_交流传动机车牵引特性曲线与变流器_牵引电机系统的匹配

DOI:10.13890/j.issn.1000-128x.1999.06.005

1999年第6期

1999年11月10日

机　　车　　电　　传　　动

ELECTRICDRIVEFORLOCOMOTIVE№6,1999　Nov.10,1999　

设计与　　研究

交流传动机车牵引特性曲线与变流器—牵引电机系统的匹配

株洲电力机车研究所(株洲412001)　　丁荣军

丁荣军　1961年生,1984

年毕业于西南交通大学电力机车专业,1998年获长沙

摘　要:从变流器和牵引电机的容量匹配问题入手,通过对ICE和TGVEurostar机车的牵引特性曲线的分析,就怎样合理而又经济地设计变流器—牵引电机系统、发挥交流传动机车优越的牵引性能提出了一些看法。

关键词:交流传动机车　变流器　牵引电机　牵引特性曲线　匹配

铁道学院交通信号工程及控制专业硕士学位,高级工程师,从事交流传动控制系统的研究。

Adaptiontotractiveperformancecurvewith

-drivelocomotiveconverter-tractionmotorforAC

ZhuzhouElectricLocomotiveResearchInstitute(Zhuzhou412001)　　DingRongjun

:Startingfromadaptiontothecapacityofconverterwithtractionmotor,analyzesthetractiveperformancecurvesofAbstract

ICEandTGVEurostarpowercar.Furtherdeducedareproposalsforrationalandeconomicaldesignofconverter-tractionmotorsystem,andforthefullplayofexcellenttractivecharacteristicofAC-drivelocomotive.

Keywords:AC-drivelocomotive,converter,tractionmotor,tractiveperformancecurve,adaption.

　　国民经济的高速发展和人们生活水平的日益提高要求铁路运输能够多拉快跑,交流传动机车因具备这

一特点而受到广泛的青睐。要使交流传动机车优越性能得以发挥则必须合理地匹配变流器与牵引电机。通常在进行机车设计时,要考虑启动力矩以及最大功率,同时还要考虑变流器和牵引电机的外型尺寸、质量,这些对于高速机车来说显得尤为重要。因此,在满足一定的负载条件下,机车的牵引特性曲线应尽可能与变流器—牵引电机系统一起进行考虑以便选择变流和牵引电机的合理的容量匹配,使机车的整体性能参数最佳、系统费用最低。

式,变流器的容量由元器件的参数决定;相反,选定某种元器件后,其容量受冷却方式的限制。对于机车这种特定的应用对象,变流器的极限容量很少得以发挥,即变流器很少同时输出最大电流和最高电压。这是因为机车在启动时,要求变流器的输出电流最大,而这时的输出电压最低;但随着速度的提高,变流器的输出电压升至最高,电动机的输出功率达到最大,输出力矩却反而下降,电流也逐渐减小。

在考虑牵引电机的容量时,若忽略牵引电机不同供电电压对绕组绝缘的不同要求,则在最大速度相同的情况下,牵引电机的容量主要取决于电磁方面的最大允许转矩和热方面的最大允许损耗。后者在很大程度上受到逆变器的供电质量、冷却效果以及牵引电机本身选用的绝缘材料的影响。目前,牵引电机都趋向于采用200°级绝缘材料,因此,牵引电机的发热主要从逆变器的供电质量和冷却角度进行考虑。牵引电机的最大力矩Mmax与u1的平方成正比,近似地与(x1σ+’)和电流频率f1成反比,即:x2σ

1　变流器和牵引电机的容量设计

一台变流器的容量由它可能传送的最大电流和输出的最高电压的乘积来表示,主要受半导体器件中允许的最大温度和电场强度所限制。对于一定的冷却方

收修改稿日期:1999-08-30

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