电传动控制基础4.123相控电力机车

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1、 6G型电力机车型电力机车l有级调速机车有级调速机车SS1有有33个调压个调压级和级和3级磁场削级磁场削弱弱l对应于牵引变压对应于牵引变压器的每级电压都器的每级电压都有一条速度特性有一条速度特性曲线曲线vId6abcdl起动时电力机车速度为起动时电力机车速度为0，牵引电动机转速为，牵引电动机转速为0l牵引电动机的反电势牵引电动机的反电势 E = Ce n = 0l若进行满压起动，将产生很大的起动电流若进行满压起动，将产生很大的起动电流 10倍额定电流倍额定电流l限制起动电流，进行变阻起动或降压起动限制起动电流，进行变阻起动或降压起动降压起动过程：降压起动过程： v = 0 n = 0 E =

2、0 U = Id R Id = U/R电压升至第六级电压升至第六级：从从a点起动点起动 F W n E Id l桥式整流：变压器的容量发挥充分，结构简化桥式整流：变压器的容量发挥充分，结构简化l两段半控桥相控无级调压：起动、调速平滑两段半控桥相控无级调压：起动、调速平滑l半集中式供电：电机之间负载分配较均匀半集中式供电：电机之间负载分配较均匀l取消了调压开关：主电路简单、开关电器动作减少取消了调压开关：主电路简单、开关电器动作减少一、特点一、特点T1T2T3T4D1D2D3D4M1M2M3RM4RM3RM1M4M5M6RM2 低压调压低压调压调节RM1，封锁RM2 D3、D4续流Ud：0 0.

3、5Ud0 = 450VRM1满开放，调节RM2 Ud：0.5Ud0 Ud0 = 900V0-900V0-900V调压，用一段桥式电路是否可以实现，调压，用一段桥式电路是否可以实现，且主电路简单？为何用两段桥式电路？且主电路简单？为何用两段桥式电路？二、调压原理二、调压原理 高压调压高压调压l实现端电压平滑调节，减少电流冲击，较好利用粘着力实现端电压平滑调节，减少电流冲击，较好利用粘着力l获得机车工作范围内的任意牵引力和速度获得机车工作范围内的任意牵引力和速度l更好地利用机车的惯性更好地利用机车的惯性l取消笨重的有触点式调压开关取消笨重的有触点式调压开关晶闸管整流实现无级调速的优点：晶闸管整流实

4、现无级调速的缺点：功率因数低和谐波分量较高机车功率因数概念： 一般正弦交流电路：U、I 均为正弦 功率因数：电压与电流之间相位角的余弦 cos 电力机车：I 发生畸变为矩形波 机车整流电路的功率系数机车整流电路的功率系数 =机车牵引变压器高压侧有功功率机车牵引变压器高压侧有功功率机车牵引变压器高压侧视在功率机车牵引变压器高压侧视在功率 = P / S = Pd / S机车功率系数概念： = P / S = U1I1f cos 1U1I1I1f=I1=cos 1 cos 1 ：电流畸变系数 cos 1 ：基波电压与基波电流之间的相位移系数 不可控整流电路：SS1MuiIdiu tIdid t不可

5、控整流电路：SS1牵引变压器高压侧电流与电压同相位 cos 1 = 1 S = U1I1 = KU2 (Id/K)Ud = 22/ U2S = 22Ud Id = 22Pd = Pd / S = 22 PdPd=22 = 0.9 = P / S = U1I1f U1I1=I1fI1= 0.9半控整流电路：idIdtcos 1 = cos /2 电流有畸变电流有畸变 三个台阶三个台阶utiMuiId全控整流电路：idIdtcos 1 = cos 电流有畸变电流有畸变 两个台阶两个台阶MuiIdutil利用特殊控制方法利用特殊控制方法不对称触发不对称触发扇形控制扇形控制PWM控制控制l多段桥顺序控

6、制多段桥顺序控制iutiut全控桥：存在电压和电流反向阶段 电网吸收能量半控桥：不存在电压和电流反向阶段u t iT1 tiT2 tiT3 tiT4 tMuiIdT1T2T4T3T1T1、T2T2：晶闸管工作在时，T1触发导通在+，T2触发导通T3T3、T4T4：二极管工作在网压过零时导通iMuiIdT1T2D3D4utitt = 晶闸管导通t = 晶闸管截止若 = 电流基波分量与电源电压同相位 cos = 1eSeCeC：载波eS：正弦调制波调节输出电压：改变脉冲宽度改变脉冲次数可以消除低次谐波udiT1T3T2T4T5T6D5D6D1D2a1x1a2x2o6G：两段半控桥顺序控制SS4：三段半控桥顺序控制三段绕组：a1o ox1 1/4U2 a2x2 1/2U2Ud第一段： 控制半控桥D1D2T1T2 T3T4T5T6都封锁 Ud = 0 Ud0第二段： T1T2满开放 控制T3T 4 Ud = Ud0第三段： T5T6满开放 控制T1T 2 Ud = Ud0第四段： T1T2 T5T6满开放 控制T3T 4 Ud = 1 Ud0负载转移：T1T2 T3T4封锁 T5T6满开放1：全控桥2：半控桥3：两段半控4：四段半控123401UdUd0 0.9结论：段数越多功率因数越高