電阻制動

電阻制動

電阻制動(英語:Rheostatic brake),又稱動態制動(Dynamic braking)是鐵路機車的一種制動方式,廣泛套用於電力機車和電傳動柴油機車。在制動過程中,將原來驅動輪對的牽引電動機轉變為發電機,利用列車的慣性由輪對帶動電動機轉子旋轉而發電,從而產生反轉力矩,消耗列車的動能,達到產生制動作用的目的。而電機發出的電流通過專門設定的電阻器,採用通風散熱將熱量消散於大氣。 由於電阻制動的原理是因為轉子有電流流動,在定子的磁場產生與轉動方向相反的力矩,制動力與速度成正比,因此當機車運行速度較低(~10公里/小時)的時候,由於轉子轉速慢,減少了產生的電流和反轉力矩,會導致制動效率大幅下降甚至失效。加饋電阻制動正是為了解決這個問題而出現,在低速制動時由機車電路系統為轉子供給一定電流,增加制動力,使機車在慢速下也能進行電阻制動,有效擴大電阻制動的套用範圍。 再生制動是在電阻制動基礎上進一步發展而成的制動方式,將制動過程發出的電能反饋回電氣化鐵路供電網,使本來由電能變成的動能再生為電能,而不是變成熱能消散掉。

必要性

1、使列車運行平穩。空氣制動很容易使列車產生衝動,特別是旅客列車產生衝動使人感覺非常的不舒服,嚴重時還可能由於衝動過大使人碰傷,而採用電阻制動 方式只是使機車產生制動力,和空氣制動相比,列車運行要平穩得多。

2、高速上較大的制動作用。列車速度較高時,隨著機車速度的下降,電阻制動力逐漸上升,當速度降至約38km/h(DF4D型58.3km/h),達到電阻制動的最大制動力。即電阻制動的使用使機車速度降低,機車速度的降低又使電阻制動力較大幅度的增加。

3、提高運行速度,節省閘瓦,確保全全。長大下坡道使用電阻制動一方面司機控制得當,可以在較高速度下勻速運行,提高列車運行速度,適應列車多拉快跑、安全正點的要求。另一方面可以大量節省閘瓦,減少輪箍的磨耗,減少輪對的故障(如弛緩),防止出現輪箍竄出等嚴重事故的發生。

4、在列車減速(包括平直線路)、緊急制動和進站停車時,電阻制動可以作為空氣制動的輔助制動措施。

5、一旦空氣制動失效。可以利用電阻制動使列車減速,配合手制動機使列車停車(機車速度較低時,電阻制動力與速度成正比,速度低,制動力小,很難停住機車,因此要配合手制動機使機車停車),防止放揚。

6、具有自負荷試驗功能。如無水阻試驗台或因故不能使用,可以將制動電阻當作機車的負載,進行機車功率調整,各種磨合試驗等。

優點

與傳統的踏面制動相比,電阻制動 的使用能有效降低輪對踏面磨耗,延長閘瓦和輪對的壽命。由於機械摩擦係數隨著溫度的提高而下降,踏面制動的效率與機車速度成反比;而電阻制動相反,速度越高制動效果越明顯。電阻制動也可以用於列車下坡時的恆速控制。

套用限制

最大勵磁電流限制

若超過此限制則勵磁繞組會發熱,嚴重會燒損繞組;另一方面磁路飽和,磁通增加有限,調節效果不明顯。

粘著力限制

若機車制動力大於此限制會導致機車滑行。

最大制動電流限制

取決於直流電動機的電樞繞組的運行溫升,一般不超過正常牽引工況時的持續電流。

最大制動功率限制

由於機車的制動電阻的功率、冷卻能力有限,電阻制動的最大功率一般由制動電阻的容許發熱量決定,通常等於等於或小於機車的小時功率。

牽引電動機安全換向限制

直流牽引電動機的安全換向取決於電抗電勢,要維持電抗電勢在容許值內,隨著速度的提高必須相應的減少制動電流。

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