電力機車操縱 再生制動操縱及特性

再生制動任務一再生制動電力機車機車另一種電氣制動形式就是再生制動。電機作電動機運行時，電源電壓U大于反電勢Ea；，電樞電流方向與U同方向，電磁轉矩方向與轉向相同。若保持磁通方向不變，當轉速升高到一定數(shù)值后，感應電勢&大于電源電壓U，電樞電流方向與同方向，電機作發(fā)電機運行，電磁轉矩與轉向相反起制動作用，發(fā)電機產生的電能送回到電網。這種制動方法稱為回饋制動又叫再生制動再生制動

電力機車下坡時，重力加速度的作用使車速增高，牽引電機感應電勢Ea隨之增大，若Ea=U,則Ia=0,牽引電機就不需要從電網輸人電能，電力機車由本身的位能自動滑行并繼續(xù)加速。轉速繼續(xù)升高，將使Ea>U，則Ia反向，牽引電機自動轉換為發(fā)電機運行狀態(tài)。此時，電力機車下坡的位能，通過電機轉換成電能，回饋給電網。由于電樞電流/a反向，電磁轉矩也隨之反向，起到制動作用，車速越高，制動轉矩越大，如圖4所示。轉速增高到一定程度，下坡時的位能產生的動力轉矩與牽引電機的制動轉矩和摩擦轉矩相平衡時，電力機車將恒速穩(wěn)定運行(b點）。他勵和復勵牽引電動機回饋制動時，需要保持勵磁電流方向不變，電樞回路的接線不變。串勵牽引電動機進行回饋制動時，由于串勵發(fā)電機在許可范圍內工作不穩(wěn)定，需要將串勵繞組改接為他勵，由較低的電壓供電以得到所需要的勵磁電流。圖4再生制動把直流電變換成交流電稱為逆變。逆變分為有源逆變和無源逆變。有源逆變電路是把交流側接在交流電網上，直流電能經過直交變換后，向交流電源反饋能量，相應的裝置稱為有源逆變器。相控角大于π/2的全控橋為常見的有源逆變器。電力機車的再生制動就是將制動時電機所產生的直流電能回送到交流電網中。①全控橋逆變電路圖5為全控橋電路，（a）為整流狀態(tài)，（b）為逆變狀態(tài)。若變壓器二次側的交流電壓為

則在晶閘管移相角為a時，輸出電壓平均值Uda為:1.有源逆變圖5再生制動全控橋電路輸出平均電壓是空載整流電壓和移相角α余弦的乘積。當控制角a在0?π/2調節(jié)，觸發(fā)晶閘管導通時，輸出電壓平均值Uda>0,電流從電機正端流入，電機吸收能量，此時電機工作在電動機狀態(tài)，即機車工作在牽引工況。在控制角α=π/2時.整流電壓平均值為0,這時如果電機電壓亦為零，電機既不吸收能量也不輸出能量，電機停轉，這種狀態(tài)為從整流狀態(tài)向逆變狀態(tài)過渡的中間狀態(tài)。在控制角a在π/2?π時觸發(fā)晶閘管，從電路的工作原理和輸出電壓平均值的表達式都不難看出，電路將有負的電壓輸出，即Uda<0,極性發(fā)生了改變，從而有可能工作于有源逆變狀態(tài)。全控橋電路在逆變工作狀態(tài)下，若使電機電勢的極性發(fā)生改變（上正下負），且電機電勢略高于全控橋輸出電壓平均值，則回路電流的方向不變，但電流是從電機電勢正極端流出，電機輸出能量（電機此時工作在發(fā)電機狀態(tài)）；而對變壓器繞組而言，當觸發(fā)晶閘管，電流流過變壓器繞組的方向總是與電勢實際方向相反，即變壓器電勢在逆變電路是起一反電勢作用，故發(fā)電機通過變壓器二次側繞組向電網輸送電能，電網吸收能量，實現(xiàn)了逆變。由上述分析可見，整流與逆變的轉換對變流器而言，只是控制角的改變，即有負電壓輸出。對直流側電源而言，電壓的極性必須隨著改變。1.有源逆變再生制動②逆變電路的顛覆在整流電路中，如果晶閘管觸發(fā)電路出現(xiàn)故障，使觸發(fā)脈沖消失或者移相超出允許的移相范圍，其后果是沒有輸出電壓。而在逆變電路中若晶閘管觸發(fā)脈沖丟失或移相角（逆變角）超出允許范圍，發(fā)電機電勢就與變壓器電勢順極串聯(lián)疊加而造成嚴重的短路.這種現(xiàn)象稱之為逆變顛覆，逆變顛覆將產生非常大的短路電流。此外，電力機車實施再生制動時，若受電弓脫離接觸網導線，交流電壓消失，此時發(fā)電機電勢將經變壓器二次側繞組及導通的晶閘管元件而發(fā)生失壓短路。無論是疊加短路還是失壓短路，其結果都將引起逆變顛覆（再生顛覆），短路電流將燒損電氣設備，因此再生制動必須對晶閘管及其觸發(fā)電路提出很高的要求。同時為防止失壓短路，要求機車雙弓運行。1.有源逆變再生制動①再生制動時回饋的電能可供其他電力機車牽引使用，因此是一種更具有經濟效益的電氣制動方式。②再生制動具有調速范圍大，防滑性能好，減少了閘瓦與車輛磨耗。③再生制動的控制系統(tǒng)較為復雜。再生制動時系統(tǒng)的穩(wěn)定性差，制動力的調節(jié)有兩種方法，即可以通過調節(jié)電機的他勵繞組電流，也可通過調節(jié)逆變器的電壓來進行。因此控制復雜且精確度要求高，同時為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在制動電路中增設附加的穩(wěn)定電阻.以限制制動電流的變化。④再生制動機車必須采用全控橋。因此機車功率因數(shù)低，諧波含量高，同時對觸發(fā)系統(tǒng)可靠性要求高。2.再生制動的特點電氣制動操作任務二①機車可以方便地使用電氣制動器。②速度調節(jié)