電力牽引:貝恩-埃申堡再生制動方案


牽引電動機電制動的方法,其中電動機保持連線到供電線路並將其制動能量返回到供電系統,稱為**再生制動**。

圖 1 顯示了**貝恩-埃申堡再生制動方案**的連線圖。在此方案中,使用輔助變壓器來勵磁牽引電動機的勵磁繞組。牽引電動機的電樞透過分接開關連線到主變壓器。

如圖所示的連線圖,在牽引電動機的電樞和分接開關之間插入一個扼流圈或鐵芯電抗器(電抗器-I)。一個與電阻 R 串聯的換向極繞組(用 C 表示)與另一個鐵芯電抗器(電抗器-II)並聯,以獲得換向磁通的正確相位(超前)。

這裡,勵磁繞組中流動的電流 (𝐼𝑓) 將滯後於分接開關上的電壓 (V) 約 90°,並且電動機電樞中產生的電動勢 (E) 將與勵磁電流 (𝐼𝑓) 同相。作用在電抗器-I 上的電壓將是電壓 (V) 和電動勢 (E) 的相量差。電樞電流 (𝐼𝑎) 滯後於電抗器-I 上的電壓約 90°。貝恩-埃申堡再生制動方案的相量圖如圖 2 所示。

從相量圖可以清楚地看出,對於分接開關上的給定電壓,並且忽略損耗,則

產生的制動轉矩為

$$\mathrm{制動轉矩 \: \propto \mathit{I_{a}\, }cos\, \psi}$$

返回到供電系統的功率為

$$\mathrm{返回功率\: \propto \mathit{I_{a}\, }cos\, \alpha }$$

因此,對於恆定的勵磁,從相量圖可以得出以下結論:

  • 制動轉矩在所有速度下近似恆定。

  • 電抗器-I 吸收的視在功率(伏安)大於牽引電動機電樞產生的視在功率。

  • 所產生功率的功率因數約為 0.7,這被認為是低功率因數。但是,這種低功率因數不被認為是一個嚴重的缺點,因為貝恩-埃申堡方案操作簡單、可靠、穩定且不受自勵的影響。

更新於: 2022-05-19

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