牽引電動機(jī)與運行第1頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月直流牽引電機(jī)及其調(diào)速方式電機(jī)的工作特性與機(jī)車牽引特性機(jī)車牽引特性的限制電氣穩(wěn)定性牽引電機(jī)牽引電機(jī)之間的負(fù)載分配電壓波動對牽引電機(jī)的影響功率利用粘著重量的利用直流電傳動機(jī)車的調(diào)速方法第2頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月電機(jī)的工作特性與機(jī)車牽引特性工作特性:n、T、

=f(Ia)@U=UNIf=IfN

機(jī)械特性:n=f(T)直流牽引電機(jī)特性（串、并、他）

直流牽引電機(jī)及其調(diào)速方式第3頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月1.轉(zhuǎn)速特性n=f(Ia)n=(U-Ia∑Ra)/Ce

nIa(T)01.他(并)勵3.積復(fù)勵2.串勵第4頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月2.轉(zhuǎn)矩特性T=f(Ia)T=CTIa(或M=CMIa)0TIa1.他(并)勵3積復(fù)勵2串勵第5頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月3.機(jī)械特性n=f(T)∵T∝Ia∴機(jī)械特性具有與轉(zhuǎn)速特性相似的形狀nT01.他(并)勵3.積復(fù)勵2.串勵第6頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月機(jī)車的牽引特性

機(jī)車輪周牽引力FK和輪周線速度VK之間的關(guān)系FK=f（VK）

?機(jī)車的速度特性VK=f(]a)?機(jī)車的牽引力特性FK=f(]a)

第7頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月Fz:齒輪齒上所受的力DK3.輪對FK1.小齒輪節(jié)圓2.大齒輪節(jié)圓第8頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)向架第9頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月牽引電機(jī)第10頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)向架第11頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月機(jī)車的速度特性VK=f(Ia)

機(jī)車的牽引力特性FK=f(Ia)∵VK∝n

∴VK=f(Ia)與n=f(Ia)形狀相同∵FK∝T

∴VK=f(Ia)與T=f(Ia)形狀相同機(jī)車的牽引特性FK=f(VK)由牽引電機(jī)的機(jī)械特性直接決定T=f(n)第12頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月DJ1牽引--速度曲線（F-v-Diagram）機(jī)車牽引特性曲線第13頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月機(jī)車牽引特性的限制2.最高速度限制3.粘著限制4.最大允許電流限制5.安全換向限制Fv4352第14頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月SS8型電力機(jī)車牽引特性第15頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月CRH2牽引特性曲線第16頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月各種勵磁方式電機(jī)特性分析一、串勵和并勵直流牽引電機(jī)性能比較（一）機(jī)械穩(wěn)定性和電氣穩(wěn)定性第17頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月機(jī)械穩(wěn)定性

指機(jī)車牽引列車正常運行時，由于偶然的原因，引起速度發(fā)生變化后，機(jī)車本身能恢復(fù)到原有的穩(wěn)定運行狀態(tài)。機(jī)械穩(wěn)定性的條件：牽引特性曲線斜率<基本阻力曲線斜率即：dF/dv<dW0/dv一般dW0/dv<0∴差復(fù)勵電動機(jī)dF/dv>0不具有穩(wěn)定性其他電動機(jī)dF/dv<0均具有機(jī)械穩(wěn)定性

第18頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月F/W0v01.基本阻力曲線W0=f(v)A3F3=f3(v)2F2=f2(v)v1△v機(jī)械穩(wěn)定性分析圖示A:v1v=v1+△vF3>W0v↑不穩(wěn)定F2<W0v↓穩(wěn)定第19頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月電氣穩(wěn)定性

指機(jī)車牽引列車正常運行時，由于偶然的原因，引起電機(jī)電流發(fā)生微量變化后，機(jī)車本身能恢復(fù)到原有的穩(wěn)定運行狀態(tài)。動態(tài)電壓平衡方程式：Ud=E+Id∑R+L?(dId/dt)E=Cen∴Ud=Cen+Id∑R+L?(dId/dt)第20頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月電氣穩(wěn)定性分析圖示UdId0AId1△Id12假定Ud=CA：電氣平衡狀態(tài)曲線1：電氣穩(wěn)定曲線2：電氣不穩(wěn)定第21頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月牽引電機(jī)電氣穩(wěn)定的必要條件：

dUd/dId<d（Cen+Id∑R）/dt

在電動機(jī)電壓Ud保持不變的情況下：

d（Cen+Id∑R）/dt>0即電動機(jī)Cen+Id∑R=f（Id

）的曲線斜率為正值就具有電氣穩(wěn)定性第22頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月串勵電機(jī)電氣穩(wěn)定性UdId0A在任何負(fù)載下斜率均為正具有電氣穩(wěn)定性第23頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

并勵電機(jī)電氣穩(wěn)定性UdId0AB

只有在一定負(fù)載范圍內(nèi)才具有電氣穩(wěn)定性

A：穩(wěn)定

B：不穩(wěn)定第24頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月牽引電機(jī)之間的負(fù)載分配

牽引電機(jī)特性有差異動輪直徑相同動輪直徑不同牽引電機(jī)特性相同第25頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月牽引電機(jī)特性有差異（動輪直徑相同）TId0nnT2211Id1Id2nT2T1串勵：

轉(zhuǎn)速相同n相同

Id1Id2

差值較小

T1T2

差值也較小第26頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月牽引電機(jī)特性有差異（動輪直徑相同）TId0n21T21Id1Id2nT2T1并勵：

轉(zhuǎn)速相同n相同

Id1Id2

差值很大

T1T2

差值也較大第27頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月牽引電機(jī)動輪直徑不同（特性相同）TId0nnTId1Id2n1T2T1n2串勵：

由相同的轉(zhuǎn)速差引起

Id1Id2

差值較小

T1T2

差值也較小第28頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月牽引電機(jī)動輪直徑不同（特性相同）TId0nTId2Id1n1T1T2n2并勵：

由相同的轉(zhuǎn)速差引起

Id1Id2

差值較大

T1T2

差值也較大第29頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月電壓波動對牽引電機(jī)的影響TId0nnT21Id2Id1nT2T1串勵：

轉(zhuǎn)速不變工作曲線由n1變?yōu)閚2Id1Id2

差值較小

T1T2

差值也較小第30頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月并勵:TId0n21TId1Id2nT2T1

轉(zhuǎn)速不變工作曲線由n1變?yōu)閚2結(jié)論：當(dāng)電網(wǎng)電壓波動時，并勵電機(jī)的電流沖擊和牽引力沖擊比串勵電機(jī)大得多第31頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月功率利用T(F)0n(v)n1T2T1n2acT(F)0n(v)n1T2T1n2bd假設(shè)串勵、并勵電機(jī)具有相同的額定轉(zhuǎn)矩和額定轉(zhuǎn)速串勵：T1—>T2c點—>a點面積差不多接近恒功并勵：T1—>T2d點—>b點面積差較大結(jié)論：串勵功率利用好，能充分發(fā)揮機(jī)車的功率第32頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月粘著重量的利用（防空轉(zhuǎn)性能）F0vF121

nF2a假設(shè)電動機(jī)工作在a點，速度為n偶然原因—>n+n1并勵：特性硬F1較大迅速恢復(fù)粘著2串勵：特性軟F2較小粘著不易恢復(fù)形成空轉(zhuǎn)第33頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月并勵電動機(jī)防空轉(zhuǎn)性能1:最大粘著曲線2:滑動摩擦力曲線3:并勵電機(jī)機(jī)械特性T(F)0n(v)v3v0AB11'22'3粘著條件破壞

1-1’2-2’

牽引力>最大粘著限制逐漸發(fā)生空轉(zhuǎn)vA滑動摩擦力=牽引力，停止空轉(zhuǎn)

假設(shè)電機(jī)原來工作在B點v0第34頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月串勵電動機(jī)防空轉(zhuǎn)性能1:最大粘著曲線2:滑動摩擦力曲線4/5:串勵電機(jī)機(jī)械特性粘著條件破壞

1-1’2-2’

牽引力>最大粘著限制逐漸發(fā)生空轉(zhuǎn)vA滑動摩擦力=牽引力，停止空轉(zhuǎn)

T(F)0n(v)v4v0AB11'22'45假設(shè)電機(jī)原來工作在B點v0第35頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月他勵牽引電動機(jī)優(yōu)點：合適的調(diào)節(jié)特性優(yōu)良的防空轉(zhuǎn)特性充分發(fā)揮機(jī)車牽引力能實現(xiàn)無級磁場削弱便于牽引制動工況轉(zhuǎn)換nId0If5If4If3If2If1If1>If2>If3>If4>If5第36頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月積復(fù)勵牽引電機(jī)MMM

微機(jī)控制機(jī)車串勵繞組與各自的電樞串聯(lián)各電機(jī)他勵繞組串聯(lián)后進(jìn)行

集中控制6K第37頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月直流電傳動機(jī)車的調(diào)速方法

調(diào)節(jié)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)主磁通n=Ud

–IdRCe

第38頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月一、調(diào)節(jié)端電壓改變牽引電機(jī)的連接方式牽引電動機(jī)與電阻串聯(lián)改變牽引變壓器的輸出電壓改變牽引發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和勵磁電流改變同步牽引發(fā)電機(jī)定子繞組接法第39頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月改變牽引電機(jī)的連接方式MMMMUNUd=UN/4MMMMUNUd=UN/2MMMMUNUd=UN優(yōu)點：能量損耗少比較經(jīng)濟(jì)缺點：調(diào)壓級數(shù)有限需要復(fù)雜的轉(zhuǎn)換開關(guān)和接觸器第40頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月牽引電動機(jī)與電阻串聯(lián)優(yōu)點：控制簡單缺點：起動不平穩(wěn)粘著利用不好損耗大MUN逐漸切除與電樞串聯(lián)的電阻進(jìn)行調(diào)速MUN調(diào)節(jié)斬波器導(dǎo)通比進(jìn)行調(diào)速CH第41頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月改變牽引變壓器的輸出電壓改變變壓器的匝數(shù)改變變壓器輸出電壓Ud根據(jù)變壓器調(diào)壓抽頭的位置高壓側(cè)調(diào)壓低壓側(cè)調(diào)壓SS2SS1第42頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月改變牽引發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和勵磁電流柴油機(jī)轉(zhuǎn)速同軸的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速由于牽引發(fā)電機(jī)的勵磁機(jī)是由柴油機(jī)驅(qū)動的勵磁機(jī)的轉(zhuǎn)速變化電機(jī)電壓變化柴油機(jī)GMMM第43頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月改變同步牽引發(fā)電機(jī)定子繞組的接法雙星形：T1T2T3

T1T12T13低速：AS1和AS2斷開并聯(lián)高速：AS1和AS2閉和串聯(lián)MM

T1T2T3

T11T12T13AS1AS2第44頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023