列车电力传动与控制次作业.docx

列车电力传动与控制（Ⅲ）❶. 何谓特性控制？解答：特性控制是将恒电流控制和准恒速控制相结合,使机车牵引特性具有恒流起动和准恒速运行的双重性能特性控制技术源于引进的8K型电力机车经国产化以后广泛用于我国SS系列电力机车控制系统 ❷.试述电力机车转速、电流闭环控制系统的组成及控制原理解答：⑴.组成：速度控制器、电流调节器、触发器、可控交流器、牵引电动机、电流检测、转速检测 + +牵引电动机触发器可控变流器电流调节器速度控制器—速度 -给定 电流i(内环)电流检测转速n(外环)转速检测⑵. 控制原理：它是基于“检测偏差和纠正偏差”模式电流控制为内环，转速控制为外环闭环控制系统主要由给定单元、检测单元、比较环节、调节控制器、可控变流器和被控对象等几部分组成给定单元是提供司机控制命令的给定信号，检测单元输出是与被调节对象的实际值成正比例关系的检测信号，比较环节将司控制器给定信号与检测到的被调量信号进行比较，得到一个偏差信号，作为调节控制器的输入信号，由调节控制器产生对晶闸管整流器的控制信号控制晶闸管的导通角，进而控制整流器的输出电压，即牵引电动机的输出电压，最终实现对被调量的控制曲线1--黏着条件限制 曲线2--牵引电机最大电流限制 曲线3--牵引电机最大电压限制 曲线4--整流器输出最大电压限制 曲线5--牵引电机最大功率限制 曲线6--- 曲线7--- 曲线8--机车构造速度限制F❸.试述影响电力机车牵引特性的主要因素及牵引特性的工作范围。

解答：如下图所示：4 13765牵引特性的工作范围8OV❹.简述国产主型相控电力机车的基本（共同）特征解答：第一代至第三代产品均为交-直传动方式，仅以调压调速方式来区分，第三代车型采用多段桥晶闸管相控无级调压技术，采用闭环控制调压系统，保有量较大，目前仍然为干线牵引主型电力机车而第四代电力机车产品的基本特征是以电传动方式来确定的，交-直-交流传动是第四代产品标志，采用VVVF变频调速方式 ❺.分析主型相控电力机车在三级磁削工况下的主电路解答：货运机车并联电阻有级磁削：货运相控电力机车采用三级电阻磁削电路以SS3B型电力机车磁削为例分析其主电路为了降低牵引电动机主极绕组中的电流交变分量，改善其换向性能，在主极绕组的两端并联一组阻值为0.4212Ω的固定分流电阻1~6CXR对主极磁场进行磁削，磁削系数为0.95，将主极中电流的交变分量限定在25%以内，保证牵引电动机可靠换向当三段半控整流桥可控元件全导通或输出电压达到牵引电动机最高工作电压时方可进行磁削此时整流器输出母线1、3号线之间的电压维持不变，牵引电动机电枢回路的连续保持不变，只在串励绕组C1-C2（阻值0.015592Ω，20℃）两端逐级并入磁削电阻，2组电阻可产生三级磁削：Ⅰ级磁削电阻11~61CXR，阻值为0.063Ω，通过电空接触器11~61CC闭合并入主极绕组磁削系数为0.7。

Ⅱ级磁削电阻12~62CXR，阻值为0.027Ω，通过12~62CC电空接触器闭合并入主极绕组，磁削系数为0.54 Ⅲ级磁削是通过11~61CC和12~62CC电空接触器闭合同时并入，使磁削电阻11~61CXR与12~62CXR并联总阻值为0.0189Ω（0.063//0.0271=0.0189）磁削系数为0.45 ❻.分析主型相控电力机车加馈制动电路解答：以SS3B型电力机车为例，其采用限流准恒速特性控制的加馈电阻制动电阻制动时，牵引电动机需由串励方式改为他励发电机方式运行，并将6台牵引电机的励磁绕组串联起来，由励磁电源提供他励电流励磁电源由主变压器绕组和半控整流桥提供；通过控制VT17、VT18晶闸管导通角，实现对励磁电流的平滑调节调节范围0~650A在制动回路中，各电机电枢绕组分别与对应的制动电阻1ZR~6ZR串联后，将各转向架中3台电机并联再与半控整流桥大桥构成各自独立的制动电路，将列车的惯性能量转化为电能通过制动电阻把电能再转化为热能并排向大气，达到减速或限速之目的 制动时要求发电机状态与电动机状态的电枢电流方向应一致，则要求在电阻制动工况下主极绕组的电流与牵引时相反OABCO为加馈制动区A（47.2,301.4）B（18.2,301.4）B(kN)400BAC300200100V(km/h)11010080604020O当SS3B型电力机车制动限流进入低速区（v<46km/h）励磁电流已达到最大650A（限制值），制动力达到最大值。

此后随着机车速度的降低，发电机的感应电势降低，制动电流及制动力也将减小，已无法维持在最大制动力下制动为了在低速区能获得最大制动力，改善低速区制动能力不足的问题，开始转入加馈电阻制动依靠主变压器和半控整流桥（大桥）相控调压，对制动电路实施电流加馈，使半控整流桥输出加馈电压与发电机输出电势保持反向同步变化，即发电机电势减小多少，加馈电源电压升高多少，以维持制动电流恒定（制动力恒定），实现加馈电阻制动当半控整流桥晶闸管与完全开放时，机车速度达到19km/h时，加馈制动功率达到最大值，加馈制动结束在19km/h以下，制动电流不再保持恒定，制动力先按照最大励磁电流限制线下降，直到速度为0时仍保持加馈制动电流50A❼.分析主型相控电力机车接地保护电路的设置、特点及工作过程解答：⑴. 对于按转向架独立供电的电力机车，接地保护装置按转向架来设置，只对该转向架上所属的电气接地故障进行保护保护装置一般采用有源保护系统，可对变压器二次侧主电路的所有接地故障进行全范围保护 S3B型电力机车主电路接地保护采用两套保护接地系统在制动工况同时可对制动回路与励磁回路进行保护 ⑵. 工作过程：除网侧电路以外，主电路中任何一点接地时，接地电位与110V电压叠加使得接地接触器动作，因为有源是一个110V固定电位，即使在“零电位”接地时仍能保证接地继电器动作，实现全区域性保护，接地继电器动作后立即使主断路器分闸，与接触网断开。

接地继电器采用双线圈结构，分动作线圈和恢复线圈动作线圈接在主电路上，当主电路发生接地时，接地电流流过继电器线圈，使其得电吸合并触动显示信号机构脱扣，起到信号记忆作用；恢复线圈装在信号机构中，由控制电路供电，操作恢复线圈得电动作，可消除信号记忆，使信号机构复原（复位）❽.分析主型相控电力机车辅助电路保护系统组成及工作过程解答：⑴. 主型相控电力机车辅助电路的保护系统主要由过电压、过电流、接地、零电压和单机过载保护等部分组成 ⑵. 工作过程: ⅰ.过电压保护: 辅助系统发生的过电压是由系统内电器的开闭操作引起的,属于内部过电压,保护方法与主电路内部过电压保护相同,通过在辅助绕组两端并接R-C吸收电路即可 ⅱ.过电流保护：辅助电路的过电流主要是由于设备过载、电路短路引起的，一般采用电流继电器监控电流的变化当电流达到电流继电器的整定范围时，电流继电器动作，直接使主断路器跳闸，全车停电对辅助系统进行保护 ⅲ.接地保护：辅助电路在运行中与主电路一样，也会出现接地故障，需要进行保护接地保护原理、电路均与主电路接地保护相似，仍采用有源接地保护系统设置接地继电器，作为监测与执行元件。

ⅳ. 零电压保护：零电压保护对接触网失电进行保护防止供电失压后再送电时可能出现的事故零电压保护只对失电时间超过1s的失电现象进行保护，对失电时间小于1s或受电弓高速滑行中出现的短暂离线失电，系统不予保护一般零电压保护电路还为高压电器柜门连锁装置提供一路工作电源，作为门连锁装置的交流侧保护 ⅴ. 辅机单机过载保护：当某一设备发生过载，相应的过载保护装置动作，切断该设备电路中接触器线圈回路，使接触器断开此设备停止运行若接触器发生故障，如触点粘连、铁芯卡滞等无法断开时，辅助设备继续发生过流，再经过5s延时保护装置接通主断路器分闸线圈，迫使主断路器跳闸作二次保护❾.分析主型相控客运电力机车磁削电路 解答：客运电力机车为了保证运行平稳，一般采用无级磁削连续平滑地调节磁场通过控制并联在主极绕组上的一组晶闸管的导通角，就可以连续平滑地调节流过晶闸管的电流，对主极电流进行分流，使其磁通平滑的改变，达到对牵引电动机主极磁场的连续平滑控制，实现无极调速以SS9G型电力机车为例分析无级磁削调速电路，在一台转向架中，3台牵引电动机处于并联工作状态由一套不等分三段半控桥式整流器供电，即架控供电方式。

磁削电路由晶闸管VT7~VT12及二极管VD5~VD6组成，二极管VD5、VD6起隔离作用，将磁削电流与主极绕组电流隔离磁削时，磁削电路与整流器串联、同步工作，保证磁削电流的畅通与流向，为此每一台电动机的磁削电路需有2个晶闸管在交流电源正、负半波时，分别负责其电流的流向与整流器一致当整流器三段半控桥完全导通或输出电压达到规定值时，为了进一步提高电力机车恒功率运行速度，开始进行磁场削弱在变压器二次侧电压的正半波，给晶闸管VT8、VT10、VT12施加触发脉冲，控制其导通角，改变磁削系数，在变压器二次侧电压的负半波，给晶闸管VT7、VT9、VT11施加触发脉冲，控制其导通角，改变磁削系数通过不断改变晶闸管的导通角，就可连续调节励磁电流的大小，对励磁绕组实施磁场削弱，直至最小磁削系数为止达到磁削调速的目的 10 / 10。