电力牵引特性.ppt

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1、第二章电力牵引特性§2.1电力牵引直流传动特性§2.2电力牵引交流牵引特性§2.3电力牵引的调速特性§2.4电力牵引的起动特性§2.1电力牵引直流传动特性牵引特性：指机车起动、运行时牵引力与速度的关系。（交、直）∵牵引：电机将电能→机械能，从而驱动电力机车及列车运行∴分析：电机的牵引特性→机车牵引特性一、直流牵引电动机特性电机学知：并励电机“硬特性”（转矩变，n变化小），串励电机“软特性”（转矩变，n变化大），并励更适于电力牵引。1、运行性能必须具有电气、机械稳定性。§2.1电力牵引直流传动特性（1）机械稳定性特性曲线1（串励电动机）、特性曲线2（并励电动机）均负斜率，而列车基本

2、阻力曲线W0=f（V）正斜率。可见：串、并励电动机均机械稳定（按式（1-7）判断）。图2-1串、并励电动机机械特性（2）电气稳定性UD=常量（直线）、电机曲线（图2-2中1为串励，2为并励）。串励电动机U曲线斜率均正，按式（1-12）判断→稳定。§2.1电力牵引直流传动特性并励电动机U曲线在ID较小（B附近）时斜率为正→稳定；而ID较大（C点附近）时斜率为负→不稳定，则C点是不稳定的点。可见：串励有机械、电气稳定性，比并励更适于电牵引。2、电动机间负载分配的影响图2-2直流电动机U曲线机车各牵引电机特性有异、各动轮直径有异→电机间负载分配不均。（1）机车动轮直径相同而电机特性有差

3、异机车速度V一定，轮径同→转速同，特性差异→转矩M、电流ID不同。§2.1电力牵引直流传动特性串励电机特性差异（2-3（a）图）引起的负载（M、ID）分配不均比并励式电动机（2-3（b）图）小。(a)串励(b)并励图2-3直流电动机特性不同时的负载分配动车动轮直径相同而电机特性有差异时，串励电机优于并励电机。可见：§2.1电力牵引直流传动特性（2）机车电机特性相同而动轮直径有差异机车速度V一定，特性同、轮径不同→转速不同→转矩M、电流ID不同。特性相同，在相同转速差下串励电机（2-4（a）图）的负载（M、ID）分配不均比并励电机（2-4（b）图）小。(a)串励(b）并励图2-4轮

4、径不同时直流电动机的负载分配§2.1电力牵引直流传动特性3、电压波动对电机工作的影响网压波动（如机车通过两变电所供电交界处的电压突变），而速度未变→ID、F冲击。（导致电机工作条件恶化和列车运行中的冲击）电机端压U1，对应曲线n（U1）；变化→U2，对应n（U2）。因电压波动时间很短，励磁电流来不及跟随变化，可视转矩特性为同一条曲线。串励电机ID、F冲击小（2-5（a）图），并励电机的ID、F冲击大（2-5（b）图）。（因为串励电动机具有软特性）(a)串励(b)并励图2-5直流电动机电压波动时电流和牵引力的变化§2.1电力牵引直流传动特性浅析：（1）串励电机的ID、M取决于外部负

5、载，若运行阻力不变，冲击后将复原；而并励电机，若波动使电压↓→磁场↓，ID将大于电压未降低前的值（不能复原）。（2）串励的励磁绕组与电枢串，电流增长速度相同，因涡流影响，磁通增长慢于电枢电流增长，但电流冲击小；并励的励磁时间常数大于电枢时间常数，励磁电流增长远慢于电枢电流增长，电枢反电势来不及增加，则开始阶段电枢电流冲击较大。故串励电机受电压波动影响小。§2.1电力牵引直流传动特性4、防空转性能（1最大粘着特性，2滑动摩擦，3并励特性，4串励特性）电机工作点A，速度V0。偶因破坏粘着，曲线1→降到1′，相应2→降到2′；V0下，FD超过粘着1′限制→发生滑动。图2-6电机特性与空

6、转的关系牵引力沿3下降，滑动摩擦力沿2′变化，当达B点时相等，滑动速度上升到V3；其后，滑动摩擦力大于牵引力，速度↓→稳在V3；原因消失，又恢复到原工作点A。软特性，一旦粘着破坏，电机特性4在2′之上，牵引力大于滑动摩擦力，滑动速度不断增加而形成空转。并励电机：串励电机：§2.1电力牵引直流传动特性故：串励防空转不及并励电动机，且多台串联运行时，一台空转，其反电势随转速的增加而增加→空转加剧。二、电力牵引恒压牵引特性∵直流电动机转速（转／分）（2-1）转矩（㎏·m）（2-2）式中，CM为结构决定的常数，△M为铁耗与机械损耗引起的转矩损失。∴（2-1）→（1-6）有（㎞／h）（2-

7、3）式中，常数§2.1电力牵引直流传动特性（2-2）→（1-5）有（㎏）（2-4）式中，为常数，而电机铁耗、机械损耗和齿轮传动损耗造成的牵引力损失（相对F小，一般计算忽略不计）。故UD一定，将ΦD=f(ID)代入（2-3）→V=f(ID)、代入（2-4）→F=(ID)，再消掉ID→恒电压下牵引特性曲线F=f(V)。注：每个UD对应一条牵引特性曲线。（如SS1型电力机车牵引变压器次边多段抽头经整流可提供33个UD值，故有33条牵引特性曲线）§2.2电力牵引交流牵引特性一、交流牵引电