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直流牵引电动机的特性直流牵引电动机的特性直流牵引电动机的特性直流牵引电动机的特性直流牵引电动机的工作特性直流牵引电动机的工作特性各种励磁方式电机特性分析各种励磁方式电机特性分析直流电动机调速直流电动机调速11.1.电机的工作特性与电机的工作特性与机车牵引特性机车牵引特性工作特性:n、T、=f(Ia)机械特性:n=f(T)直流牵引电机特性（串、并、他）直流牵引电机特性（串、并、他）2（1）转速特性n=f(Ia)n=(U-In=(U-In=(U-In=(U-Ia a a aRRRRa a a a)/C)/C)/C)/Ce e e e nIa(T)01.他(并)励3.积复励2.串励3（2）转矩特性T=f(Ia)T=CT=CT=CT=CT T T T I I I Ia a a a(或或或或M=CM=CM=CM=CMMMM I I I Ia a a a)0TIa1.他(并)励3 积复励2 串励4（3）效率特性=f(Ia)损耗分类：第一类为铜耗pcu和附加损耗ps。第二类为铁耗pFe和机械损耗p变值损耗等于定值损耗，电机有最高效率5（4）机械特性n=f(T)TIa机械特性具有与转速特性相似的形状nT01.他(并)励3.积复励2.串励6(5)(5)(5)(5)机车的牵引特性机车的牵引特性机车的牵引特性机车的牵引特性机车轮周牵引力机车轮周牵引力F FK K和轮周线速度和轮周线速度V VK K之间的关之间的关系系F FKK=f=f（V VK K）机车的速度特性机车的速度特性VVKK=f(=f(a a)机车的牵引力特性机车的牵引力特性FFKK=f(=f(a a)7机车的速度特性VK=f(Ia)机车的牵引力特性机车的牵引力特性机车的牵引力特性机车的牵引力特性 F F F FK K K K=f(I=f(I=f(I=f(Ia a a a)V VK K n n V V V VK K K K=f(I=f(I=f(I=f(Ia a a a)与与与与 n=f(In=f(In=f(In=f(Ia a a a)形状相同形状相同形状相同形状相同 F FK K T T F F F FK K K K=f(I=f(I=f(I=f(Ia a a a)与与与与 T=f(IT=f(IT=f(IT=f(Ia a a a)形状相同形状相同形状相同形状相同 机车的牵引特性机车的牵引特性机车的牵引特性机车的牵引特性F F F FK K K K=f(V=f(V=f(V=f(VK K K K)与牵引电机的机械特性与牵引电机的机械特性与牵引电机的机械特性与牵引电机的机械特性T=f(n)T=f(n)T=f(n)T=f(n)相似相似相似相似8DJ1DJ1DJ1DJ1DJ1DJ1牵引牵引牵引牵引牵引牵引-速度曲线（速度曲线（速度曲线（速度曲线（速度曲线（速度曲线（F-v-DiagramF-v-DiagramF-v-DiagramF-v-DiagramF-v-DiagramF-v-Diagram）机车牵引特性曲线机车牵引特性曲线机车牵引特性曲线机车牵引特性曲线9SS8型电力机车牵引特性10CRH2CRH2牵引特性曲线牵引特性曲线112.2.各种励磁方式电机特性分析各种励磁方式电机特性分析串励和并励直流牵引电机性能比较串励和并励直流牵引电机性能比较自调节性能自调节性能功率的利用功率的利用牵引电动机之间的负载分配牵引电动机之间的负载分配电压波动的影响电压波动的影响防空转能力防空转能力12串励和并励直流牵引电机性能比较串励和并励直流牵引电机性能比较自调节性能自调节性能自调节性能自调节性能并励：转速随着负载的增加下降很小串励：牵引力和速度能按照机车的运行条件自动进行调节nIa(T)01.他(并)励3.积复励2.串励13 功率利用功率利用功率利用功率利用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 T1T2 c 点点aa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 T1T2 d 点点bb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结论：串励功率利用好，能充分发挥机车的功率14串励串励串励串励（动轮直径相同）（动轮直径相同）（动轮直径相同）（动轮直径相同）TId0nnT2211Id1Id2nT2T1串励：串励：转速相同转速相同 n n相同相同 I Id1d1 I Id2d2 差值较小差值较小 T T1 1 T T2 2 差值也较小差值也较小负载分配负载分配负载分配负载分配15并励并励（动轮直径相同）（动轮直径相同）TId0n21T21Id1Id2nT2T1并励：并励：转速相同转速相同 n n相同相同 I Id1d1 I Id2d2 差值很大差值很大 T T1 1 T T2 2 差值也较大差值也较大16牵引电机动轮直径不同（特性相同）TId0nnTId1Id2n1T2T1n2串励：串励：由相同的转速差引起由相同的转速差引起 I Id1d1 I Id2d2 差值较小差值较小 T T1 1 T T2 2 差值也较小差值也较小17TId0nTId2Id1n1T1T2n2并励：并励：由相同的转速差引起由相同的转速差引起 I Id1d1 I Id2d2 差值较大差值较大 T T1 1 T T2 2 差值也较大差值也较大牵引电机动轮直径不同（特性相同）18电压波动对牵引电机的影响电压波动对牵引电机的影响电压波动对牵引电机的影响电压波动对牵引电机的影响TId0nnT21Id2Id1nT2T1串励：串励：转速不变转速不变 工作曲线工作曲线由由n1n1变为变为n2n2 I Id1d1 I Id2d2 差值较小差值较小 T T1 1 T T2 2 差值也较小差值也较小19并励:TId0n21TId1Id2nT2T1 转速不变转速不变 工作曲线由工作曲线由n1n1变为变为n2n2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20粘着重量的利用（防空转性能）粘着重量的利用（防空转性能）粘着重量的利用（防空转性能）粘着重量的利用（防空转性能）F0vF121nF2a假设电动机工作在假设电动机工作在a a点，速度为点，速度为n n偶然原因偶然原因 n+n+n n1 1 并励并励：特性硬特性硬 F1F1较大较大 迅速恢复粘着迅速恢复粘着2 2 串励串励：特性软特性软 F2F2较小较小 粘着不易恢复形成空转粘着不易恢复形成空转21他励牵引电动机他励牵引电动机优点：合适的调节特性优良的防空转特性充分发挥机车牵引力能实现无级磁场削弱便于牵引制动工况转换nId0If5If4If3If2If1If1 If2 If3 If4 If522积复励牵引电机积复励牵引电机积复励牵引电机积复励牵引电机233.3.3.3.直流电传动机车的调速方法直流电传动机车的调速方法直流电传动机车的调速方法直流电传动机车的调速方法调节电机电压调节主磁通n=n=U Ud d I Id d R RCe Ce 24一、调节端电压引电动机与电阻串联改变牵引变压器的输出电压改变牵引发电机的转速和励磁电流25牵引电动机与电阻串联优点：优点：控制简单控制简单缺点：缺点：起动不平稳起动不平稳 粘着利用不好粘着利用不好 损耗大损耗大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CH26改变牵引变压器的输出电压改变变压器输出电压改变变压器输出电压 UUd d27改变牵引发电机的转速和励磁电流柴油机转速柴油机转速 同轴的发电机转速同轴的发电机转速 由于牵引发由于牵引发电机的励磁机是由柴油机驱动的电机的励磁机是由柴油机驱动的 励磁机的转励磁机的转速变化速变化 电机电压变化电机电压变化柴油机GMMM28二.调节主极磁通磁场分路法：主极绕组两端并联一级或数级分路电阻，从而减小励磁电流和磁通MUd+-R212R1IdILK1K1、K2K2断开断开 I Id d=I=IL L 满磁场满磁场 K1K1闭和闭和 R1R1分流分流 K2K2闭和闭和 R2R2分流分流 K1K1、K2K2闭和闭和 R1R1、R2R2分流分流29磁场削弱系数磁场削弱系数：磁场削弱系数：在牵引电动机电枢电流相同的条件下，磁场削弱的磁势(IW)与全磁场时的励磁磁势(IW)d之比=(IW)(IW)d=ILWIdW=ILIdIL=RRL+RId =RRL+R假设主极绕组匝数为假设主极绕组匝数为W W 电阻为电阻为R RL L 分路电阻为分路电阻为R R30小小 结结直流牵引电机的工作特性与机车的牵引特性工作特性n=f（Ia）T=f（Ia）n=f（T）牵引特性v=f（Ia）F=f（Ia）F=f（v）各种励磁方式牵引电机特性分析串并励牵引电机特性比较他励和积复励电机特性直流电传动机车调速方法调节电机端电压调节主极磁通磁场分路法（）31