第四节机车的电气制动

四、再生制动（续１）
３、再生制动的原理
再生制动条件： ① 全控桥； ② α>90º; ③ 励磁电流反向；
id
-
T2
L
a1 x1
ud
T3 +
E
if M2
Rst
其中：
Ｕm-a1x1绕组的电压峰值 Ｅ－发电机电势，ΣＲ－电枢回路电
阻之和，含稳定电阻Rst。
四、再生制动（续２）
Ｒst-稳定电阻的作用
电枢回路的电阻很小， Ud的微小变化会引起Ｉd的 变化很大，使控制困难。Rst 可以减少Ｉd 对Ｕd的敏感 性。但Rst太大会影响制动能 量的回收效果，所以要综合 考虑。
三、电阻制动（续2）
Uz Uz
其中３：、Cm电-电阻机制转矩动常范数 围Ce-电势常数 制得到动转时矩表的达基式本： 方程：
if
Iz
M2
能耗电阻制动
if
Iz
M2
+ Ud 加馈电阻制动
三、电阻制动（续３）
将制动力矩与转速转换至制动力和速度：
B
2m Dk
M z (kN )
v
60 Dk 103
第四节 机车的电气制动
一、电气制动原理
制动
二、制动分类：
机械制动 (常备 )
电气制动
电阻制动
再生制动
能耗电阻制动
加馈电阻制动
三、电阻制动
１、电阻制动的优点（相对与机械制动） ① 提高运行的安全性：可使列车高速运行时具有
较大的制动力，可快速停车； ② 可减小列车闸瓦与轮缘的磨损:100t/km/年; ③ 可提高列车的运行速度：下坡速度可提高8%; ④ 节能：下坡速度大，可充分利用下坡的势能； ⑤ 易于实现自动控制：可通过电子控制系统实现
第五节 主电路保护
问题：
1. 主电路保护类型有那些？
2.
短路、过载、接地和过压保护。
２为何要主电路要保护？
主电路电气设备在短路、过载、接地和过 压故障发生时，不至发生损坏或者减少损坏。
第五节 主电路保护(续１)
一、主电路短路保护
１、电网侧电路短路保护 定义：电网侧绕组ＡX的A端或中间任何一点接地； 特征：短路阻抗很小，短路电流很大，上升很快； 检测：网侧电流互感器7的网侧绕组； 动作：电流超过400A时，互感器二次电流超过l０A，电
B
Iz=840A A’
A
G
F
Rz=1.0005Ω Iz=840A
o
V
三、电阻制动（续7)
5、电阻制动主电路
Iz1
Iz2
IIzz6
M1
Rz1 M2
Rz1
M6
Rz6
Uz Uz Uz
Lf1
Lf2
Lf6
SS1机车6台电机共用一个整流电流，励磁绕组串联。
三、电阻制动（续8)
SS9电制动电路简化原理图
三、电阻制动（续9)
n(km
/
h)
其中： m-电机的个数 μ-齿轮传动比 η-电机效率与齿轮传动效率之积
Dk-机车动轮直径
三、电阻制动（续４）
或者：
三、电阻制动（续５）
２、制动范围
制动必须在OABCDE范围内 安全运行。安全运行区由５ 条限制曲线构成：
OA:最大励磁电流限制 AB:粘着限制曲线 BC:最大制动电流限制
是能耗电阻制动。如采加馈 o
制动，α<90º, Ｕd为正，
可恒制动力制停。
if最大 调Ud
Ud最大 B调if
Ud=Udmax
If=ifmax C
V
四、再生制动（续5）
５、提高功率因数方法
① 采用不对称触发；
② 采用多段桥串联；
③ 加装功率因数补偿器。
④ ６、再生制动主电路
⑤
８K机车制动时，全
控桥再生接电机；半控桥
８Ｋ机车Rst=0.45Ω消耗 1/3的制动功率
四、再生制动（续3）
４、再生制动调节过程
再生制动分３个过程：
① BC段：调节励磁电流if B
高速时为了提高功率因数保 持Ud最大，调节励磁电流调节 制动力，随速度减小，励磁电 流逐渐增大至最大值。高速时 o 控制受安全换向和制动功率限 制。
加馈
if最大 调Ud
恒流、恒速、恒功及粘着限制等控制。
三、电阻制动（续1）
２、缺点
低速时制动力线性下降，使列车制停缓慢。
措施： ① 将电阻分级：高速时，电阻大；低速时，减小电阻，
提高制动力； ② 采用加馈电阻制动：低速时，在电枢内串联一个电
源与电枢电压相加，增大制动力电流，从而提高制 动力； ③ 与机械制动配合：高速时，采用电制动为主，低速 时配上机械制动，保证整车的制动力。
CD:牵引电机的安全换向限制
DE:机车结构速度限制
B(制动力) o
1 23 4
A B C D E V(速度)
三、电阻制动（续6）
3、分级制动的效果
在低速时，RZ由 1.0005Ω降至0.6Ω时，恒 磁通控制，制动力增大；
4、加馈制动效果
在低速时，可通过加馈制 动恒制动力制停。
加馈制动效果
Rz=0.6Ω
检测：网侧电流互感器7的网侧绕组； 动作：电流超过400A时主断路器动作分断。 但在9级以下绕组短路及一小段绕组短路时，由于一、
二次绕组匝比太大，二次侧短路电流虽高达数万安， 但网侧电流还达不到400A整定值，主断路器不会跳 闸。
SS9 机车电制动特性曲线 B=f(v)
四、再生制动
１、再生制动的优点
① 节能10-15%； ② 制动范围宽，防滑性能好；
２、再生制动的不足
① 功率因数低，仅6G仅0.5; ② 谐波成份多，对电网污染大； ③ 控制系统复杂； ④ 采用全桥对控制可靠性要求高；丢失触发脉冲
时容易发生再生颠覆。 ⑤ 对线路要求较高。
流继电器8动作，接通主断路器4的分闸线圈，主断路器分 断。 变电所动作：短路电流很大主断路器及变电所油开关均会 跳间；当车顶母线、瓷瓶对地放电或短路时，主断路器4 不会跳间，由牵引变电所执行保护。
一、主电路短路保护（续１）
２、二次侧绕组短路
定义： 主变压器二次侧绕组的整段或一段由于内部或 外部接线心短路；
A
Ud最大 调if
If=ifmax
C
V
四、再生制动（续4）
② AB段：调节逆变输出电 压ud
保持励磁电流最大ifmax不变，控 B
制α，调节Ud，保持恒制动力；
加馈
③ AD段：加馈电阻制动
D
A
④
到Ａ点时速度很低，Ｅ
Ud=0
很小，α＝90º,Ｕd=0。如
没有加馈制动，可ＯＡ下降，
整流控制励磁电流。
25kV
⑥ 作业：
⑦ １、分析恒制动力，加馈 电阻制动过程，写出其电 网消耗功率表达式；
⑧ ２、分析再生制动时不对 称触为何可提高功率因数。
2(B0-B0) 8×800kW T6
T11
T13
PC
Lp1
Ud
M1
T12
T14
M2 Rst
T21 D23
PM
T221
D241
Lf1 Lf2 Rsh