第七节　列车牵引电机调速与控制

高速列车是以牵引电机为动力将电能转变成机械能而驱动列车运行的。因此，牵引电机的转矩和转速分别决定了列车的牵引力和速度。

牵引电机的转速与列车运行速度成正比，计算公式为

式中　　nd——电机的转速，r/min；

μc——齿轮传动比；

D——列车动轮直径，m；

vk——列车运行速度，km/h。

牵引电机的转矩与列车牵引力成正比，计算公式为

式中　　T——牵引电机的转矩，N·m；

Fk——牵引力，kN；

Pk——列车牵引功率，kW。

因此，牵引电机的转矩—速度特性决定着列车的牵引特性，无论采用什么类型的电机作牵引电机，都必须满足机车牵引的要求。高速列车均采用交流传动系统，牵引电机有异步电动机和同步电机两种选择，目前采用较多的是交流异步电动机，本节从理论上分析异步电动机的转矩、速度特性是如何满足机车牵引要求的。为与普通电动机相区别和对照，在这里，牵引电机通常用fs表示定子频率；转差频率；f2表示转子频率。

一、恒力矩启动

采用Us/fs=const控制，低频时适当提高Us，抵消定子电阻的影响，可以实现恒力矩控制（图2-30）；采用Es/fs=const（Φs=const）控制，可以实现恒力矩控制。电机各参数与fs的关系为

二、恒功率运行

恒功率运行时列车运行速度高，定子和转子电阻可以忽略不计，Us≈Es，可以推导出转矩公式和功率关系，有

由式（2-29）可知，恒功率控制有两种不同的策略，即Us=const，s=fs1/fs=const恒电压、恒转差率控制，fs1=const恒转差频率控制。

1.采用Us=const，s=fs1/fs=const控制

牵引电机重要的输入输出量与频率的关系如图2-31所示,用公式可表示为

2.采用，fs1=const控制

牵引电机重要的输入、输出量与频率的关系如图2-32所示，用公式可表示为