電阻制動

電阻制動(英語:Rheostatic braking)是鐵路機車的一種制動方式,廣泛應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置的電阻器,採用通風散熱將熱量消散於大氣[1]

由於電阻制動的原理是因為轉子有電流流動,在定子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應用範圍。

動力制動(Dynamic braking)應用包含電阻制動(Rheostatic braking)和再生制動(Regenerative braking)二種;都是利用旋轉電機的可逆性,將動能轉為電能的列車制動方式;最早的應用是將列車動能產生的電能透過電阻器消耗用於減速。再生制動則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。電阻制動應用最早,所以早先電阻制動也稱動力制動,目前則擴展包含了再生制動。

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着溫度的提高而下降,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。

應用限制

  • 最大勵磁英語Zeyathiri Township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。
  • 粘着力限制: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,隨着速度的提高必須相應的減少制動電流。

參看

參考文獻

  1. ^ 第二节 列车牵引质量及其限制条件. 石家莊鐵道學院. [2011-10-15]. [永久失效連結]