第四节　机车的电气制动

制动机械制动电气制动 ( ) 常备电阻制动再生制动能耗电阻制动加馈电阻制动第四节　机车的电气制动 • 一、电气制动原理 • 二、制动分类：

三、电阻制动 １、电阻制动的优点（相对与机械制动） • 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； • 可减小列车闸瓦与轮缘的磨损:100t/km/年; • 可提高列车的运行速度：下坡速度可提高8%; • 节能：下坡速度大，可充分利用下坡的势能； • 易于实现自动控制：可通过电子控制系统实现恒流、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： • 将电阻分级：高速时，电阻大；低速时，减小电阻，提高制动力； • 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； • 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。

三、电阻制动（续2） • ３、电阻制动范围制动时的基本方程：其中：Cm-电机转矩常数 Ce-电势常数得到转矩表达式：

三、电阻制动（续３） • 将制动力矩与转速转换至制动力和速度：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 CD:牵引电机的安全换向限制 DE:机车结构速度限制

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。

三、电阻制动（续7) • 5、电阻制动主电路 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

SS9 机车电制动特性曲线 B=f(v) 三、电阻制动（续9)

１、再生制动的优点 节能10-15%；制动范围宽，防滑性能好；２、再生制动的不足功率因数低，仅6G仅0.5; 谐波成份多，对电网污染大；控制系统复杂；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。对线路要求较高。四、再生制动

３、再生制动的原理 再生制动条件：全控桥； α>90º; 励磁电流反向；四、再生制动（续１）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。　　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： • BC段：调节励磁电流if 　　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。高速时控制受安全换向和制动功率限制。

四、再生制动（续4） • AB段：调节逆变输出电压ud 保持励磁电流最大ifmax不变，控制α，调节Ud，保持恒制动力； • AD段：加馈电阻制动到Ａ点时速度很低，Ｅ很小，α＝90º,Ｕd=0。如没有加馈制动，可ＯＡ下降，是能耗电阻制动。如采加馈制动，α<90º,　Ｕd为正，可恒制动力制停。

四、再生制动（续5） ５、提高功率因数方法 • 采用不对称触发； • 采用多段桥串联； • 加装功率因数补偿器。６、再生制动主电路　　　８K机车制动时，全控桥再生接电机；半控桥整流控制励磁电流。作业：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；２、分析再生制动时不对称触为何可提高功率因数。

第四节 机车的电气制动