内燃机车电力传动4——第四章 电阻制动

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1、技术讲座内燃机车电力传动（四）第一节电阻制动的基本概念内燃机车在制动工况时，列车的惯性力带动牵引电动机按发电机工况运转，产生与机车运行方向相反的制动力，制动列车，其所产生的电能，通过制动电阻，转换成热能，散失于大气中。由于这是依靠电阻来消耗列车的动能，所以称为电阻制动。实践证明：采用电阻制动可以提高列车在下坡道上的运行速度；大大降低机车车辆轮箍的磨耗；大量节省制动闸瓦；最小限度地使用空气制动，使闸瓦、轮箍的发热减小，因而提高了使用闸瓦时的制动效果；同时，由于列车上配备了两套制动系统，因而更能保证列车安全运行。但必须指出，由于电阻制动功率的限制，以及机车低速运行时制动力太小，电阻制动一般不能

2、单独用来停车制动。2021/7/202内燃机车电阻制动电路机车在某一速度下从牵引工况迅速过渡到电阻制动工况，主电路必须进行下列转换：（1）使牵引电动机电枢回路与牵引发电机断开；（2）将牵引电动机的励磁绕组与牵引发电机接通，建立磁场，使旋转着的牵引电动机变为他励发电机工况；（3）在牵引电动机电枢回路中接入制动电阻，使其电能消耗于制动电阻上。2021/7/203制动力的调节对制动力的调节实际上是对牵引电动机电磁转矩进行调节。根据电磁转矩公式：MD=CmφDIDZ可知，改变MD值的大小只能通过两种方法：一是变化电动机的磁通值φD；二是改变制动电流值IDZ。在内燃机车上，广泛采用调节牵引发电机电压

3、，以改变牵引电动机励磁电流及制动电流来调节制动力的方法：（1）改变柴油机—发电机组的转速，即改变司机控制器手柄位；（2）改变牵引发电机的励磁电流，一般要通过变换发电机和励磁机的励磁控制电路来实现。此外，也可通过改变制动电阻RZ的方法来调节制动电流和制动力。2021/7/204第二节电阻制动特性一、牵引电动机的制动工况电机的电磁转矩公式为：MD=CmφDIDZ（4-1）制动电路的电势平衡方程式；ED=CenDφD=IDZ(RZ+ΣRD)=IDZR'Z（4-2）由上两式可推导得：（4-3）（4-4）制动力：（4-5）速度：（4-6）2021/7/205二、制动工况范围由制动特性曲线可知，制动力

4、的大小与机车速度、电动机的制动电流和励磁电流有关。由于这些参数都有一定的限制，同时考虑到在高速运行时，牵引电动机还受到换向火花及机车结构强度的限制，因此制动力的大小有一定的限制范围。在设计制动装置时，须先计算预期的制动特性范围。进行制动特性范围计算时，需有下列原始数据：牵引电动电枢绕组发热所允许的最大电枢电流；牵引电动机励磁绕组发热所允许的最大励磁电流；牵引电动机的空载和负载特性曲线；牵引电动机的结构参数Ce、CM；机车最大速度；制动电阻值；机车传动参数，如动轮直径、齿轮传动比等。2021/7/206制动工况限制条件根据公式（4-3）或式（4-4）可推导出下列一些主要的计算公式。（1）在励

5、磁电流不变的情况下，制动力B与机车速度V的关系（4-7）若励磁电流不变，则从空载及负载特性上得到的也几乎不变，因此B和V成正比，即成线性关系。受最大励磁电流的限制。（2）在制动电流不变情况下，制动力B与机车速度V的关系（4-8）保持IDZ不变，并视其余参数为常数，则B和V成反比，即双曲线关系。IDZ受最大制动电流的限制。（3）在最大励磁电流和最大制动电流时的最大制动力由式（4-7）（4-8）导出（4-9）最大制动力只与最大励磁电流和最大电枢电流有关，与制动电阻无关。2021/7/207制动工况限制条件（4）在最大制动力时的速度VT同样由式（4-7）（4-8）导出：（4-10）最大制动力时的

6、速度VT随制动电阻R‘Z而变化，如当R’Z减小时，所对应的VT也相应变低。因此有时为了扩大电阻制动的使用范围，常常通过改变制动电阻值的办法来提高低速区的制动力。（5）受换向火花限制的制动特性将影响电机换向的电抗电势计算公式er=KIDZV代入式（4-8）得：（4-11）制动力B与速度V的三次方成反比，可见此曲线比式（4-8）所得曲线要陡。（6）受机车最高速度Vmax的限制（7）受机车粘着力的限制：Fn=1000Pψ2021/7/208电阻制动特性范围电阻制动特性范围主要受5种因素的限制：（1）最大励磁电流限制：OA（2）最大制动电流限制：AE（3）换向条件限制：EG（4）机车粘着力限制：M

7、N（5）机车最高速度限制：GVmax2021/7/209三、三种制动特性1．恒励磁线性制动特性相应每一恒定励磁电流下的制动特性曲线，励磁电流愈大，直线的斜率也愈大。这种线性制动特性的制动力随机车速度提高而成正比例地增加，因此具有较好的机械稳定性，适合于机车在下坡道上调节列车运行速度的要求。2021/7/20102．恒制动电流制动特性每一条双曲线相应为每一恒定制动电流下的制动特性曲线，制动电流愈大，双曲线的位置愈高。这种制