电力牵引传动与控制概述
56页1、1,电力牵引传动与控制,课程主要内容: 电力牵引传动控制概述 电力牵引交直传动与控制 电力牵引交流传动与控制,2,主要参考书:冯晓云. 电力牵引交流传动及其控制系统. 高等教育出版社,2009.12. 郭世明. 机车动车牵引交流传动技术.机械工业出版社,2012.03 连级三. 电力牵引控制系统. 中国铁道出版社,2004. 王书林. 电力牵引控制系统. 中国电力出版社,2005. 宋雷鸣. 动车组传动与控制. 中国铁道出版社,2009. 黄济荣. 电力牵引交流传动与控制. 机械工业出版社,1999. 徐 安. 城市轨道交通电力牵引. 中国铁道出版社,2000. 李群湛. 高速铁路电气化工程. 西南交通大学出版社,2006. 廖晓钟. 电力电子技术与电气传动. 北京理工大学出版社,2000. 胡崇岳. 交流电动机直接转矩控制. 机械工业出版社,2010.01.主要参考资料:机车电传动J. 株洲电力机车研究所 内燃机车J. 大连内燃机车研究所 其他机车车辆(CRH1-5,HXD1-3, DF4-DF11,SS4-SS9,)资料及专刊等,3,第一章 电力牵引传动与控制 系统概述,系统组成与
2、功用系统分类发展历史与现状,4,第一章 电力牵引传动与控制系统概述,一、系统组成与功用机车电力传动与控制系统组成内燃机车:,柴油机,控制系统,牵引发电机,变流器,牵引电动机,传动齿轮箱 与动轮,电力传动与控制系统,图 1-1a,5,电力机车(交流供电):,电网,受电弓,控制系统,牵引变压器,变流器,牵引电动机,传动齿轮箱 与动轮,电力传动与控制系统,图 1-1b,6,内燃机车理想牵引特性曲线,机车轮轴功率: FV=3.6N式中:F 机车牵引力(KN)V 机车速度(Km/h)N 原动机功率(KW) 传动效率理想特性要求:机车在运行时能经常利用其动力装置的额定功率.即:FV=3.6N=const.,图 1-2 机车理想牵引 特性曲线(牛马特性),7,内燃机车电传动装置的功用,电传动装置的功用:充分利用和发挥机车动力装置的功率; 扩大机车牵引力F与速度V的调节范围; 提高机车过载能力,解决列车起动问题; 改善机车牵引控制性能。,图 1-3 柴油机功率和扭矩特性-柴油机通过机械直接传动不能适应机车起动、过载、恒功等要求,8,第一章 电力牵引传动与控制系统概述,二、系统分类 按电流制式不同分为三
3、大类:直-直电力传动系统 交-直电力传动系统 交-直-交电力传动系统,直流传动系统,交流传动系统,9,直-直电力传动系统,内燃或电力机车采用直流牵引发电机或直流电网直接向数台直流牵引电动机供电的传动方式。调速性能优良,系统简洁。 直流牵引电机造价较高,但可靠性、维护性相对较差。 受直流电机换向条件和机车限界、轴重等限制,主发电机单机功率受到限制。一般在2200KW以下。 车型:DF,DF2,DF3,ND1,ND2等。,图1-4 内燃机车直-直电传动,10,交-直电力传动系统,内燃或电力机车采用交流牵引发电机或单相交流网及变压器,通过整流器向数台直流牵引电动机供电的传动方式。采用三相交流同步发电机,结构简单,可靠性高,重量轻,造价较低。 适用于大功率机车。 车型: DF4, DF5,DF7,DF11,ND4,ND5,SS3-SS9等。,图1-5 内燃机车交-直电传动,11,交-直-交电力传动系统,内燃或电力机车采用交流牵引发电机或单相交流电网及变压器,经整流器将交流电变换成直流,再通过逆变器将直流电变换成频率和幅值按列车运行控制要求变化的交流电,向数台交流牵引电动机供电的传动方式。,图1
4、-6 a内燃机车交-直-交电传动,采用交流牵引电机,彻底克服了直-直系统的不足,重量轻,造价低,可靠性及维修性好 良好的粘着性能 适用于大功率 控制系统复杂 车型:DF4DAC,NJ1,DJ,DJ2,DJJ1(蓝箭),DJ4,CRH等,12,交-直-交电力机车传动系统,图1-6 b 电力机车 交-直-交电传动,代表性车型:和谐型系列电力机车(HXD),13,第一章 电力牵引传动与控制系统概述,三、国内外机车(动车)传动控制技术 发展历史与现状大功率(内然)机车电力传动与液力传动两种主要传动方式的演变与发展主要趋势:电力传动,14,德国:液力传动机车创始国,但从上世纪60年代起转向研制交流传动。1971年成功推出DE2500交-直-交内燃机车。 日本:液力传动机车主要生产和使用国(主要由于轴重限制原因)。但随着电气化和交流传动技术的发展,普及了电力传动。客运以动力分散型电力牵引动车为主。 英国:内燃化初期两种传动方式并存发展,1962年为配合铁路全盘电气化,英国铁路总局宣布不再生产液力机车。 美国:1925年制造出第一台直流电传内燃机车,之后几乎全部生产电传机车。 中国:80年代末基本停
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