因此劈相机仍能起动起来直至达到额定转速。但是,当劈相机转速低于850r/ min时提前切除起动电阻,则电磁转矩立即由某个正的加速转矩降为负的制动转 矩,使劈相机转子迅速减速,相应的定于电流迅速接近堵转电流,而造成劈相机 烧损。所以,在劈相机转速低于临界转速(YPX-280M-4型为850r/min), 尚未起动起来而过早切除起动电阻,则会因劈相机起动失败,造成定子绕组流过 单相大电流而烧损,这种故障习惯上称为“走单相”。反之,当劈相机转速达到 最大转矩对应的转速以后,如不及时切除起动电阻,对劈相机和起动电阻也是不 利的。这是因为随着转速的增加;流过起动电阻的发电相电流也随之增加,造成 起动电阻过热而烧损或阻值增大;同时负序磁场随发电相电流外的增加而增加, 使转子导体中的负序电流增大,转子负序电流与气隙正序磁场相互作用产生100 HZ的交变电磁转矩,使劈相机承受强烈的电磁振动 TNm) 100 500 0010001500(r/m 图10一3劈相机机械特性 1-起动电阻为0792:2-无起动电阻 为了保证劈相机可靠起动和避免劈相机起动过程中有害的电磁振动,SS系 列电力机车上的劈相机是采用专门设计的起动继电器来控制起动电阻的切除时 刻。它是根据劈相机在最大起动转矩对应的转速附近发电相电压将会急剧増加的 特点,正确利用发电相电压Uw与电网电压Uv比值的变化来控制起动继电器的 动作,在最大转矩点切除起动电阻,以保证劈相机可靠起动。另外,在劈相机的 实际使用时,还应注意以下几点 (1)劈相机只允许空载起动,待劈相机起动完成后,才能逐个接通电动机 负载
因此劈相机仍能起动起来直至达到额定转速。但是，当劈相机转速低于 850 r／ min 时提前切除起动电阻，则电磁转矩立即由某个正的加速转矩降为负的制动转 矩，使劈相机转子迅速减速，相应的定于电流迅速接近堵转电流，而造成劈相机 烧损。所以，在劈相机转速低于临界转速（YPX－280M－4 型为 850 r／min）， 尚未起动起来而过早切除起动电阻，则会因劈相机起动失败，造成定子绕组流过 单相大电流而烧损，这种故障习惯上称为“走单相”。反之，当劈相机转速达到 最大转矩对应的转速以后，如不及时切除起动电阻，对劈相机和起动电阻也是不 利的。这是因为随着转速的增加；流过起动电阻的发电相电流也随之增加，造成 起动电阻过热而烧损或阻值增大；同时负序磁场随发电相电流外的增加而增加， 使转子导体中的负序电流增大，转子负序电流与气隙正序磁场相互作用产生 100 HZ 的交变电磁转矩，使劈相机承受强烈的电磁振动。 图 10—3 劈相机机械特性 1-起动电阻为 0.79Ω；2-无起动电阻。 为了保证劈相机可靠起动和避免劈相机起动过程中有害的电磁振动，SS 系 列电力机车上的劈相机是采用专门设计的起动继电器来控制起动电阻的切除时 刻。它是根据劈相机在最大起动转矩对应的转速附近发电相电压将会急剧增加的 特点，正确利用发电相电压 UW与电网电压 UVU 比值的变化来控制起动继电器的 动作，在最大转矩点切除起动电阻，以保证劈相机可靠起动。另外，在劈相机的 实际使用时，还应注意以下几点： （1）劈相机只允许空载起动，待劈相机起动完成后，才能逐个接通电动机 负载
(2)劈相机停止工作前应先断开电动机负载。劈相机运行中应特别防止接 触网突然断电,劈相机转速下降到1200r/min以下不带起动电阻重新起动时, 可能造成劈相机“走单相”故障的发生 (3)劈相机起动时间不能过长,在最低网压(19kV)下起动时间应不超过 15S,在高网压(29kV)下要防止过早切除起动电阻,造成劈相机在低速大电 流下单相堵转。在一般情况下,连续起动次数不应超过3次,如仍不能起动,则 应查明原因消除故障后,方可再行起动。 二、异步劈相机三相电压对称性的调整 使用由单相电源和劈相机组成的三相电源时,另一个需要解决的问题是,劈 相机负载后如何保证输出三相电压的对称性,以使三相负载得到实际对称的电压 和电流,保证辅助电动机的正常运行。实际上,如果劈相机的定子三相绕组为对 称绕组,当劈相机空载时其输出的三相端电压是对称的,而在劈相机负载以后, 即使负载是对称的,其输出三相端电压也是不对称的。 1、劈相机负载后三相电压不对称的原因 通过前面的分析已知,劈相机负载时其电动相绕组中流过的既有电动机电 流,又有发电机电流;而发电相绕组中只流过发电机电流,这说明劈相机的定子 三相电流是不对称的,不对称电流引起不对称的阻抗压降。在感性负载招况下 发电机电流引起的阻抗压降将使绕组的端电压小于感应电势,而电动机电流引起 的阻抗压降使绕组的端电压大于感应电势。因此,如果三相绕组对称,则三相感 应电势是对称的,在劈相机负载后由于三相不对称的阻抗压降,仍会造成劈相机 三相端电压的不对称。 此外,没有被完全抵消的气隙剩余负序磁场,也将在定子三相绕组中感应出 负序电势,这就进一步加剧了三相电压的不对称 2、改善劈相机三相电压对称性的措施 劈相机输出三相电压的不对称,将直接影响辅助电动机的正常运行,严重的 三相电压不对称还将引起辅助电动机个别绕组过热而烧损,直接影响电力机车的 正常工作。为了改善劈相机三相电压的对称性,通常采取以下措施: (1)劈相机定子绕组采用三相不对称绕组 根据输出负载的要求,相应地提高或降低某些相的电势,是改善劈相机在额
（2）劈相机停止工作前应先断开电动机负载。劈相机运行中应特别防止接 触网突然断电，劈相机转速下降到 1200 r／min 以下不带起动电阻重新起动时， 可能造成劈相机“走单相”故障的发生。 （3）劈相机起动时间不能过长，在最低网压（19 kV）下起动时间应不超过 15 S，在高网压（29 kV）下要防止过早切除起动电阻，造成劈相机在低速大电 流下单相堵转。在一般情况下，连续起动次数不应超过 3 次，如仍不能起动，则 应查明原因消除故障后，方可再行起动。 二、异步劈相机三相电压对称性的调整 使用由单相电源和劈相机组成的三相电源时，另一个需要解决的问题是，劈 相机负载后如何保证输出三相电压的对称性，以使三相负载得到实际对称的电压 和电流，保证辅助电动机的正常运行。实际上，如果劈相机的定子三相绕组为对 称绕组，当劈相机空载时其输出的三相端电压是对称的，而在劈相机负载以后， 即使负载是对称的，其输出三相端电压也是不对称的。 1、劈相机负载后三相电压不对称的原因 通过前面的分析已知，劈相机负载时其电动相绕组中流过的既有电动机电 流，又有发电机电流；而发电相绕组中只流过发电机电流，这说明劈相机的定子 三相电流是不对称的，不对称电流引起不对称的阻抗压降。在感性负载招况下， 发电机电流引起的阻抗压降将使绕组的端电压小于感应电势，而电动机电流引起 的阻抗压降使绕组的端电压大于感应电势。因此，如果三相绕组对称，则三相感 应电势是对称的，在劈相机负载后由于三相不对称的阻抗压降，仍会造成劈相机 三相端电压的不对称。 此外，没有被完全抵消的气隙剩余负序磁场，也将在定子三相绕组中感应出 负序电势，这就进一步加剧了三相电压的不对称。 2、改善劈相机三相电压对称性的措施 劈相机输出三相电压的不对称，将直接影响辅助电动机的正常运行，严重的 三相电压不对称还将引起辅助电动机个别绕组过热而烧损，直接影响电力机车的 正常工作。为了改善劈相机三相电压的对称性，通常采取以下措施： （1）劈相机定子绕组采用三相不对称绕组 根据输出负载的要求，相应地提高或降低某些相的电势，是改善劈相机在额
定负载时三相电压对称性的主要方法。为此,劈相机的定子三相绕组匝数和空间 相隔的电角度均应根据需要确定,其绕组选择的定性规律是:一方面要增加发电 相W相的匝数,另一方面要减少电动相V的匝数,即应W>W>W。YPX-280M 型和JP402A型异步劈相机三相绕组匝数分别为:W:W:W=54:48:24 应当指出,采用这种方法只能保证劈相机在额定负载、额定电压下三相电压 的对称性。但劈相机的电负载是随机车运行工况而改变的,当负载变动以及单相 电源电压在270~460Ⅴ范围内波动时,劈相机的三相端电压也要随之改变,这 将直接影响其三相电压的对称性。为了改善劈相机在负载变动时的三相电压对称 性,还可采用并联电容器的措施。 (二)在负载侧的U和W端子上并联电容器 劈相机的负载是三相异步电动机群,因机车运行工况的改变,电动机投入台 数也不同,这就要求劈相机输出功率和功率因数随投人电动机数的差异而有所不 同。为适应实际需要,可在负载侧的U、W端子并联一些电容器和电感元件,以 扩展劈相机的容量,通过这些元件向负载提供W相电流。由它们辅助劈相机相向 负载提供电流,有利于改善三相电压的对称性。在实际使用中为了简化线路起见, 般只在负载侧的U和W端子间并联一定数量的电容器,图10-4(a)为其原 理接线图。这时,流经电容C的电流超前电压·90°,如图10-4(b)所 示。在三相电压对称时,该电流对W相负载而言是提供正的电功率 Pn=05U·Ⅰ,这样就使单相电源通过电容向W相负载提供部分电流。因为电 容C具有分相作用,故称为分相电容 r l 图10-4并联电容改善电压对称性 (a)原理接线图:(b)向量图
定负载时三相电压对称性的主要方法。为此，劈相机的定子三相绕组匝数和空间 相隔的电角度均应根据需要确定，其绕组选择的定性规律是：一方面要增加发电 相 W 相的匝数，另一方面要减少电动相 V 的匝数，即应 WW＞WU＞WV。YPX－280M 一型和 JP402A 型异步劈相机三相绕组匝数分别为：WW：WU：WV＝54：48：24。 应当指出，采用这种方法只能保证劈相机在额定负载、额定电压下三相电压 的对称性。但劈相机的电负载是随机车运行工况而改变的，当负载变动以及单相 电源电压在 270～460 V 范围内波动时，劈相机的三相端电压也要随之改变，这 将直接影响其三相电压的对称性。为了改善劈相机在负载变动时的三相电压对称 性，还可采用并联电容器的措施。 （二）在负载侧的 U 和 W 端子上并联电容器 劈相机的负载是三相异步电动机群，因机车运行工况的改变，电动机投入台 数也不同，这就要求劈相机输出功率和功率因数随投人电动机数的差异而有所不 同。为适应实际需要，可在负载侧的 U、W 端子并联一些电容器和电感元件，以 扩展劈相机的容量，通过这些元件向负载提供 W 相电流。由它们辅助劈相机相向 负载提供电流，有利于改善三相电压的对称性。在实际使用中为了简化线路起见， 一般只在负载侧的 U 和 W 端子间并联一定数量的电容器，图 10－4（a）为其原 理接线图。这时，流经电容 C 的电流 I CK • 超前电压 U WU • 90°，如图 10－4(b)所 示。在三相电压对称时，该电流对 W 相 负 载 而 言是 提 供 正 的 电功 率 w w ck p = 0.5U • I ，这样就使单相电源通过电容向 W 相负载提供部分电流。因为电 容 C 具有分相作用，故称为分相电容。 图 10－4 并联电容改善电压对称性 (a)原理接线图； (b)向量图
负载侧并联电容后可以减小流过劈相机w相的电流,从而降低劈相机三相 电压的不对称度。设劈相机W的负载电流;滞后;一个φ角,则在没有并 联电容时,负载电流·即为流过劈相机W相电流 n’m在并联电容后,流 经劈相机W相电流为 IIn+J。由图10-4B)可见,小于 减小可使;和也随之减小从而减小各相阻抗压降对三相电压的影响。显然, 只要随着负载的増减相应地増减并联电容的数量,就能保证劈相机负载变化时的 三相电压对称性。另外,并联电容后可使发电相电流;相位超前,有利于提高 劈相机的功率因数。对SS4改型电力机车在牵引工况下可视为在劈相机的U和 W;端子间接有4个12kvar、138μF的电容器,在制动工况下接有6个12kvar、 138μF的电容器,以保证机车辅助系统中输出三相线电压的不对称度在单相电源 电压力270~460V范围内不超过“机车车辆用三相异步电机基本技术条件” (TB1608-2001)中的有关规定。由于电动机并联电容后,会在合闸瞬间产生 较大的合问电流,因此对频繁起动的压缩机电动机没有并联电容器。 第三节异步劈相机的额定数及结构特点 异步劈相机的额定参数 由于劈相机实质上是一种其本身只输出一相电流的特殊异步电机,因此对劈 相机的额定参数就有必要重新定义。铁道部标准“机车车辆用三相异步电机基本 技术条件”(TB1608~2001)对劈相机的额定参数作了明确定义,由于该标准规 定这些额定参数都是三相电压对称条件下进行测量和考核的,因此,为了确切反 映劈相机供电电压的对称性,引入了“电压和电流不对称度”的概念,所谓电压 (或电流)不对称度是指三相电压(或三相电流)中的负序分量与正序分量之比 值。标准规定对劈相机系统的三相不对称度是用三相电流不对称度小于10%来测 量和考核额定参数的 1、额定功率 劈相机的额定功率是指在额定单相输人电压而且负载三相电流不对称度小 于10%的条件下,劈相机能输出的三相电功率。它不包括电容分相的视在功率。 劈相机在这样的负载下能连续工作,温升也不超过绝缘材料规定的限值
负载侧并联电容后可以减小流过劈相机 w 相的电流，从而降低劈相机三相 电压的不对称度。设劈相机 W 的负载电流 I WM • 滞后 U W • 一个 角，则在没有并 联电容时，负载电流 I WM • 即为流过劈相机 W 相电流 I W • ，而在并联电容后，流 经劈相机 W 相电流为 • + • = • I W I W M I CK 。由图 10－4B）可见， I W • 小于 I WM • , I W • 的 减小可使 I U • 和 I V • 也随之减小,从而减小各相阻抗压降对三相电压的影响。显然， 只要随着负载的增减相应地增减并联电容的数量，就能保证劈相机负载变化时的 三相电压对称性。另外，并联电容后可使发电相电流 I W • 相位超前，有利于提高 劈相机的功率因数。对 SS4 改型电力机车在牵引工况下可视为在劈相机的 Ul 和 W；端子间接有 4 个 12 kvar、138 μF 的电容器，在制动工况下接有 6 个 12 kvar、 138μ F 的电容器，以保证机车辅助系统中输出三相线电压的不对称度在单相电源 电压力 270～460 V 范围内不超过“机车车辆用三相异步电机基本技术条件” （TB1608—2001）中的有关规定。由于电动机并联电容后，会在合闸瞬间产生 较大的合问电流，因此对频繁起动的压缩机电动机没有并联电容器。 第三节 异步劈相机的额定数及结构特点 一、异步劈相机的额定参数 由于劈相机实质上是一种其本身只输出一相电流的特殊异步电机，因此对劈 相机的额定参数就有必要重新定义。铁道部标准“机车车辆用三相异步电机基本 技术条件”（TB1608~2001）对劈相机的额定参数作了明确定义，由于该标准规 定这些额定参数都是三相电压对称条件下进行测量和考核的，因此，为了确切反 映劈相机供电电压的对称性，引入了“电压和电流不对称度”的概念，所谓电压 （或电流）不对称度是指三相电压（或三相电流）中的负序分量与正序分量之比 值。标准规定对劈相机系统的三相不对称度是用三相电流不对称度小于 10%来测 量和考核额定参数的。 1、额定功率 劈相机的额定功率是指在额定单相输人电压而且负载三相电流不对称度小 于 10%的条件下，劈相机能输出的三相电功率。它不包括电容分相的视在功率。 劈相机在这样的负载下能连续工作，温升也不超过绝缘材料规定的限值