再生制動與空電聯合制動

最新 07-15

再生制動（電制動）

三相非同步電動機的工作原理之前在牽引變流器控制4極牽引電機的文章里介紹過，非同步是因為電機轉子的轉速小於定子產生的旋轉磁場的速度（同步轉速），所以轉子在旋轉磁場的向前電磁轉矩下進行轉動。

三相非同步牽引電機轉變為發電機工況，需要轉子的轉速大於定子產生旋轉磁場的速度，牽引控制單元控制逆變器輸出一個功率相對小的三相交流電使定子產生一個一直低於轉子轉速的旋轉磁場，這個旋轉磁場的速度相對於轉子的轉速一直是動態遞減的，從而轉子感應出電流產生磁場，電機定子切割轉子產生的磁場產生感應電動勢，通過牽引控制單元控制電路，令產生的感應電動勢通過定子的三相繞組經過牽引變流器輸入到接觸網上，此為再生，同時由於轉子的速度高於旋轉磁場的速度而受到旋轉磁場的後拉力即阻止向前運行方向的電磁力，此為制動，兩種情況合稱再生制動。

由以上原理可知，若要輸出一個較高的電制動力則需要增大（轉子的轉速與定子產生的旋轉磁場的速度差值即轉速差），就需要牽引控制單元相應的降低逆變器輸出三相交流電的頻率以及調製較大的交流電輸出（有最大限制值限制）。

空電聯合制動

由於再生制動（電制動）沒有磨耗且可以電能的再生，所以在制動時，涉及牽引單元的軸優先使用電制動，其次再使用摩擦制動。

動車組或者機車上這個空電聯合制動的設計，無論設計方式是什麼樣，其目的都是節省摩擦制動，優先使用電制動。

HX電力機車的設計方式

根據車型不同設計的理念稍微有些差別。

1、當操作大閘令整列車施加制動時，機車後無牽引單元的聯挂車廂因列車管減壓產生純機械的分配閥制動，機車本身的CCBII因列車管減壓量計算出輸入到兩個轉向架的閘缸中的制動力準備同步制動，此時制動控制單元BCU將需要的電制動力發給CCU，CCU將目標電制動力下發給牽引控制單元，如果電制動力可用，則CCU輸出電信號控制閘缸氣路中的DBI電磁閥得電相應的時間，兩個閘缸的空氣制動被節省。當大閘制動時又操作主司控器實施電制動的情況下，CCU取兩個請求的最高值來執行。

2、當先施加了電制動的時候，控制大閘施加制動則機車本身的兩個閘缸氣路被DBI截止。控制小閘施加制動則電制動被切除，控制大閘施加制動後再控制小閘施加制動則電制動被切除，如果控制小閘施加制動，當空氣壓力高於90Kpa，則電制動不能被施加。

如北車HXD3C、HXD3D系列的控制原理示意圖

當DBI無電時，氣壓可自由的通過閥內，當DBI得電後一方面閥內氣路截斷，另一方面將BCCP上方的控制壓力排空，BCCP處將BC壓力排入大氣中。