第五章-交直电力机车辅助电路.ppt

§5.1辅助电路的电源电路电力机车辅助电路，包括辅助设备及相关电气设备。作用：保证主电路正常工作。组成：电源电路、负载电路、保护电路等。关于辅助电路电源：①三相交流电源：获取：由分相设备“单-三”相变换而得。方法：旋转式劈相机、电容器分相、电子静止逆变器等，将变压器副边辅助绕组单相→三相。“交-直”机车普遍用旋转式异步劈相机（电子静止逆变器见“交-直-交”或“交-交”变换原理（参见第七、八章内容），而8G车用电容分相）§5.1辅助电路的电源电路用途：异步电机驱动风机（冷却Ld、主变压器散热器、整流、牵引电机、制动电阻等）、油泵（主变压器）、压缩机（空气制动、受电弓、其他气动机）等。②单相交流电源：获取：单相交流电源由变压器副边辅助绕组提供。用途：加热器、空调等（380V或220V）。一、异步劈相机工作原理1、结构有定子绕组、鼠笼转子（同普通三相异步电机）。定子绕组：三绕组接成Y型，或两绕组接成T型。§5.1辅助电路的电源电路两绕组T型：主、辅两绕组，主绕组接变压器副边辅助绕组两端（对外两端子），辅绕组则接其中点（对外一端子）。起动后辅绕组电势超前单相电源电势90o，则主、辅绕组的三端得三相电压。仅6K车用。三绕组Y型：§5.1辅助电路的电源电路2、原理（1）单相异步电动机cb通单相交流电，则oc、ob中产生一大小随时间作正弦变化、空间位置不动的脉动磁场。若使转子转动，则劈相机作一台单相异步电动机运行。（2）三相发电机脉动磁场→同幅、反向的二旋转磁场，同转子转向为正序，反转子转向为负序。正序旋转磁场:（速度n1）对转子（速度n）的相对转差率s1为同普通三相异步电动机，值很小（约为0.02～0.03）。负序旋转磁场:对转子相对转差率s2为§5.1辅助电路的电源电路转子几乎2n速度切割负序磁场→感应约2f（网频）的e和i，此i产生的磁场抵消负序磁场→气隙只存在正序旋转磁场→切割定子绕组oa、ob、oc→感应电势Eoa、Eob、Eoc三相电势。则是一台三相发电机，可供给三相负载。（3）三端电压不对称异步劈相机是单相异步电动机和三相发电机的组合体，既可轴上接机械负载，又可a、b、c三端接电负载。绕组名：cob与转子起单相电动机作用，oa、ob、oc和转子起三相发电机作用，故oc、ob叫电动相绕组，oa叫发电相绕组。电流名：无电负载，仅cob中有电流（与转子作用产生力矩），叫电动机电流；有电负载，绕组oa、ob、oc新加一组电流（与转子作用产生反力矩），叫发电机电流。可见，oa仅有发电机电流，而ob、oc同时有两种电流。§5.1辅助电路的电源电路不对称电势：三绕组对称（匝数相等、空间差120o），空载时a、b、c三端电压对称，电负载后则不对称。原因：ob、oc中有电动机电流，即使三相负载电流对称，各相电流亦不对称，有不对称压降。感性负载，发电机电流引起的压降使绕组的端电压小于感应电势，而电动机电流使端压大于感应电势，则劈相机三端电压不对称。此外，剩余负序磁场在绕组中感应负序电势，加剧电压的不对称。（4）改善电压对称的措施不对称绕组：三相匝数不等、角度不对称。空载不对称，负载后对称。注意：此法简单，但只能带单一负载，负载变就不对称，不适于电力机车（因电力机车的辅助电机负载变化)。§5.1辅助电路的电源电路对称绕组并联电容，如图5-2（a）所示。设负载IA滞后Ua（角），未并电容C时，流经oa的IA′=IA；并C后，流经C的电流ICK超前Uab电压90o，则流经oa的IA′为IA与ICK的矢量和,由图（b）知IA′＜IA，即并C后流过oa的IA′↓→压降↓→端压↑，劈相机端压不对称性↓。（电力机车普遍采用）§5.1辅助电路的电源电路二、劈相机并联电容的确定劈相机负载随辅助机械工作的不同而变，则分相电容值也随负载而变。设a、b间并电容C，如图5-3所示。电压电流参考方向中，电源和电容电流方向与前述相反，目的便于绘制矢量图。IH为负载电流，ICK为分相电容电流。1、电压对称条件§5.1辅助电路的电源电路注意：负载变，只要保证满足上式，则劈相机端压对称。由图，电容电流为（5-2）据电压、电流参考方向和满足上式，可绘出矢量图。因绕组纯感性，I0滞后Ubc电压90o；感性负载，IH取滞后功率因数。则矢量图如图示。可见，ICK超前Uba电压90o，从而保证接入适