第五次作业.doc

第五次作业
1、分析交流传动系统的组成模式及特征。
答:列车交流电力传动系统组成模式主要有三种,即内燃机车交流传动系统、电力机车及动车组交流传动系统、地铁和城轨列车交流传动系统。
内燃机车是自带能源的机车,其交流传动系统主要由牵引发电机、牵引电动机、变流器和控制单元等主要部分组成。柴油机驱动三相同步发电机产生三相交流电,经二极管不可控整流器输出直流电压,经直流环节大容量电容器滤波处理后,获得稳定的直流电压,逆变器将稳定的直流电交换成三相频率电压可调的交流电源驱动异步牵引电动机,实现对电动机转矩、转速的控制。微机控制系统通过调节牵引发电机按照恒功率方式运行,保持柴油机输出功率不变。传动控制单元控制逆变器输出变频变压的三相交流电,以控制牵引电动机的输出转矩和转速。
电力机车和电动车组均为外接能源的动力系统。电力机车和电动车组通过受电弓将单相高压交流电源从接触网引入车内,经主变压器降压后供给牵引交流器,由传动控制单元控制四象限脉冲整流器将交流整流为直流,经中间直流环节滤波处理,为逆变器提供稳定平直的直流电,通过对逆变器控制将直流变换为频率、电压可调的VVVF(变频变压)三相交流电;供给异步牵引电机,实现对其转矩、转速进行控制。牵引时,电能从电网流向异步牵引电动机,电能被转
化为机械能产生牵引力。电气制动时,列车蕴藏的惯性机械能被转化
为电能,经变流器变换为单相交流电,通过主变压器升压后回馈到接触网,供其他列车使用。
地铁、城轨及中低速磁悬浮列车交流传动系统为直-交流
传动,都采用直流供电。直流电源通过受电弓或第三轨从电网经高速断路器等高压电器引入车内,通过电抗器滤波,产生稳定平直的直流电流,将其送入电流型逆变器。在传动控制单元的控制下,逆变器将输入的直流电能变换为变频变压的三相交流电,供给异步牵引电动机,将电能转换为机械能,并对异步牵引电动机的转矩、转速进行控制,满足列车牵引的需要。地铁、城轨列车采用的交流牵引电动机在结构上有旋转和直线式两种形式,同为异步电动机但其牵引性质不同。普通旋转电动机驱动为黏着牵引,直线电动机驱动属于非黏着牵引。
2、分析牵引变频调速系统的运行区域及特征答:牵引变频调速系统的运行区域可分为恒磁通运行区
和磁削运行区,对应的输出特性分别为恒转矩特性和恒功率特性。恒转矩特性与恒功率特性的交接点,一般在额定频率(基频)处。
(1)恒磁通运行区
当电源电压一定时,如果降低频率,则主磁通要增大,
基频以下主磁通增加势必使主磁路过饱和,励磁电流增加,
铁心损耗也相应增加,这是不允许的。为此调频时一定要调节电势,保持感应电势与频率的比值不变,即磁通保持不变。保持 E1/f1?C ,则?m?E1?。当磁通不变时,即恒
电势频率比控制,电磁转矩与供电频率无关,只与转差频率成正比关
系。若采取措施保持转差频率不变,则电磁转矩将维持恒定,这种调速方法也叫恒转矩调速。恒转矩调速特别适合于列车的启动阶段,能够产生恒定的牵引力,启动过程平稳,可获得较大的启动速度。
(2)磁削运行区
在恒磁通控制中,随着频率和转速的上升,电压U1也相
应提高,牵引电动机的输出功率增大,但电压的提高受到电动机功率或逆变最大电压的限制。通常调节频率大于基准频率f1?即当电压提高