這篇文章主要對(duì)直流調(diào)速電機(jī)車和交流變頻調(diào)速電機(jī)車調(diào)速性能、調(diào)速器維修量、機(jī)車傳動(dòng)維修量、爬坡能力、在直流牽引電機(jī)方面的可靠性、節(jié)能性、及經(jīng)濟(jì)效益等方面進(jìn)行了分析和比較,為電機(jī)車選型或改造提供技術(shù)及理論指導(dǎo)依據(jù)。
一、調(diào)速性能比較
直流調(diào)速器電機(jī)車:
①有級(jí)分檔調(diào)速,無法均勻調(diào)速,在低速行駛時(shí)司機(jī)需不停地在1檔和零檔轉(zhuǎn)換來獲得慢速運(yùn)行;
②調(diào)速器只能加速,不可以減速,減速必須靠電制動(dòng)或手制動(dòng)來實(shí)現(xiàn);
③直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速是隨負(fù)載變化的,尤其是在下坡道運(yùn)行時(shí),機(jī)車可以開得飛快,容易出事故;
④不允許司機(jī)突然加速,否則損壞電機(jī)和調(diào)速器。
變頻調(diào)速電機(jī)車:
①為無級(jí)均勻調(diào)速,更低可調(diào)至0.1 Hz;
②為全速度段控制方式,速度可以調(diào)高也可以調(diào)低,車速的快慢與停車完全由調(diào)速手把控制;
③可設(shè)定礦用電機(jī)車更高車速限制,一旦車速設(shè)定好,即使是在下坡道行駛,機(jī)車也不會(huì)超過所設(shè)定的車速,可以有效避免了司機(jī)由于開飛車造成的事故;
④允許司機(jī)在零速起動(dòng)時(shí)突然加速到更大值,因變頻調(diào)速器的頻率上升時(shí)間為5 s,即使司機(jī)違反操作規(guī)程突然加速,機(jī)車仍按5s時(shí)間到更大值。
二、調(diào)速器維修量比較
直流調(diào)速器由于凸輪控制觸頭的通與斷,斷開時(shí)產(chǎn)生的電弧,經(jīng)常燒觸頭,所以維修量很大。變頻調(diào)速器沒有觸頭,接點(diǎn)基本無維修。
三、機(jī)車傳動(dòng)維修量比較
直流電阻調(diào)速電機(jī)車:
①由于電阻調(diào)速?zèng)]有緩沖時(shí)間,尤其是突然加速時(shí)很容易造成齒輪的沖擊損壞;
②電阻調(diào)速的電機(jī)車減速是靠閘瓦片抱車輪實(shí)現(xiàn)的,所以閘瓦片使用壽命很短,需經(jīng)常更換。
交流變頻調(diào)速電現(xiàn)車:
①由于變頻調(diào)速器上升速度緩慢,所以避免了齒輪之間沖擊,延長(zhǎng)了齒輪的使用壽命;
②由于變頻調(diào)速電機(jī)車是全速度段控制,加速和減速全由調(diào)速手柄控制,所以在減速時(shí)根本不需要閘瓦片抱車輪,因此閘瓦片基本不磨損。
四、爬坡能力比較
電阻直流調(diào)速電機(jī)車只能在≤11‰的坡道上運(yùn)行,由于沒有零速制動(dòng)功能,在上坡停車時(shí)機(jī)車也有可能會(huì)向下坡方向溜車,此時(shí)若想用手制動(dòng),是來不及的。變頻調(diào)速機(jī)車可在60‰的大坡道上運(yùn)行,并可以在上坡時(shí)僅用零速制動(dòng)功能就能將列車制動(dòng)在60‰的大坡道上,并且還可以再啟動(dòng)把重載拉上來。
五、節(jié)能性比較
由于直流調(diào)速器電機(jī)車帶有電阻器運(yùn)行,因此電能白白消耗在電阻上,同時(shí)由于電阻發(fā)熱導(dǎo)致電阻瓷架和電阻片燒壞。變頻調(diào)速電機(jī)車不用高耗能降壓電阻,節(jié)電率可達(dá)35%,如果一個(gè)獨(dú)立供電系統(tǒng)全部采用變頻調(diào)速電機(jī)車,電機(jī)車可設(shè)置成慣性饋電功能,那么就可以利用機(jī)車下坡道拉重載車時(shí)電機(jī)發(fā)出的電能回饋到直流架線上,供給此時(shí)在上坡道運(yùn)行的空載電機(jī)車電能,這樣節(jié)電率可大于60%。
六、電機(jī)可靠性比較
直流電機(jī)轉(zhuǎn)子上因?yàn)橛芯€圈和易磨損的換向銅頭、碳刷等,故障率高、維修費(fèi)用大。
三相異步交流電機(jī)可靠性高,其轉(zhuǎn)子上沒有線圈和換向銅頭,而是由鑄鋁和硅鋼片壓制成的鐵滾子,故可稱為永不損壞。
七、經(jīng)濟(jì)效益分析
直流電阻調(diào)速電機(jī)車是100年前英國(guó)人設(shè)計(jì)的,它的耗電多,維修量大,維修費(fèi)用高，這也是業(yè)內(nèi)人士所公認(rèn)的。變頻調(diào)速器節(jié)電率為35%,按7 t電機(jī)車2臺(tái)22 kW電機(jī)每天運(yùn)行18 h計(jì)算,日節(jié)電277.2 kW?h,如果電費(fèi)按0.5元/kW?h計(jì)算,日節(jié)電費(fèi)138.6元,1年節(jié)電費(fèi)56 450.4元。如果整個(gè)供電系統(tǒng)全部采用頻調(diào)速電機(jī)車,電機(jī)車設(shè)置向直流架線饋電功能,則1年節(jié)電費(fèi)可達(dá)7萬余元。
由于變頻交流調(diào)速采用交流電機(jī),其轉(zhuǎn)子不損壞,調(diào)速器不用更換觸頭、導(dǎo)電板和凸輪,基本不維修。閘瓦片基本不磨損、不需更換,1年節(jié)約的材料費(fèi)工時(shí)費(fèi)可達(dá)1萬元(僅修1臺(tái)直流電機(jī)就5 000元)。
以上就是關(guān)于變頻調(diào)速電機(jī)車和直流調(diào)速電機(jī)車的比較及分析。
