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SS4G 型电力机车电子控制系统检修说明 第一章 韶山系列相控电力机车控制方法 为了充分理解韶山系列相控电力机车的控制方法，我们应先了解机车的主回路的工作原 理。 一．牵引/制动主电路分析 韶山型相控电力机车的主电路典型示例如图1-1： 图1-1 在牵引工况，电能经由机车受电弓，通过主断路器进入机车主变压器，然后经硅机组整 流出的直流电压作为直流电机的端电压，驱动牵引电机运转，达到使列车运行的目的。 制动时，由机车两位置转换开关进行切换，通常电机均由串励变为他励方式。电枢绕组 与他励绕组分别与各自的相控桥相并联。此时，控制的目的是使机车减速。牵引电机按发电 机方式运行，发电机所发出的电能在制动回路中消耗在制动电阻上，以热能的形式散发掉， 从而达到减速的目的。 上图中： ——Ud硅机组整流输出端电压 ——Id电机电流 z——I制动电流 ——If励磁电流 （牵引时If=Id） ——电机端电压E ①牵引工况 机车牵引工况下，系统的主要特性为： 第 1 页 共 110 页 SS4G 型电力机车电子控制系统检修说明 ΣR为主回路的阻抗总和，一般在0.01～0.1Ω之间，因此，如果电机需要达到1000A 的电流，(Ud一E)的差值只需十伏即可。对于电机端电压E，，主要的特性可以表示为： ·Ф·n E=Ce 式中：Ce与电机结构有关的常数 n——电机转速，即机车的速度v Ф——电机磁通量,主要取决于电机的励磁电流1f（串励电机牵引时，Ｉf=ld）。 因此，系统特性也可以大概地表示为： 式中：K——算法改变后的系数，粗略地可以认为是一个常数 ——机车速度v 由此可见，硅机组整流出来的端电压Ud主要用来克服电机的反电动势即其端电压从而 达到传递功率的目的。在机车低速时，反电势E较小，调节Ud即可产生电流Id。对于多段 桥相控机车，Ud可由二段或三段桥组成，随着机车速度增大，电机反电势E也增大，Ud需 开放到第二段或第三段桥方可克服 E，当Ud的三段桥全部开满后，若速度仍保持增大，则 Id将不得不减小。三段桥的开放控制由机车电子系统自动完成，司机只需给定级位、电子 控制系统将按所对应的速度和电流来进行自动控制。 正常工作时，由于电机端电压的大小很大部分取决于电机当时的转速n，也即机车运行 的速度v，因而机车速度的大小就决定了硅机组整流端电压Ud，调整Ud就达到调节机车速 度的目的，但是，由于电机有一个最大电压Umax的限制，电机的端电压不可能无限增大， 当电机电压达到最大限压Umax时，通过公式我们可以看出，要想再提高电动机的转速，进 而提高机车速度v，只有减小磁通Ф，也即减小励磁电流Ｉf,我们通常称之为磁场削弱。但 是磁场削弱的深度是有限制的。因为在高转速大电流的情况下过分削弱磁场会使电抗电势超 过允许值，同时由于主极磁场严重扭曲，换向器片间电位分布不均，可能产生火花甚至环火。 所以磁场削弱系数应有一个最底限度βmin，对于脉流牵引电动机而言，一般目前βmin不 小于0.35—0.4。在国产韶山型相控电力机车上主要有三种方法来进行磁场削弱： a）采用分流电阻进行有级削磁 （如SS3B、SS4B、SS4G、SS6B）。 ）利用晶闸管支路进行无级削磁b （如SS8、SS9）。 c）SS7型电力机车由于采用了复励电机，因而在他励部分减小If就可达到削磁目的。 第 2 页 共 110 页 SS4G 型电力机车电子控制系统检修说明 当磁场削弱至最深时，由于电枢电压仍然维持最大，电枢电流便随电机的自然特性下降， 此时，电机按自然特性运行。 根据功率不变原则F·V=E·Id，则有机车牵引力F＝（E/V）·1d，如上所述，机车电 机端电压E基本对应一定的速度v，因而E／v基本恒定，从而可知电枢电流Id的大