第二章电力牵引原理ppt课件.ppt

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1、第二章电力机车牵引原理§2.1电力机车基本工况§2.2电力机车的牵引力与制动力§2.3电力机车牵引特性要求§2.1电力机车基本工况电力机车将接触网的电能转化为牵引力驱动机车及列车运行。电力机车基本工况：牵引、惰行、制动。（三工况使机车牵引列车正常运行，实现铁路运输的目标。）一、牵引工况1、牵引工况牵引电动机通电将电能转变为机械能，驱动机车及列车运行。2、列车受外力牵引力F、阻力W。§2.1电力机车基本工况3、运动方程式（1-1）式中，M为列车的归算质量，V是列车的运行速度。注：Ⅰ、若F＞W，则dV

2、/dt＞0，列车作加速运行（起动时）；Ⅱ、若F＜W，则dV/dt＜0，列车作减速运行（上坡时）；Ⅲ、若F=W，则dV/dt=0，列车作匀速运行或是停止状态。二、惰行工况1、惰行工况指牵引电动机不通电，机车及列车靠惯性运行。§2.1电力机车基本工况2、列车受外力仅只阻力W。3、运动方程式（1-2）注：Ⅰ、若W＞0，dV/dt＜0，惰行减速，W阻止列车运行。（通常情况）Ⅱ、若W＜0，dV/dt＞0，惰行加速，W加速列车运行。（下大坡道惰行）Ⅲ、若W=0，dV/dt=0，列车作匀速。（下坡道惰行）（后两

3、者实质是列车下坡道上有下滑分力）§2.1电力机车基本工况三、制动工况1、制动工况指给机车或列车加制动力，使其作减速运行。2、列车受外力阻力W、制动力B（制动状态）。3、运动方程式（1-3）注：Ⅰ、若W＋B＞0，dV/dt＜0，减速运行。（通常情况）Ⅱ、若W＋B＜0，dV/dt＞0，加速运行。（下大坡道）Ⅲ、若W＋B=0，dV/dt=0，匀速运行。（下坡道）（后两者是列车下坡道上有下滑分力。但第Ⅱ种情况是不允许的，因为下坡道给列车制动力后仍向下加速将造成非常危险的事故。）§2.2电力机车的牵引力与制

4、动力牵引基础轨道交通工具都依赖车轮和钢轨之间的相互作用从而使车辆运行的。因此，车轮和钢轨之间的相互作用的理论是轨道交通牵引的基本理论，也是区别于其他种类运输方式的基本特点。牵引基础的主要内容是电力机车的牵引特性、调速和制动原理、牵引运行的特点、牵引的运动规律、牵引计算及所有对牵引特性有影响的应用技术。§2.2电力机车的牵引力与制动力电力机车的牵引与制动实现列车的运行，而牵引必有牵引力，制动必有制动力。一、牵引力1、牵引力使列车前进的外力：钢轨对机车动轮的作用力、列车下坡的重力分力（司机不可控）。牵

5、引力：钢轨对机车动轮的作用力（机车轮周牵引力），方向与运动方向相同。2、原因分析∵一方面，牵引电动机通电→转矩→机车动轮→力偶（轮中心与轮缘之间）；另一方面，机车及动轮正压力→轮轨紧压→“粘着”。齿轮§2.2电力机车的牵引力与制动力根据物理学原理，滚动运动可以看出是一个转动和一个平动的合成。于是一方面轮对绕圆心O转动，一方面轮对按前进方向平动，于是轮对向前运行，也就是车轮前进方向运行。电机转矩M使轮对对钢轨产生作用力Fi′，钢轨对轮对反作用力fi，则转动和平动C点相对静止的条件：fi＝Fi′把产生

6、相对静止点C的现象称为粘着（adhesion）。Fi的产生是由于fi平衡了Fi＇，因此钢轨对轮轨的作用力fi就是使车辆运行的外力，即牵引力。图1-1牵引力的产生§2.2电力机车的牵引力与制动力∴粘着点产生轮缘偶力，即机车动轮给钢轨的作用力与钢轨对机车动轮轮缘的反作用力。这就是机车的轮周牵引力，它释放为水平前进的力Fi。3、数学式电力机车每对动轮圆周上所产生的牵引力（㎏）（1-4）式中，为传动效率，为机车齿轮传动装置的传动比（＞1），D为机车动轮圆周的直径（用米表示），转矩MD（公斤·米，即㎏·m）

7、。电力机车N台牵引电动机（即N根动轴），总牵引力为（1-5）§2.2电力机车的牵引力与制动力二、制动力制动力：粘着制动，由轮轨粘着产生与运动方向相反的外力；非粘着制动，则相反。作用：使机车及列车减速或让列车停下来。（司机据需要控制）注：制动力与牵引力的区别：牵引力使机车前行，制动力使机车停下来；牵引力仅产生于动车轮轨间，而气制动力产生在全列车具有制动装置的轮轨之间；制动与牵引转矩方向相反，力偶和钢轨对车轮的反作用力也相反。（制动力阻止列车前进）产生方法：粘着制动：传统制动闸瓦→抱紧车轮→摩擦，则列

8、车动能→热能，达到减速或停止，新型的轮盘制动同理）；电气制动，如电阻制动、再生制动；非粘着制动：如涡流、磁轨等制动。§2.2电力机车的牵引力与制动力三、列车运行阻力分为基本阻力和附加阻力。基本阻力列车在运行时，任何时候都存在的阻力。包括：①轴颈与轴承之间的摩擦产生的阻力；②轮轨间的滚动摩擦、滑动摩擦；③冲击和振动造成的运行的阻力、④空气阻力。注意：影响因素极为复杂，通常按照由大量试验综合得出的经验公式进行计算。如动车组CRH2的单位基本阻力公式：W0=8.63+0.072v+0.0