流电力机车(以下简称直流机车)和交流传动电力机车力机车改变机车传统设计,除受电弓及支持绝缘子(以下简称交流机车)2种.目前,我国电气化铁路所之外,全部高压设备由车顶移至车内,提高了机车高采用的机车大部分为韶山系列的直流机车,轴功率压设备在雨雾等天气的抗污染能力.为800kW,最高速度为100km/h.由于直流电力机1.1.2优点及牵引特性车在高速时利用功率受到限制,不能适应高速化、大当电力机车结构确定后,机车的额定功率、牵引容量化的发展要求,从而电力机车牵引传动
5、制式将力、速度取决于牵引电动机的额定功率、启动扭矩、由直流传动变为交流传动,大功率交流机车将逐步转速等特性.与直流电动机相比,交流电动机具有以取代直流机车.下优点:本文从大功率交流机车牵引性能、牵引质量适1)良好的牵引性能.可实现宽范围的平滑调应性和制动性能等3方面,对大功率交流机车进行速,使机车在高速时功率因素接近1,恒功调速比可了介绍,并以大包线集包段为例,对大功率交流机车以大于2,并能发挥较大的起动牵引力.的牵引性能进行了验证.2)功率因素高,谐波干扰小.采用四象限调节变流器,通过PWM的控
6、制方法,不但使功率因素接1大功率交流电力机车主要性能近1,且能减小对通信信号的干扰.1.1大功率交流电力机车的特点3)动态控制性能和粘着利用好.交流异步电动机1.1.1电机特点其防空转性能好.采用直接力矩控制取代了电流控制,直流电力机车的直流电动机在结构上存在接触不但提高了系统的稳定性,而且使机车的牵引力沿着式的机械换向器,运行中很容易产生换向火花和发轮轨控制,适合机车的高速、重载牵引的要求.*收稿日期:20091118作者简介:董雪婷(1989),女,甘肃张掖人.第1期董雪婷等:大功
7、率交流传动电力机车牵引特性分析914)功率大、重量轻、运行可靠.较直流机省去许式中:Fg为列车最大运行速度时的机车牵引力,多相关设备,在相同的轴重和机车空间内,电动机功kN;为回转质量系数,=0.06;a为列车加速度,率可达1400~2000kW.同时,由于采用了微机控按∀牵规#的规定,货物列车取为0.005.制实现故障自诊功能,运行的可靠性得以提高.3)起动条件限制的牵引质量Gq:Gq应满足起5)节能.采用四象限调节变流器,方便地实现动时列车的全阻力等于起动时的机车计算起动牵引牵引和再生制动之间
8、的能量转换,节能效果显著.机力的条件,其计算公式为-3车再生制动功率的提高,将有更多的电能反馈回接Fqy-P(q+iq)g10Gq=-3(3)(!q+iq)g10触网.交流电力机车与直流电力机车牵引特性如图1式中:q为每台机车起动单位基本阻力,N/kN;!q所示(以HXD1和SS4为例).为车列起动单位基本阻力,N/kN;iq为起动坡度.4)动力制动限制的牵引质量Gd:列车在长大下坡道上运行时,以机车的动力制动控制列车的增速,完全靠动力制动维持列车匀速运行的牵引
