任務目標

掌握直流型電力機車的基本概念、組成及控制原理。任務內容1.直流型電力機車2.直流傳動的組成及原理3.閉環控制系統4.磁場削弱控制1.直流型電力機車

所謂直流型電力機車是指電力機車采用直流牽引電動機驅動的機車，簡稱直流機車，根據供電不同有直-直型和交-直型兩種，目前以交-直型電力機車為主。（1）直-直型電力機車

接觸網使用電壓為1500伏或3000伏直流電，采用直流串勵牽引電動機的電力機車，其核心是控制直流牽引電動機。該類型機車的起動和速度調節是借助于調節起動電阻和牽引電動機的串聯-并聯轉換來完成的。由直流電源供電，直流串勵電機驅動，通過晶閘管斬波器調阻（或調壓）方式進行調速和控制的機車。1.直流型電力機車

（2）交-直型電力機車

接觸網采用工頻（50Hz）交流電，或25Hz低頻交流電。在這種供電制下，使用直流牽引電動機牽引。用直流串勵電動機的最大優點是調速簡單，只要改變電動機的端電壓，就能很方便地在較大范圍內實現對機車的調速。

交-直型整流器電力機車的能量傳遞是將接觸網供給的單相工頻交流電，經自身的牽引變壓器降壓，再經整流裝置將交流轉為直流，然后向直流（脈流）牽引電機供電，從而產生牽引力，牽引列車運行。交-直型電力機車在我國主要有國產SS系列電力機車，部分進口電力機車，如8G、8K、6G、6K等。

交-直型電力機車的基本調速方式為晶閘管相控調壓，采用閉環控制系統，如SS4改型、SS9型電力機車均采用這種方式調壓。2.直流傳動的組成及原理

（1）直流傳動系統的組成

直流型電力機車采用直流傳動系統，直流傳動系統主要由牽引變壓器、整流調壓器、平波電抗器及牽引電動機等組成。

（2）直流傳動系統的調速原理

從直流電機轉速公式n=(UD-IaRa)/Ceφ可知，調速有三種方法:一是調節電機的端電壓UD；二是在電機電路中接入調速電阻Ra；三是磁場控制，即調節勵磁電流的大小。2.直流傳動的組成及原理

直流型電力機車通過控制晶閘管的相位和牽引繞組的投入數量（即段，通常為2至4段），來改變整流輸出電壓Ua的大小。

下圖是相控直流型電力機車的組成原理圖。3.閉環控制系統

（1）基本閉環系統

直流型電力機車采用的閉環控制系統的基本組成。

其原理基于“檢測偏差，糾正偏差”模式。閉環控制系統主要由給定單元、檢測單元、比較環節、調節控制器、可控變流器和被控對象等組成。3.閉環控制系統

（2）雙閉環控制系統

在直流型電力機車控制系統中，牽引電動機的控制一般采用轉速和電流的雙閉環控制系統，該系統可以實現牽引電動機的恒電流和恒轉速運行，有利于提高機車的牽引性能。3.閉環控制系統

（3）恒流控制和恒速控制

恒流控制和速度控制是在整流調壓電路的基礎上，從電機電獲取電流和從電機轉軸上獲取速度作為反饋信號。恒流控制

恒速控制4.磁場削弱控制

磁削調速是一種通過減小流過牽引電動機的勵磁電流來減小牽引電動機主極磁通量進行調速的方法。分有級磁場削弱和無級磁場削弱兩種。同一牽引電動機電樞電流下，磁場削弱后主極磁勢與磁場削弱前（滿磁場）主極磁勢之比稱為磁場削弱系數，其表達式為：

β=(IW)β/(I