電傳動控制原理第三章有級調(diào)速與繼電器1

1、 韶山韶山1型電力機車型電力機車12345625kV受電弓主斷路器牽引變壓器整流器平波電抗器牽引電機l低壓側(cè)調(diào)壓：變壓器低壓側(cè)設(shè)有抽頭調(diào)壓開關(guān)低壓側(cè)調(diào)壓：變壓器低壓側(cè)設(shè)有抽頭調(diào)壓開關(guān)l單拍全波整流：中抽式全波不可控整流電路單拍全波整流：中抽式全波不可控整流電路l集中式供電：防空轉(zhuǎn)性能好集中式供電：防空轉(zhuǎn)性能好l采用電阻制動：串勵變他勵采用電阻制動：串勵變他勵一、一、SS1SS1型電力機車主要特點型電力機車主要特點SS1：六軸客貨兩用電力機車：六軸客貨兩用電力機車 額定功率額定功率4200kW 采用交直傳動采用交直傳動 軸式軸式 C0C0中抽式中抽式: :Ax：網(wǎng)側(cè)繞組：網(wǎng)側(cè)繞組箭頭：調(diào)壓開關(guān)箭

2、頭：調(diào)壓開關(guān)D：串勵牽引電動機：串勵牽引電動機正半周：正半周：D1導(dǎo)通導(dǎo)通 D2截止截止 ID1 = Id ID2 = 0負(fù)半周：負(fù)半周：D2導(dǎo)通導(dǎo)通 D1截截止止 ID2 = Id ID1 = 0 牽引繞組利用不好牽引繞組利用不好DA+x-a1 a2+-D1D2ID1ID2Ido單拍式整流電路單拍式整流電路A+x-a x+-D1 1D2 1D2 2D1 2DIdN3N1正半周：正半周： D11 D12 導(dǎo)通導(dǎo)通負(fù)半周：負(fù)半周： D21 D22 導(dǎo)通導(dǎo)通雙拍式雙拍式正負(fù)半周繞組均正負(fù)半周繞組均通電繞組利用較中抽式好通電繞組利用較中抽式好l次邊牽引繞組：固定繞組次邊牽引繞組：固定繞組 a1x1

3、a2x2 1040V 可調(diào)繞組可調(diào)繞組o1 - 1 o2 - 9 8 x 125Vl調(diào)壓開關(guān)：調(diào)壓開關(guān)：18個分級轉(zhuǎn)換開關(guān)個分級轉(zhuǎn)換開關(guān) 3148 4個繞組轉(zhuǎn)換開關(guān)個繞組轉(zhuǎn)換開關(guān) 26正、正、26反反l整流裝置：整流調(diào)壓臂整流裝置：整流調(diào)壓臂5-1 5-2 和和 6-1 6-2 整流臂整流臂5-3 5-4 和和 6-3 6-4l平波電抗器：平波電抗器：55 56 濾波濾波l過電壓阻容吸收網(wǎng)絡(luò)：過電壓阻容吸收網(wǎng)絡(luò)：R1C1 R4C4固定繞組固定繞組 1040V可調(diào)繞組可調(diào)繞組 7個抽頭個抽頭 8X1251000V反接：反接：017級級+-+-正接：正接：1733級級固定固定可調(diào)可調(diào)+-+-ii+

4、-固定固定可調(diào)可調(diào)+-+-ii+-+-+輸出電壓固定繞組可調(diào)繞組輸出電壓固定繞組可調(diào)繞組輸出電壓固定繞組可調(diào)繞組輸出電壓固定繞組可調(diào)繞組a1x1D1D31 2 3 4 5 6 7 8o131323334353637384726反反26正正a2x2D2D426反反26正正10 9484645444342414039111213141516o2DN3N1l0 1級級：TK31閉合閉合 TK39閉合，固定繞組閉合，固定繞組a1x1 a2x2通過通過26反反與全部的可調(diào)繞組與全部的可調(diào)繞組o1 1、o2 9接成反接。接成反接。 正半周：正半周： a1“+” a2“-” 左半部導(dǎo)通左半部導(dǎo)通 右半部截止

5、右半部截止 a1 D1 N1 D N3 D3 TK31 1 o1 26反反 x1 負(fù)半周：負(fù)半周： a1“-” a2“+” 左半部截止左半部截止 右半部導(dǎo)通右半部導(dǎo)通 a2 D2 N1 D N3 D4 TK39 9 o2 26反反 x2 輸出：輸出：1040 - 1000 = 40v 整流后：整流后：Ud1 = 0.9 x 40 = 36v特點：左右兩繞組分別在正負(fù)半周輪流通電，單拍全波整流電路特點：左右兩繞組分別在正負(fù)半周輪流通電，單拍全波整流電路 1 2級級：TK32閉合閉合 TK31斷開斷開 ,固定繞組固定繞組a1x1 a2x2通過通過26反與反與可調(diào)繞組可調(diào)繞組o1 2、o2 9接成反

6、接接成反接 正半周：正半周： a1“+” a2“-” 左半部導(dǎo)通左半部導(dǎo)通 右半部截止右半部截止 a1 D1 N1 D N3 D3 TK32 2 o1 26反反 x1 負(fù)半周：負(fù)半周： a1“-” a2“+” 左半部截止左半部截止 右半部導(dǎo)通右半部導(dǎo)通 a2 D2 N1 D N3 D4 TK39 9 o2 26反反 x2 輸出：左半輸出：左半1040 -125 x7 = 165v 右半右半 40v 整流后：整流后：Ud2 = 0.9 x (40+165)/2 = 92.25v 特點：正負(fù)半周整流電壓是不對稱的特點：正負(fù)半周整流電壓是不對稱的 2 3級級：TK40閉合閉合 TK39斷開斷開 輸出

7、：輸出：1040 - 125 x7 = 165v 整流后：整流后：Ud3 = 0.9 x 165 = 148.5v 特點：正負(fù)半波對稱特點：正負(fù)半波對稱 16級級：TK47閉合閉合 TK38斷開斷開 17級級：TK48閉合閉合 TK46斷開斷開 輸出：輸出：1040v 整流后：整流后：Ud17= 0.9 x 1040 = 936v（二）正接位（二）正接位（1733） 26正閉合正閉合到達到達17級時，繞組轉(zhuǎn)換開關(guān)級時，繞組轉(zhuǎn)換開關(guān)26正與正與26反發(fā)生轉(zhuǎn)換反發(fā)生轉(zhuǎn)換26正閉合正閉合 26反斷開反斷開 固定繞組與可調(diào)繞組正接固定繞組與可調(diào)繞組正接17 18級級：調(diào)壓開關(guān)反向轉(zhuǎn)換：調(diào)壓開關(guān)反向轉(zhuǎn)換

8、 TK46閉合閉合 TK48斷開斷開 繞組繞組a1x1與與o2 16串聯(lián)串聯(lián) 左：左：1040 + 125 = 1165v 右：右：1040v Ud18= 0.9 x (1040 + 1165)/2 = 992.25v18 19級級：TK38閉合閉合 TK47斷開斷開 左：左：1040 + 125 = 1165v 右：右：1040 + 125 = 1165v Ud19= 0.9 x 1165 = 1048.25v 依此類推，直到依此類推，直到33級，電壓達到級，電壓達到1836vl線性限流電抗器線性限流電抗器 8G在開斷過程中在開斷過程中電抗器自感電電抗器自感電勢作用產(chǎn)生強勢作用產(chǎn)生強烈的電弧

9、，經(jīng)烈的電弧，經(jīng)常燒損調(diào)壓開常燒損調(diào)壓開關(guān)接觸元件的關(guān)接觸元件的觸頭，工作不觸頭，工作不可靠?？煽俊Ｏh(huán)流消除環(huán)流l整流元件整流元件 SS1l升壓：反接位升壓：反接位 5 6 級級 TK33斷開斷開 TK34閉合閉合設(shè)正半周左半繞組通電，設(shè)正半周左半繞組通電，D1 D3導(dǎo)通電流流過導(dǎo)通電流流過D3。在轉(zhuǎn)換過程中，。在轉(zhuǎn)換過程中，TK34、TK33同時閉合同時閉合3端為端為“+” 4端為端為“-” u3-4=125v加于加于D3和和D3”之間之間可見：可見： D3承受反壓承受反壓 D3截止截止 D3”承受正壓承受正壓 D3”導(dǎo)通導(dǎo)通 自然換流自然換流當(dāng)當(dāng)TK33斷開時，換相結(jié)束，則斷開時，換相

10、結(jié)束，則TK33無電流斷開，沒有電弧產(chǎn)無電流斷開，沒有電弧產(chǎn)生生Da1x126反o14-3+1D1D3D3”D33334l降壓：降壓：6 5 級級 TK33閉合閉合 TK34斷開斷開設(shè)正本周左半繞組通電，設(shè)正本周左半繞組通電，D1 D3導(dǎo)導(dǎo)通通 電流流過電流流過D 3” 。在轉(zhuǎn)換過程中，。在轉(zhuǎn)換過程中，TK34、TK33同時閉合同時閉合4端為端為“-” 3端為端為“+” u4-3=-125v加于加于D3和和D3”之間之間可見：可見： D3承受反壓承受反壓 D3”承受正壓承受正壓 不能自然換相（強迫換相）不能自然換相（強迫換相）當(dāng)當(dāng)TK34斷開時，必然帶電流斷開，有電弧產(chǎn)生斷開時，必然帶電流斷開

11、，有電弧產(chǎn)生Da1x126反o14-3+1D1D3D3”D33334l牽引變壓器兩固定繞組與兩大段具有七個抽頭八小段牽引變壓器兩固定繞組與兩大段具有七個抽頭八小段 可調(diào)繞組用可調(diào)繞組用26正和正和26反進行正接和反接的轉(zhuǎn)換反進行正接和反接的轉(zhuǎn)換l除第一級以外，形成等差的除第一級以外，形成等差的33級電壓，平均交流電壓的級電壓，平均交流電壓的有效值的級差為有效值的級差為62.5V，平均整流電壓級差為，平均整流電壓級差為56.25V Un = 40 + 62.5 (n 1) (V) Udn = 0.9Un = 36 + 56.25 (n 1) (V)l各相鄰級間轉(zhuǎn)換用硅整流管過渡，起到隔離作用各相

12、鄰級間轉(zhuǎn)換用硅整流管過渡，起到隔離作用 升位時：自然換相升位時：自然換相 基本無電弧基本無電弧 降位時：強迫換相降位時：強迫換相 產(chǎn)生電弧產(chǎn)生電弧l奇數(shù)級位，左右半波電路輸出電壓是對稱的奇數(shù)級位，左右半波電路輸出電壓是對稱的 偶數(shù)級位，正負(fù)半波整流電壓不對稱，幅值不等偶數(shù)級位，正負(fù)半波整流電壓不對稱，幅值不等l繞組轉(zhuǎn)換開關(guān)繞組轉(zhuǎn)換開關(guān)l分級轉(zhuǎn)換開關(guān)分級轉(zhuǎn)換開關(guān)l接觸元件接觸元件l聯(lián)鎖觸頭聯(lián)鎖觸頭l電空閥電空閥作業(yè)：調(diào)壓開關(guān)的組成及其工作原理作業(yè)：調(diào)壓開關(guān)的組成及其工作原理特點：特點：l動作次數(shù)頻繁動作次數(shù)頻繁 150 1500次次/每小時每小時l能通斷較大電流（正常額定電流）能通斷較大電流（正

13、常額定電流）按其傳動方式按其傳動方式電磁接觸器（電磁機構(gòu)傳動）電磁接觸器（電磁機構(gòu)傳動）電空接觸器（氣動裝置傳動）電空接觸器（氣動裝置傳動）一、接觸器：用來接通或切斷帶有負(fù)載的主電路一、接觸器：用來接通或切斷帶有負(fù)載的主電路或大容量控制電路的自動切換電器或大容量控制電路的自動切換電器1. 電磁接觸器電磁接觸器主觸頭工作電路主觸頭工作電路直流接觸器直流接觸器交流接觸器交流接觸器組成：組成： 電磁機構(gòu)電磁機構(gòu) 磁系統(tǒng)和吸引線圈磁系統(tǒng)和吸引線圈 主觸頭主觸頭 通斷電路，隨銜鐵一起運動通斷電路，隨銜鐵一起運動 滅弧裝置滅弧裝置 用來熄滅產(chǎn)生的電弧用來熄滅產(chǎn)生的電弧 聯(lián)鎖觸頭聯(lián)鎖觸頭 構(gòu)成各種自動控制電

14、路構(gòu)成各種自動控制電路線圈線圈靜鐵芯靜鐵芯動鐵動鐵芯芯主觸頭主觸頭常閉觸頭常閉觸頭常開觸頭常開觸頭反力彈簧反力彈簧 2.電空接觸器電空接觸器定義：以電空閥控制，用壓縮空氣傳動的接觸器定義：以電空閥控制，用壓縮空氣傳動的接觸器適用范圍：大電流、高電壓場合適用范圍：大電流、高電壓場合 電空閥有電，壓縮空氣進入氣缸，電空閥有電，壓縮空氣進入氣缸， 推動活塞，動觸頭上移，推動活塞，動觸頭上移， 與靜觸頭閉合。與靜觸頭閉合。電電空空閥閥至大氣至大氣至氣源至氣源氣缸氣缸活塞活塞動觸頭動觸頭靜觸頭靜觸頭反力彈簧反力彈簧工作原理：工作原理： 電空閥失電，壓縮空氣排入大氣，電空閥失電，壓縮空氣排入大氣， 反力彈

15、簧作用，動觸頭下移，反力彈簧作用，動觸頭下移， 將電路斷開。將電路斷開。二、繼電器：根據(jù)某一輸入量來換接執(zhí)行機構(gòu)的電器二、繼電器：根據(jù)某一輸入量來換接執(zhí)行機構(gòu)的電器特點：特點：沒有滅弧裝置，結(jié)構(gòu)簡單沒有滅弧裝置，結(jié)構(gòu)簡單觸頭容量小，體積重量較小觸頭容量小，體積重量較小動作準(zhǔn)確性要求動作準(zhǔn)確性要求高高組成：組成：執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)測量機構(gòu)測量機構(gòu)測量機構(gòu)測量機構(gòu)執(zhí)行執(zhí)行機構(gòu)機構(gòu)被控被控機構(gòu)機構(gòu)繼電器工作原理：繼電器特性繼電器工作原理：繼電器特性U出I入uIsfIdz繼電器特性繼電器特性輸入電流增加時：輸入電流增加時： 當(dāng)當(dāng) i Idz時：觸頭閉合時：觸頭閉合 u出出 = u輸入電流減小時：輸入電流

16、減小時： 當(dāng)當(dāng) i Isf時：觸頭閉合時：觸頭閉合 u出出 = u 當(dāng)當(dāng) i = Isf時：觸頭斷開時：觸頭斷開 u出出 = 0 當(dāng)當(dāng) i Isf時：觸頭斷開時：觸頭斷開 u出出 = 0Isf : 繼電器釋放值繼電器釋放值 Idz : 繼電器動作值繼電器動作值繼電器分類：繼電器分類： 執(zhí)行機構(gòu)種類執(zhí)行機構(gòu)種類有觸點繼電器有觸點繼電器無觸點繼電器無觸點繼電器測量機構(gòu)原理測量機構(gòu)原理電磁繼電器電磁繼電器半導(dǎo)體繼電器半導(dǎo)體繼電器輸送到測量機構(gòu)輸送到測量機構(gòu)的物理量性質(zhì)的物理量性質(zhì)電流繼電器電流繼電器電壓繼電器電壓繼電器壓力繼電器壓力繼電器油流繼電器油流繼電器三、常用符號與聯(lián)鎖方式三、常用符號與聯(lián)鎖方

17、式線圈靜鐵芯動鐵芯主觸頭常閉觸頭常開觸頭反力彈簧1、常開聯(lián)鎖和常閉聯(lián)鎖、常開聯(lián)鎖和常閉聯(lián)鎖線圈未通電前線圈未通電前,電器處于釋放狀態(tài)電器處于釋放狀態(tài)接點打開接點打開 常開聯(lián)鎖常開聯(lián)鎖接點閉合接點閉合 常閉聯(lián)鎖常閉聯(lián)鎖線圈線圈左開右閉左開右閉上開下閉上開下閉2、凸輪控制器、凸輪控制器123N 1N 2N 3三條電路和三個位置的控制器三條電路和三個位置的控制器短劃線短劃線: 手柄操作觸點開閉位置線手柄操作觸點開閉位置線有有“ ” 表示手柄轉(zhuǎn)向此位置時觸頭接通表示手柄轉(zhuǎn)向此位置時觸頭接通無無“ ” 表示手柄轉(zhuǎn)向此位置時觸頭不接通表示手柄轉(zhuǎn)向此位置時觸頭不接通eg. “1”位置位置 表明表明N1、N2

18、有電有電 “2”位置位置 表明表明N2有電有電 “3”位置位置 表明表明N1、N3有有電電3、組合開關(guān)、組合開關(guān)兩位置轉(zhuǎn)換開關(guān)兩位置轉(zhuǎn)換開關(guān)：借助壓縮空氣通過傳動氣缸來實現(xiàn)，：借助壓縮空氣通過傳動氣缸來實現(xiàn)，屬于指定位閉合或打開，沒有屬于指定位閉合或打開，沒有“常開常開”與與“常閉常閉”問問題。題。調(diào)壓開關(guān)：調(diào)壓開關(guān)： 繞組轉(zhuǎn)換開關(guān)繞組轉(zhuǎn)換開關(guān) 分級轉(zhuǎn)換開關(guān)分級轉(zhuǎn)換開關(guān)兩位置轉(zhuǎn)換開關(guān)：繞組轉(zhuǎn)換開關(guān)兩位置轉(zhuǎn)換開關(guān)：繞組轉(zhuǎn)換開關(guān) 牽引制動轉(zhuǎn)換開關(guān)牽引制動轉(zhuǎn)換開關(guān) 換向轉(zhuǎn)換開關(guān)換向轉(zhuǎn)換開關(guān) 63Q63H63H63Q壓縮空氣63Q得電得電 ： 活塞右移活塞右移 聯(lián)鎖觸頭聯(lián)鎖觸頭63Q閉合閉合63Q失電失電 ：觸頭位置不變觸頭位置不變 63Q仍閉合仍閉合只有只有63H得電