电力牵引与电气计算.ppt

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1、第二章电力牵引与电气计算目前电力机车型号较多，交－直型电力机车中，国产机车以韶山系列为主；进口车主要有前苏联的6G、日本的6K、法国的8K等。现在又生产、引进了代表当前最高水平的交－直－交CRH系列动车组。2.1引言电力机车由于受运行图及牵引重量、线路状况、司机操作情况等因素的影响，使牵引过程包括起动、加速、正常牵引、减速、惰行、制动等多种工况，其从牵引网的取流（牵引负荷）在较大范围内变化，加上线路上列车密度及种类的变化和铁路运输组织方式的变化，又使馈线负荷的变化具有随机性。本章主要讨论交－直型电力机车的牵引特性、牵引计算、馈线电流的描述与计算方法、牵引网电压对牵引的影响等

2、内容。目前我国使用的电力机车，不论是国产的，还是进口的，大部分属于交-直（AC/DC）型。交-直（AC/DC）型电力机车从额定电压为25kV的接触网上取得工频50Hz交流电，经机车牵引变压器的降压和整流电路，将交流电变为直流牵引电机所需的直流电。实现这一转变过程的是机车主电路。2.2电力机车牵引特性SS1型电力机车是典型的交－直型机车，主电路采用中抽式（全波）整流电路。直流牵引电机是串激式，每轴一台，共六台。每台小时功率（允许持续1小时的功率）为700kW，故机车功率为4200kW，直流额定电压为1500V。SS1型电力机车电力机车的启动和调速靠改变牵引电机的端压实现。机车

3、牵引变压器低压侧设有调压分接头和转换机构，为能大范围调压来产生好的牵引特性，次边绕组分为2个基本绕组和2个调压绕组，调压绕组可正接或反接于基本绕组。加上机车自身的分接头，共形成33个调压级。串激电机的转速n与其等效端电压及磁场磁通的关系为另外，还通过在激磁绕组上并联电阻来削弱磁场。分为三级，分别为70%、54%、45%。对串激电机，有。当有并联电阻用以削弱磁场时，则有SS1型电力机车的牵引特性和牵引电流特性如下图所示。牵引电机具有恒功或近似恒功的牵引特性，即FV＝C而且在某一固定级位上，电力机车也有自动调整速度和牵引力的特性。虽然有33个调压级，但长期运行级位只有9个。机车

4、牵引力的发挥将受三方面的限制:粘着条件或电机允许的最大电流最大速度电机换向条件通过司机操作，机车可在起动、正常牵引、惰行、制动等多种工作状态下运行。起动司机操纵的级位由小到大，机车取流增大，逐渐进入正常牵引正常牵引根据阻力的变化自动按F－V曲线调整惰行机车断电运行，靠惯性行驶制动电能制动、机械制动交－直型机车的网上取流都是感性滞后的，并且因取流大小而异。考虑各种工况，一般网上平均功率因数为0.8或略高。SS3型电力机车的牵引电机仍为串激直流电机，仍属于交－直型。牵引电机每轴一台，共6台。每台小时功率为800kW，SS3型机车总功率为4800kW。与SS1型相比，SS3型电力

5、机车采用了较为先进的可控硅半控桥式整流电路。SS3型电力机车SS3型电力机车的牵引特性曲线和牵引电流特性曲线如下。根据我国具体条件和走自己发展的道路而设计制造的电力机车，质量和性能不断提高。随着微电子技术的迅速发展，交流传动机车是当今世界机车技术的发展趋势。中国铁路在交流传动机车技术方面的研究开始于上世纪70年代末，其间进行过交－直－交电传动地面试验系统的研究，吸收国外类似交－直－交传动电力机车的先进技术，研究设计了多种交－直－交电力机车。牵引计算是根据机车类型、牵引重量及必要的线路条件等原始数据，为电气化铁路设计提供必要的结果的过程。2.3牵引计算①机车参数，包括机车类型

6、及其牵引特性，机车重量；②上、下行单列牵引重量；③线路情况，如电气化区段总长度，最小曲线半径，上、下行坡道等①区间运行时分及带电（不含自用电）运行时分；②区间上、下行能耗；③牵引计算曲线直接可由原始资料中获得。曲线可在曲线的基础上得到。曲线：对曲线各段对应的运行状态应予说明，结合机车牵引电流特性曲线来得到。列车电流曲线(曲线)：由曲线和曲线合成。将列车电流曲线积分，乘上牵引网电压。将时间[0，T]划分为m等份Δt(分钟)，对应电流i0，i1，i2，…im则供电分区总走行时分TT=mΔt列车能耗求解（使用曲线）其中U—25kV，取牵引网平均值；Δt—单位为分钟。牵引电流的平均

7、值I为列车在供电分区内走行时间内的牵引能耗为其中U—25kV。列车在供电分区内走行时间内的总能耗为自用电能耗可额外考虑如下：1、牵引负荷的特点：波动性、间断性①列车以变化的速度沿区间运行，因而牵引负荷是运动的；②负荷的大小是随时间而变化的，线路上列车密集则负荷大，反之则小以至为零；③列车可以在供电区段上任意布置，即负荷在供电区段上任意分布。2.4馈线电流2、馈线电流的数字特征牵引负荷的特点，使得供电计算复杂，对馈线电流的计算主要用三个量值来描述：①馈线平均电流：馈线电流一昼夜间的平均值用途：估计变压器容量利用率，确