电传动控制基础第二章直流牵引电机及其调速方式

1、一 直流牵引电机特性 nIa(T)01.他(并)励3.积复励2.串励0TIa1. 他(并)励3 积复励2 串励nT01.他(并)励3.积复励2.串励Fz : 齿轮齿上所受的力DK3. 轮对FK1.小齿轮节圆2. 大齿轮节圆 VK n FK T Fv4352（一）机械稳定性和电气稳定性（一）机械稳定性和电气稳定性机械稳定性的条件：机械稳定性的条件： 牵引特性曲线斜率牵引特性曲线斜率基本阻力曲线斜率基本阻力曲线斜率即：即： dF/dv dW0/dv一般一般dW0/dv0 不具有稳定性不具有稳定性 其他电动机其他电动机dF/dv W0 v 不稳定不稳定F2 0即电动机即电动机Ce n + IdR =

2、 f（ Id ）的曲线斜率为的曲线斜率为正值就具有电气稳定性正值就具有电气稳定性UdId0A在任何负载下斜率均为正在任何负载下斜率均为正具有电气稳定性具有电气稳定性UdId0AB 只有在一定负载范围只有在一定负载范围内才具有电气稳定性内才具有电气稳定性 A：稳定：稳定 B：不稳定：不稳定n 牵引电机特性有差异牵引电机特性有差异 动轮直径相同动轮直径相同n 动轮直径不同动轮直径不同 牵引电机特性相同牵引电机特性相同TId0nnT2211Id1Id2nT2T1串励：串励： 转速相同转速相同 n相同相同 Id1 Id2 差值较小差值较小 T1 T2 差值也较小差值也较小TId0n21T21Id1Id

3、2nT2T1并励：并励： 转速相同转速相同 n相同相同 Id1 Id2 差值很大差值很大 T1 T2 差值也较大差值也较大TId0nnTId1Id2n1T2T1n2串励：串励： 由相同的转速差引起由相同的转速差引起 Id1 Id2 差值较小差值较小 T1 T2 差值也较小差值也较小TId0nTId2Id1n1T1T2n2并励：并励： 由相同的转速差引起由相同的转速差引起 Id1 Id2 差值较大差值较大 T1 T2 差值也较大差值也较大TId0nnT21Id1Id2nT2T1串励：串励： 转速不变转速不变 工作曲线工作曲线由由n1变为变为n2 Id1 Id2 差值较小差值较小 T1 T2 差值

4、也较小差值也较小TId0n21TId1Id2nT2T1 转速不变转速不变 工作曲线由工作曲线由n1变为变为n2结论：当电网电压波结论：当电网电压波动时，并励电机的电动时，并励电机的电流冲击和牵引力冲击流冲击和牵引力冲击比串励电机大得多比串励电机大得多T(F)0n(v)n1T2T1n2acT(F)0n(v)n1T2T1n2bd假设串励、并励电机具有相同的额定转矩和额定转速假设串励、并励电机具有相同的额定转矩和额定转速 串励：串励：T1T2 c 点点a点点 面积差不多面积差不多 接近恒功接近恒功 并励：并励：T1T2 d 点点b点点 面积差较大面积差较大 结论：串励功率利用好，能充分发挥机车的功率

5、结论：串励功率利用好，能充分发挥机车的功率F0vF121nF2a假设电动机工作在假设电动机工作在a点，速度为点，速度为n偶然原因偶然原因 n+ n1 并励并励：特性硬特性硬 F1较大较大 迅速恢复粘着迅速恢复粘着2 串励串励：特性软特性软 F2较大较大 粘着不易恢复形成空转粘着不易恢复形成空转T(F)0n(v)v3v0AB11223粘着条件破坏粘着条件破坏 1-1 2-2 牵引力牵引力最大粘着限制最大粘着限制 逐渐逐渐发生空转发生空转 v A 滑动摩擦滑动摩擦力力=牵引力，停止空转牵引力，停止空转 假设电机原来工作在假设电机原来工作在B点点 v0粘着条件破坏粘着条件破坏 1-1 2-2 牵引力

6、牵引力最大粘着限制最大粘着限制 逐渐逐渐发生空转发生空转 v A 滑动摩擦滑动摩擦力力=牵引力，停止空转牵引力，停止空转 T(F)0n(v)v4v0AB112245假设电机原来工作在假设电机原来工作在B点点 v0nId0If5If4If3If2If1If1 If2 If3 If4 If5MMM 日本微机控制机车日本微机控制机车 串励绕组与各自的电枢串联串励绕组与各自的电枢串联 各电机他励绕组串联后进行各电机他励绕组串联后进行 集中控制集中控制6Kn =Ud Id RCe MMMMUNUd = UN/4MMMMUNUd = UN/2MMMMUNUd = UN优点：优点：能量损耗少 比较经济缺点：缺点：调压级数有限 需要复杂的转换开关 和接触器 MUN逐渐切除与电枢串联的电阻进行调速MUN调节斩波器导通比进行调速CH根据变压器调压抽头的位置高压侧调压低压侧调压SS2SS1柴油机GMMM双星形：T1 T2 T3 T1 T12 T13低速：低速：AS1和和AS2断开断开 并联并联高速：高速：AS1和和AS2闭和闭和 串联串联MM T1T2T3 T11T12 T13AS1AS2MUd+-R212R1IdILK1、K2断开 Id = IL 满