电力牵引-第二章

第二章交-直流传动系统1.试分析交-直流传动系统的调速方法及相互关系。答：改变电枢两端电压和减小磁通都可以改变直流牵引电动机的转速。当负载一定时，忽略电枢回路的电阻压降，可以认为牵引电动机的转速与电枢端电压成正比，提高（降低）电枢端电压将提高（降低）转速。电枢端电压的最大值受高压额定电压的限制，其对应的转速为调节电压所能达到的最高转速。在交-直流传动系统中，当牵引电动机的电枢电压调至最高后，若需要进一步提高运行速度，只能采用磁场削弱的方式，即只有当调压资源用尽后才能开始实施磁场削弱调速。2.分析电阻制动的影响因素及制动范围。答：电阻制动的制动力取决于电动机的电磁转矩，它与励磁磁通和制动电流有关，即Tem=CTφDIZ。制动过程受到：①最大励磁电流的限制；②最大制动电流的限制：③黏着力限制：④牵引电动机换向条件的限制；⑤构造速度的限制。则机车在电阻制动时的工作范围区域为OABCDEO，制动工作范围所限制的面积等于制动功率，该面积越大，表示制动功率越大，调速范围越大。3.何谓加馈电阻制动？分析加馈电阻制动的作用及工作过程。答：由于低速区制动力不足，当制动励磁电流达到最大值时，制动力也为最大，电阻制动过程基本结束，机车利用自身资源，维持最大制动力恒定继续制动，即进行加馈制动。加馈电阻制动的作用是改善电阻制动的不足，提高电阻制动效果，进而扩大电阻制动范围。过程：电力机车进行电阻制动，当制动电流达到最大时，将转入加馈电阻制动。只要维持制动电流不随机车速度降低而下降，就可以改变低速时的制动能力。6.熟悉霍尔传感器的工作原理，分析磁平衡时传感器的工作过程。答：霍尔传感器是利用半导体元件中的电磁效应（霍尔效应）而制成的，利用磁平衡补偿原理，将原边电流回路产生的磁场通过次级线圈的电流所产生的磁场进行补偿，使霍尔元件始终处于检测零磁通的工作状态。具体工作过程为：当原边回路有电流I1流过时，在导线周围产生一个强的原边磁场H1，经聚磁环聚集，作用于导磁体气隙中的霍尔元件，在一定的控制电流Ic下，其霍尔输出电压经放大器A进行电压放大及互补三极管VT1、VT2功率放大后，输出的补偿电流I2经次边（补偿）绕组N2产生与原边磁场相反的磁通，补偿了原边磁场，使霍尔元件输出电压逐渐减小。直到一、二次侧磁通相等时，二次电流不再增加，这时霍尔元件起到了指示零磁通的作用，且有I1N1=I2N2，或者I2=(N1/N2)I1=KI1，这个过程是一个动态平衡过程。7.试分析特性控制器的工作原理。答：特性控制器电力机车、EMU完成牵引力控制和速度控制的一个复合控制单元，其作用是建立操作机车运行状态（起动、牵引与控制）与电流、速度之间的函数关系。起动时采用恒电流控制，牵引或制动时采用准恒速控制，构成所谓的恒流准恒速控制模式。牵引特性控制器可由2个同相运算放大器A1和A2和1个最小值选择器组成，再生制动特性由反相运算器A3、同相运算放大器A4和最大选择器组成。在牵引特性控制器中，运算放大器A1的同相端输入牵引电流指令给定信号UIg(正值)和机车速度反馈信号Uvf（负值）、运算放大器A2的同相端只输入牵引电流指令给定信号UIg（正值）。在制动特性控制器中，运算放大器A3的反相端接有制动电流给定信号UIg和机车速度反馈Uvf（负值）。运算放大器A4同相端输入最小制动电流限制信号，以避免车钩冲击，保证车钩始终处于压缩状态。运算放大器A1、A2的输出信号经过最小选择器，可获得所需要的恒电流准恒速控制特性；由放大器A3、A4组成的制动特性控制器，根据输入信号条件，得到不同控制级位下的准恒速控制直线族和最小制动电流限制水平线，并经最大选择器选择，其中最大者作为控制信号输出（图在下页）。