第七節　列車牽引電機調速與控制

高速列車是以牽引電機為動力將電能轉變成機械能而驅動列車運行的。因此，牽引電機的轉矩和轉速分別決定了列車的牽引力和速度。

牽引電機的轉速與列車運行速度成正比，計算公式為

式中　　nd——電機的轉速，r/min；

μc——齒輪傳動比；

D——列車動輪直徑，m；

vk——列車運行速度，km/h。

牽引電機的轉矩與列車牽引力成正比，計算公式為

式中　　T——牽引電機的轉矩，N·m；

Fk——牽引力，kN；

Pk——列車牽引功率，kW。

因此，牽引電機的轉矩—速度特性決定著列車的牽引特性，無論采用什么類型的電機作牽引電機，都必須滿足機車牽引的要求。高速列車均采用交流傳動系統，牽引電機有異步電動機和同步電機兩種選擇，目前采用較多的是交流異步電動機，本節從理論上分析異步電動機的轉矩、速度特性是如何滿足機車牽引要求的。為與普通電動機相區別和對照，在這里，牽引電機通常用fs表示定子頻率；轉差頻率；f2表示轉子頻率。

一、恒力矩啟動

采用Us/fs=const控制，低頻時適當提高Us，抵消定子電阻的影響，可以實現恒力矩控制（圖2-30）；采用Es/fs=const（Φs=const）控制，可以實現恒力矩控制。電機各參數與fs的關系為

二、恒功率運行

恒功率運行時列車運行速度高，定子和轉子電阻可以忽略不計，Us≈Es，可以推導出轉矩公式和功率關系，有

由式（2-29）可知，恒功率控制有兩種不同的策略，即Us=const，s=fs1/fs=const恒電壓、恒轉差率控制，fs1=const恒轉差頻率控制。

1.采用Us=const，s=fs1/fs=const控制

牽引電機重要的輸入輸出量與頻率的關系如圖2-31所示,用公式可表示為

2.采用，fs1=const控制

牽引電機重要的輸入、輸出量與頻率的關系如圖2-32所示，用公式可表示為