内容发布更新时间 : 2024/12/27 14:48:36星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

(3-4)

在一定的制动电阻Rz及一定的速度V下，电机只有一个工作状态，它是由制动电阻的压降与电机外特性曲线所决定的(即二者的交点A)。如果由于某种外界原因而偏离这一工作状态，它有自动恢复到原来稳定状态的趋势。比如在制动过程中，制动电流有所增加，则电机电势CVΦV小于电阻压降Iz(Rz+∑R)，

即<0，迫使电流减小;当电流减小时，电机电势CVΦV大于电阻压降Iz(Rz+∑R)，则>0，使电

流增大。因而，它具有电气稳定性。

根据上述对外部电气稳定性分析，可得出检验外部电气稳定性的数学判别式为：

(3-5)

即在A点，电阻压降的斜率必须大于电机电势曲线的斜率。

(三)调压方式

串励式电阻制动不需要额外的励磁电压，用改变制动电阻RZ的大小来调节制动电流和制动力。在高压大电流情况下，制动电阻要求有许多抽头和相应的开关电器，造成线路复杂，设备增多，且调节是有级的。同时制动电阻不能取值过大，否则会使电机不能自激。当多台电机并联共用一个制动电阻时，还会出现不稳定状态。所以在整流器电力机车上使用电阻制动时，一般不采用串励式电阻制动，而采用它励式电阻制动，用改变励磁电流的方式来调节机车的制动电流和制动力，以控制机车的运行速度。

二、它励牵引电机电阻制动

采用它励电机电阻制动时，首先切断牵引电机电枢与电网的连接，使电枢绕组与制动电阻接成回路，而电机原来的串励绕组由另外电源供电，电机作它励发电机运行，其工作原理图如图3-4所示。

(一)电气稳定性分析

当它励电阻制动的励磁电流一定时，图3-4所示电枢回路的电压平衡方程式为：

图3-4 它励电阻制动原理电路

当自感电势=0时，表示电机的一种稳定工作状态，如图3-5中A点所示。图中曲线2为它励

发电机负载特性曲线。曲线l为机车速度某值时它励发电机的电势特性曲线，如果电机电流Iz因扰动而有

偏移时，它具有自动恢复到原来稳定状态的趋势。如制动电流Iz增大，，

<0 ，使电流减小;当Iz减小时，它励电阻制动具有电气稳定性。

>0 ，使电流增大，因而能自动恢复到稳定状态工作点A。所以，

图3-5 它励电阻制动回路电势曲线

图中：Rz--制动电阻;

Iz--电机制动电流;

Ed--电机发电电势。

(二)制动特性及控制方式

电力机车在电气制动时的各种工作特性称为制动特性。它包括制动时反映机车速度V与制动电流Iz关系的速度特性V=f(Iz);制动力B与制动电流Iz关系的制动力特性B=f(Iz)，以及制动力B与机车速度V关系的制动特性B=f(V)。下面具体分析它励电阻制动的各种工作特性。

1.速度特性Vf=f(Iz)

当它励电阻制动进入稳定工作状态时，CVΦV=Iz(Rz十∑R)，所以机车电阻制动时的速度特性为：

(3-6)

由于电阻制动电枢回路的电阻∑R，制动电阻Rz，机车常数CV均为定值，故在固定的励磁电流下(即主极磁通量固定)，若不考虑电机电枢反应的影响，机车速度与制动电流成正比关系。对应于不同Φ值(即不同的励磁电流)，各有一条速度特性曲线，由于励磁电流的调节是连续的，因而机车的特性是一个面特性，需调节机车速度时，可调节它励磁绕组的励磁电流，各励磁电流下的速度特性曲线如图3-6所示，其中IL1>IL2>IL3>IL4。

图3-6 电阻制动速度特性曲线

2.制动力特性B=f(Iz)

在不考虑电机及齿轮传动装置的损耗时，将电机的电磁转矩换算为机车制动力B，则有：

(3-7)

若考虑上述损耗，并用ΔF表示这些损耗的总和，由于这些损耗总是阻碍电机转动的，因而在制动时，它们应是制动力的一部分，这时

(3-8)

由式(3-7)可知，不计损耗及电机电枢反应，当励磁电流一定时(Φ为定值)，制动力B与电枢电流Iz之间也是成正比关系。对应于不同的励磁电流各有一条过原点的直线，制动力特性曲线如图3-7所示，其中IL4>IL3>IL2>IL1。

图3-7 电阻制动的制动力特性曲线

需调节制动力时，可通过调节它励绕组的励磁电流来实现，由图3-7曲线可知，制动电流一定时，励磁电流越大，机车制动力越大;也可以在一定的励磁电流下通过调节制动电流来实现，且制动电流越大，制动力越大。

3.制动特性B=f(V)

由电阻制动的速度特性和制动力特性公式可以求出机车电阻制动时机车制动力与机车速度的公式：

(3-9)

由上式可知，对于某一固定的励磁电流(即Φ数值恒定)，制动力与速度成正比关系，并且IL越大，特性曲线越陡，如图3-8所示，图中IL4>IL3>IL2>IL1。这就是说它励电阻制动具有机械稳定性，即随着机车速度的增加其电制动力也增加。由图3-8我们还可以得到这样的认识：保持励磁电流为常量时，在低速下实行电阻制动，制动力较小，因此电阻制动一般不能用于机车制停。

图3-8 电阻制动的制动特性曲线

如果制动电流保持为一常量，此时机车制动力--速度特性为.

(3-10)

由式(3-10)可知，在Iz=C情况下，机车电制动力与机车速度成反比关系，特性曲线为一双曲线，如图3-8所示，图中Iz3>Iz2>Iz1。另外当制动电流保持恒定时，制动力在很宽的范围内随速度的升高而降低，因而不具有机械稳定性。

4.控制方式

它励电阻制动的控制方式有三种，即恒磁通控制、恒电流控制、恒速控制。

恒磁通控制是指它励电机的励磁电流固定，制动力的调节靠调节制动电阻的大小来进行，这种控制方式因有级、电路复杂，在现代电力机车上不单独使用，而是作为一种弥补手段，在低速区制动力明显不足时，为提高机车制动力短接一部分制动电阻进行制动分级。

恒电流控制是指保持制动电流不变，制动力调节靠调节它励电流实现，机车特性呈恒功率曲线。此种方式能充分利用机车的制动功率，但机械稳定性差，使工作特性使用范围受限。相控机车在低速区一般采用此种控制方式。