第三章矿用电机车

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1、第三章矿用电机车第一节概述矿用电机车1 1、矿用电机车的作用矿用电机车的作用 矿矿用用电电机机车车主主要要用用于于井井下下运运输输大大巷巷和和地地面面的的长长距距离离运运输输。它它相相当当于于铁铁路路运运输输中中的的电电气气机机车车头头，牵牵引引着着由由矿矿车车或或人人车车组组成成的的列列车车在在轨轨道道上上 行行 走走，完完 成成 对对 煤煤 炭炭、矸矸 石石、材材 料料、设设 备备、人人 员员 的的 运运 送送。20吨架线式矿用电机车吨架线式矿用电机车2、原理、使用条件牵引电机驱动车轮转动，借助车轮与轨面间的摩擦力，使机车在轨道上运行。在这种运行方式下，它的牵引力不仅受牵引电机功率的限制，

2、还受车轮与轨面间的摩擦制约。机车运输能行驶的坡度有限制，一般为3，局部坡度不能超过30。3、矿用电机车的形式及分类、矿用电机车的形式及分类 按电能来源电机车分为矿用直流电机车和交流电机车两大类。直流电机车按供电方式不同分为直流架线式电机车(ZK型)和矿用蓄电池式电机车(XK型)。按电机车的黏着质量分类，架线式电机车有：1.5t、3t、7t、10t、14t、20t几种；蓄电池式有2t、2.5t、8t、12t几种。按电机车的轨距分为600mm、762mm、900mm三种 按电压等级，架线式电机车有100（97）V、250V、550V三种；蓄电池式电机车有40/48V与110/132V两个等级 P一

3、、直流架线电机车架线式电机车的供电方式如图所示。中央变电所引来的高压电缆供给牵引变流所三相交流电源，经变压器降压，再经低压电缆送到变流设备，将交流变为直流，正极接在架空线上，负极接在轨道上。架空线是沿运行轨道上空架设的裸导线，机车上的受电弓与架空线接触，将电流引入车内，经车上的控制器和牵引电动机，再经轨道流回。因此架线式电机车的轨道必须按电流回路的要求接通。图4-l 架线式电机车的供电系统 1-牵引变流所；2-馈电线；3-馈电点；4-架空线；5-受电弓；6-运输轨道；7-回电点；8-回电线；9-矿车；牵引电机车架线式电机车直流架线式电机车有构造简单，操作方便、用电效率高、投资费用和运转费用低廉

4、等优点，但是它只能在有架线的巷道内运行，受电弓与架线接触处易发生火花，故不能用于有瓦斯爆炸危险的矿山。架线式电机车运行时，维护管理简便，运输费用低。受电弓与架空线间难免产生火花，煤矿安全规程规定，电机车主要用于非瓦斯矿及一、二级瓦斯矿有新鲜风流的大巷中；三级瓦斯矿中全风压通风的主要进风巷，巷道支护必须使用不可燃性材料。二、蓄电池式电机车二、蓄电池式电机车蓄电池式电机车是用蓄电池供给电能的。蓄电池充电一般在井下电机车库运行。电机车上的蓄电池组用到一定程度后，就把它取下换上充好电的。因此，每台电机车必须配备2-3套蓄电池组。优点：无火花引爆危险，适合在有瓦斯的矿井使用；不须架线，使用灵活，对于产量

5、小、巷道不太规则的运输系统和巷道掘进运输很适用。缺点：须设充电设备；初期投资大；用电效率低，运输费用较高。1、蓄电池式电机车的工作原理蓄电池式电机车的工作原理蓄电池提供的直流电经隔爆插销、控制器、电阻箱进入电动机，驱动电动机运转。电动机通过传动装置带动车轮转动，从而牵引列车行驶。2、蓄电池式电机车分为一般型、安全型和防爆型三种（1）一般型适用于无瓦斯煤尘爆炸危险的矿井巷道运输（2）安全型 适用于有瓦斯、煤尘，但有良好通风条件，瓦斯、煤尘不能聚集的矿井巷道运输；（3)防爆特殊型 适用于瓦斯煤尘爆炸危险的矿井巷道运输。二、二、蓄电池式电机车蓄电池式电机车蓄电池式电机车 矿用电机车是由机械设备和电气

6、设备两大部分组成。第二节矿用电机车机械结构及电气设备第二节矿用电机车机械结构及电气设备一、一、矿用电机矿用电机车机械结构车机械结构机械设备包括机械设备包括车架、轮对、轴车架、轮对、轴承和轴箱、弹簧承和轴箱、弹簧托架、制动装置、托架、制动装置、加砂装置、齿轮加砂装置、齿轮传动装置及联接传动装置及联接缓冲装置等。缓冲装置等。车架是机车的主体，是安装的基础,电电机机车车上上所所有有设设备备都都安安装装在在车车架架上上，车车架架又又用用弹弹簧簧托托架架和和铁铁棒支承在轴棒支承在轴箱箱上。上。(一一)车架车架 轮轮对对是是由由两两个个车车轮轮压压装装在在一一根根轴轴上上所所组组成成。电电机机车车的的全全

7、部部质质量量通通过过轮轮对对传传递递钢钢轨轨，牵牵引引电电动动机机的的转转矩矩也也要要通通过过轮轮对对产生产生 牵引力或制动力。牵引力或制动力。车车轮轮是是由由轮轮心心2 2和和轮轮圈圈3 3热热压压装装配配成成的的。轮轮心心是是用用铸铸铁铁或或铸铸钢钢制制成成，轮轮圈圈是是用用优优质质钢钢轧轧制制而而成成。这这种种结结构构的的优优点点是是轮轮圈圈磨磨损损后后可可以以更更换换，而而不不致使整个车轮报废。致使整个车轮报废。矿矿用用电电机机车车都都是是双双轴轴,并并且且都都是是装装有有传传动动装装置置的的主动轴主动轴.(二二)轮对轮对(三三)轴承和轴箱轴承和轴箱车车轴轴通通过过轴轴承承和和轴轴箱箱

8、承承受受车车架架及及其其上上全全部部设设备备的的重重力力。车车轴轴两两端端安安装装在轴箱中。是车架与轮对的连结点，轮对的轴颈套在轴承的内座圈内。在轴箱中。是车架与轮对的连结点，轮对的轴颈套在轴承的内座圈内。矿用电机车的轴箱：矿用电机车的轴箱：箱内装有一对滚柱轴承箱内装有一对滚柱轴承4，箱壳两侧的滑槽，箱壳两侧的滑槽9与车架相与车架相配，在不平的轨道上运行时，配，在不平的轨道上运行时，轮轴能在车架中上下移动。轮轴能在车架中上下移动。轴箱之上部有弹簧托架，轴箱之上部有弹簧托架，此弹簧托架可起缓冲作用。此弹簧托架可起缓冲作用。在箱壳上部有安装弹簧托在箱壳上部有安装弹簧托架铁棒的座孔架铁棒的座孔8。(

9、四四)弹簧托架弹簧托架弹簧托架由缓冲元件、均衡梁及联接件组成。弹簧托架由缓冲元件、均衡梁及联接件组成。弹弹簧簧托托架架的的作作用用在在于于把把电电机机车车的的重重量量弹弹性性地地通通过过轮轮对对传传递递到到钢钢轨轨上上去去,并并将将机车重量均匀地分配到各个车轮上机车重量均匀地分配到各个车轮上.也能缓冲运行中对机车的冲击和震动。也能缓冲运行中对机车的冲击和震动。矿用电机车的均衡托架：矿用电机车的均衡托架：前前轴轴（右右轴轴）上上的的弹弹簧簧托托架架是是单单独独作作用用，是是纵纵向向均均衡衡梁梁；后后轴轴（左左轴轴）上上的的弹弹簧簧托托架架的的一一端端固固定定在在车车架架上上，另另一一端端用用均均

10、衡衡梁梁1 1连连接接，均均衡衡梁梁1 1的的中中点点用用铰铰轴安在车架上。轴安在车架上。是横向均衡梁。是横向均衡梁。均均衡衡梁梁的的作作用用：将将机机车车重重量量均均匀匀地分配到各个车轮上地分配到各个车轮上,当当有有一一个个车车轮轮上上的的负负荷荷增增加加时时（例例如如轨轨道道局局部部突突起起），能能通通过过均均衡衡梁梁的的作作用用把把负负荷荷分分配配到到另另一一个个车车轮轮上上去去一一部部分分，以以避避免免一一个个车轮过载，一个车轮欠载。车轮过载，一个车轮欠载。(五五)制动装置制动装置作用作用:为了在运行中迅速减速和停车之用。为了在运行中迅速减速和停车之用。分类分类:有有机械的和电气的机械

11、的和电气的两种，两种，电电气气制制动动装装置置不不能能使使电电机机车车完完全全停停住住，因因此此每每台台电电机机车车都都装装有有机机械械制制动动装置。装置。机械制动装置按操作方式分有机械制动装置按操作方式分有手动的和气动的手动的和气动的两种。两种。电机车机械制动装置：电机车机械制动装置：四四个个车车轮轮的的内内侧侧各各装装一一个个闸闸瓦瓦9、10，闸闸瓦瓦铰铰接接在在制制动动杆杆7或或8上上。每每侧侧的的两两个个制制动动杆杆的的下下端端用用正正反反扣扣调调整整螺螺丝丝11相相连连，此此调调整整螺螺丝丝用用来来调调整整闸闸瓦瓦与与车车轮轮轮轮面面的的间间隙隙。两两个个制制动动杆杆用用连连杆杆12

12、连连接接，连连杆杆12的的顶顶端端铰铰接接在在车车架架上上，作作为为固固定定支点。支点。拉拉杆杆6向向左左右右移移动动使使闸闸瓦瓦进进行行制制动动或或松松闸闸。拉拉杆杆6的的动动作作是是由由手手轮轮1经经螺螺杆杆2和和螺螺母母4组组成成的的螺螺旋旋副副传传递递的的。螺杆装在车架的孔内，手轮和螺杆只能转动不能移动。螺杆装在车架的孔内，手轮和螺杆只能转动不能移动。螺螺母母4固固定定在在均均衡衡杆杆5的的中中间间，螺螺母母不不能能转转动动只只能能移动。移动。均均衡衡杆杆5的的作作用用是是将将螺螺旋旋副副的的推推力力平平均均地地传传给给两两个个拉拉杆杆6。顺顺时时针针转转动动手手轮轮时时，螺螺母母4

13、和和均均衡衡梁梁及及拉拉杆杆6沿沿螺螺杆杆2的的轴轴线线向向后后移移动动，通通过过制制动动杆杆7、8使使闸闸瓦瓦10和和9同同时时动动作作，压压向向前前后轮，而使机车制动。后轮，而使机车制动。(六六)加砂装置加砂装置作作用用：向向机机车车车车轮轮前前的的钢钢轨轨上上撒撒砂砂，以以增增大大粘粘着着系系数数，获获得得较较大大的的牵引力。牵引力。加加砂砂装装置置包包括括有有四四个个砂砂箱箱，这这四四个个砂砂箱箱由由司司机机室室中中上上下下两两个个手手柄柄操操纵纵，一一个个手手柄柄操操纵纵两两个砂箱。两个手柄均靠弹簧复位。个砂箱。两个手柄均靠弹簧复位。如如图图所所示示，当当拉拉动动一一个个手手柄柄时时

14、，手手柄柄臂臂将将拉拉杆杆1向向左左拉拉，于于是是摇摇臂臂2将将拉拉杆杆3向向上上提提，锥锥体体4向向上上，与与砂砂箱箱底底之之间间拉拉开开一一条条缝缝，砂砂子子由由此此缝流出，经出砂导管缝流出，经出砂导管5落在轨面上。落在轨面上。砂箱中装有颗粒不大于砂箱中装有颗粒不大于1mm的干砂。的干砂。在在中中型型矿矿用用电电机机车车上上，用用两两台台牵牵引引电电动动机机分分别别带带动动两两个个轴轴。传传动动装装置置为一级齿轮减速。为一级齿轮减速。牵牵引引电电动动机机的的一一侧侧用用抱抱轴轴承承1装装在在电电机机车车的的主主轴轴上上，另另一一侧侧用用机机壳壳上上的的挂耳挂耳2通过弹簧吊挂在车架上。通过弹

15、簧吊挂在车架上。这这种种安安装装方方式式既既能能缓缓和和运运行行中中对对电电动动机机的的冲冲击击和和震震动动，又又能能保保证证传传动齿轮处于正常啮合状态。动齿轮处于正常啮合状态。在在14t及及20t电电机机车车上上，由由于于采采用用高高旋旋转转速速度度、尺尺寸寸较较小小、功功率率较较大大的的牵牵引引电电动动机机，所所以以采采用用二二级级齿齿轮轮减减速速。齿齿轮轮在在减减速速箱箱内内工工作作，既既能能提提高高其其传传动动效效率率，又又能能增增加加其其寿寿命命。电电动动机机的的一一端端用用凸凸缘缘与与减减速速箱箱联联接接，另另一一端端用用机机壳壳上上的的挂挂耳耳通通过过弹弹簧簧挂挂在车架上。在车架

16、上。(八八)联接缓冲装置联接缓冲装置矿用电机车的前后两端都有联接和缓冲装置。矿用电机车的前后两端都有联接和缓冲装置。为为了了能能牵牵引引具具有有不不同同联联接接高高度度的的矿矿车车，联联接接装装置置一一般般是是做做成成多层出口的。多层出口的。缓冲装置有缓冲装置有刚性和弹性刚性和弹性两种。两种。蓄电池式电机车用弹性缓冲装置，以减轻对蓄电池的冲击。蓄电池式电机车用弹性缓冲装置，以减轻对蓄电池的冲击。架线式电机车用刚性缓冲装置。架线式电机车用刚性缓冲装置。Page 26直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理当直流电动机的电枢绕组和励磁绕组都与直流电源接通后，当直流电动机的电枢绕组和励磁绕组都与直流

17、电源接通后，励磁励磁绕组产生磁场，电枢绕组在励磁绕组产生的磁场中受到电磁力的绕组产生磁场，电枢绕组在励磁绕组产生的磁场中受到电磁力的作用，产生电磁转矩，使电枢旋转。电磁转矩的大小与电枢绕组作用，产生电磁转矩，使电枢旋转。电磁转矩的大小与电枢绕组中的电流中的电流IsIs及主磁通及主磁通的乘积成正比。的乘积成正比。M=CM=CmmIIs s式中：式中：C Cmm-电动机转矩常数电动机转矩常数 -励磁绕组产生的磁通励磁绕组产生的磁通 Is-Is-电枢电流电枢电流电枢转动后切割主磁通产生感应电动势，感应电动势与电枢两端电枢转动后切割主磁通产生感应电动势，感应电动势与电枢两端的电压极性相反，此感应电动势

18、叫反电动势，以的电压极性相反，此感应电动势叫反电动势，以E E反反表示，大小为：表示，大小为：E E反反=C=Ce enn式中：式中：C Ce e-与电动机结构有关的常数；与电动机结构有关的常数；n-n-电动机的转速电动机的转速Page 27由于电枢绕组中存在反电动势，加在电枢绕组两端的电压分由于电枢绕组中存在反电动势，加在电枢绕组两端的电压分为两部分，为两部分，U=EU=E反反I Is sR Rs s 式中式中R Rs s-电动机电枢绕组的电阻电动机电枢绕组的电阻电枢电流电枢电流IsIs为为直流串励电动机的特性直流串励电动机的特性电动机的励磁绕组与电枢是串联的，励磁电流与电枢电流相电动机的励

19、磁绕组与电枢是串联的，励磁电流与电枢电流相等，并等于电动机的电流等，并等于电动机的电流电源电压为：电源电压为：Page 28整理后得串励电动机转速为整理后得串励电动机转速为;由于由于Is=IL,Is=IL,电动机的磁通同电枢电流成正比，这样电磁电动机的磁通同电枢电流成正比，这样电磁转矩与电枢电流的平方成正比。转矩与电枢电流的平方成正比。这说明串励电动机的启动转矩较大，当负载增加时，电动这说明串励电动机的启动转矩较大，当负载增加时，电动机电枢电流增加，励磁通增加，电动机的转速下降；使电机电枢电流增加，励磁通增加，电动机的转速下降；使电动机电磁转矩增加，电动机在比原来低的转速下运转，但动机电磁转矩

20、增加，电动机在比原来低的转速下运转，但当电流增加到比较大时，磁路接近饱和，磁通不再增大，当电流增加到比较大时，磁路接近饱和，磁通不再增大，转速下降很小，机械特性曲线趋于平直。转速下降很小，机械特性曲线趋于平直。Page 29直流牵引电动机Page 30二、电气设备电气设备包括牵引电动机、控制器、启动电阻、受电弓、自动开关与照明等。(一一)牵引电动机 目前矿用电机车都采用直流串激电动机作牵引电动机，与其他激磁方式的直流电动机比较，直流串激电动机的优点：(1)串激电动机启动时，能以不大的电流获得较大的启动转矩，因而在要求相同的启动转矩条件下，可采用较小功率的电动机。Page 31 (2)负荷变化时

21、，电动机的功率变化较小；这种特点是由于串激电动机具有软的牵引特性(见图4-24)所决定的。当电机车上坡行驶或负荷较大时，需要较大的牵引力，随着牵引力的增大，电动机的转速会自动地降低。这样，既保证了运行安全，又不致从电网吸取过大的功率。Page 32Page 33 (3)两台串励电动机并联工作时，负荷分配比较均匀。由于两台电动机特性有差异或前后车轮直径不相等，两台电动机的转速不等，会引起各电动机负荷电流不相同，但由于其牵引特性较软，因而负荷电流差异很小，约在510范围内。这样，可以避免个别电动机在运转中因负荷不均匀而产生严重过负荷现象。(4)当牵引电网的电压变动时，只影响串励电动机的转速，而不影

22、响其转矩。这样，就使得当架空电网的电压降很大时，电机车也能启动。Page 34 此外，串激电动机构造简单、体积和质量都较小，也是其重要的优点。但是，串激电动机也有缺点，如调整性能差等。Page 35r 牵引电动机的特性：指运行速度v,轮缘牵引力F以及效率分别与电动机电枢电流之间的关系，即速度特性V=f1(I)，牵引力特性F=f2(I)及效率特性=f3(I)，这些特性均用曲线表示。图4-24及图4-25分别为ZQ-21型及ZQ-24型牵引电动机的特性曲线。r牵引电动机的功率分长时功率和小时功率。长时功率：指在电机绝缘材料的允许温升条件下电机长时运转时能够输出的最大功率，主要取决于电机的散热能力。

23、Page 36Page 38 小时功率：指在允许温升条件下，电机连续运转一小时的最大功率，它是牵引电动机的额定功率，它主要取决于电机的绝缘材料和冷却性能的好坏。r 与功率相对应的电流牵引力和转速也有长时制和小时制之分。Page 39（二）启动电阻n作用:是限制牵引电动机的启动电流。n组成:通常由几个单独的电阻元件组成，因连接方式不同，电阻值大小也不相同。矿用电机车一般采用带状电阻。启动电阻控制牵引电动机进行启动、调速和电气制动。n(三)控制器n作用:操纵牵引电动机及电机车运行.即控制和换向n类型：主控制器，换向器n主控制器：可以用来作起动、调速、断电及电气制动等主要操作；换向器一般用在不带电操

24、作的情况下，它用来作换向操作。n主控制器由主轴和一定数量的触点组成。主轴上装有与各触点对应的绝缘凸轮。主轴上装有手柄。司机 转动手柄时，各凸轮按一定顺序将各触点闭合和分开。以达到电机车起动、调速、断电以及进行电气制动的目的。Page 40启动电阻Page 41n换向器由定触头和绝缘凸轮组成。换向轴上装有手柄，转动手柄可使各触点按一定顺序开闭。n主控制器与换向器之间装有机械闭锁装置，这种闭锁能保证：n（1）只有当主轴处于“0”位时（停车位置，此时已切断电源）n，换向轴才能转动，以免换向器接触带电体后被烧毁。n（2）只有当换向器手柄先置于“向前”或“向后”位置时，才能转动主轴。即换向器在零位时主轴

25、不能转动。这样可以确保司机正确选择开车方向。n（3）当一台牵引电动机发生故障，只有另一台电动机单独运行时，主轴不能转到两台电动机并联运行的位置上。n（4）只有当两个控制器都处于“0”位时，换向器手柄才能从轴上取下来。n另外，主控制器的结构上能保证：主轴由电动机运行位置转到电气制动位置时，必须先回到零位，然后反向转到电气制动位置。不能由电动机运行位置正向转至电气制动位置。这样保证了电气制动之前先切断电源。Page 42n(四)受电弓n作用:从架空线上取用电能n分类;构造可分为弓式和接触式n弓式受电弓的构造是一个轻便的框架,其上部装有硅铝或紫铜做成的接触条,作为受电弓与架空线的接触部分,利用弹簧的

26、作用力,接触架空线而滑动,接触条中间部分分开纵槽,减小摩擦阻力和少产生电火花.n(五)自动开关与照明装置n自动开关、前后照明灯等司机控制器自动开关Page 45 第三节电机车的电气控制 电机车的电气控制是指对牵引电动机进行启动、调整、断电运行、电气制动及换向运行等控制。一、矿用电机车的启动 牵引电动机在静止时电枢绕组内没有反电势，而绕组本身电阻又很小，因此，如果在启动时把牵引电动机直接接至全电压电网，则在静止的电动机各绕组中通过的电流很大，会引起绕组很快发热甚至烧毁。此外，还会产生很大的转矩，引起机械部分的损坏。为了限制启动时的电流冲击，并保持一定的电流数值，普遍采用在牵引电动机的电路中串接启

27、动电阻和将两台牵引电动机串联的方法进行启动。电枢电流Page 46启动方法(1)(1)串串接接电电阻阻的的启启动动方方法法。架空线的电压为U，电动机绕组电阻为ra，附加电阻是Rp,电动机反向电势为E，则电枢电流为，其中，C-与电动机构造有关的常数；-工作磁通；n-电动机转速Page 47Page 48由上式可知，反电动势E随转数增加而增加，电枢电流逐渐减小。启动瞬时，E 为零，启动电流很大，为限制启动电流接入附加电阻。启动后，必须保持牵引力不变，需要相应地减小附加启动电阻。Page 49(2)(2)两台电动机两台电动机串并联启动方法。串并联启动方法。矿用电机车还采用了两台牵引电动机串并联启动的

28、方法。开始启动时，第一步先将两台电动机串联，并加入启动电阻RP如图4-26所示，然后逐段切除电阻，直至RP=0。第二步是将两台电动机并联，加入适当的电阻Rp,然后逐段切除，直至两台电动机不带电阻并联运行，这时电机车即达到全速运行。Page 50Page 51二、牵引电动机的调速（一）改变电动机的端电压（一）改变电动机的端电压 (1)(1)串串联联电电阻阻法法。电路内串联接入一个电阻，通过改变此电阻的数值来调节电动机的端电压。但是这个方法很不经济，因为在电阻器中将消耗大量的电能，所以电阻器实际上只能作为启动之用，而不应该用来调速。(2)(2)串串并并联联法法。改变两台牵引电动机的联接方式(串并联

29、法)是一种经济的调速方法，但选种调速方法平滑性较差。因为矿用电机车对调速的要求不高，一般正常运行为并联(高速)，过道岔及弯道时为串联(低速)。Page 52Page 53 (3)(3)可控硅脉冲调速法。可控硅脉冲调速法。(晶闸管脉冲调速方法晶闸管脉冲调速方法)在牵引电动机的电路中串联可控硅元件，利用可控硅断续供电改变电动机端电压的平均值，以达到调速的目的。（二）改变电动机的磁场强度 单电机小型矿用电机车采用这种方法。(1)(1)改改变变激激磁磁绕绕组组的的匝匝数数。为了改变激磁绕组的匝数，需要把激磁绕组分为两组，如图4-27(a)，当两组激磁绕组全部接入主电路时，磁场强度最大，电动机旋转速度最

30、低。当只有一组激磁绕组接入主电路时，由于激磁绕组的匝数减少，因此，磁场被削弱，电动机旋转速度增高。Page 54B;B;磁感应强度磁感应强度：磁通：磁通H H：磁场强度：磁场强度：N:N:线圈匝数线圈匝数I I；电流；电流S:S:垂直于垂直于磁场方向磁场方向的的面积面积Page 55Page 56 (2)(2)改变激磁绕组的改变激磁绕组的连连接接方式方式。改变激磁绕组的连接方式，如图4-27(b)所示。串联时为满磁场，电动机旋转速度最低。激磁绕组并联时将削弱磁场，电动机旋转速度增高。这种方法的优点是经济性和平滑性好。但调速范围有一定的限制。Page 57三、三、电气电气制动制动 矿用电机车的电

31、气制动大多数是采用动力制动，或称能耗制动.原理：根据牵引电动机在一定工作条件下可以转变为发电机运转的可逆性。当牵引电动机转变为发电机工作时，列车的动能转变为电能，这时，电流将转变为相反的方向，牵引电动机轴上作用着与电枢旋转方向相反的力矩，此力矩在机车动轮上产生制动力，这时使列车减速或停车.在进行电气制动的过程中，将产生的电能直接消耗在电阻器上。电力制动可分为电阻制动、再生制动和反接制动停车时断电，为限制电流过大，将电枢接到电阻停车时断电，为限制电流过大，将电枢接到电阻停车时断电，为限制电流过大，将电枢接到电阻停车时断电，为限制电流过大，将电枢接到电阻R RL L上。因磁场不变，由于惯性，转子继

32、续旋转且方向上。因磁场不变，由于惯性，转子继续旋转且方向上。因磁场不变，由于惯性，转子继续旋转且方向上。因磁场不变，由于惯性，转子继续旋转且方向不变，所以不变，所以不变，所以不变，所以E Ea a与电动时方向相同。与电动时方向相同。与电动时方向相同。与电动时方向相同。电流方向相反，电磁转矩电流方向相反，电磁转矩电流方向相反，电磁转矩电流方向相反，电磁转矩T T反向。反向。反向。反向。由于转矩与电动状态相反，产生一制动性质的转距，由于转矩与电动状态相反，产生一制动性质的转距，由于转矩与电动状态相反，产生一制动性质的转距，由于转矩与电动状态相反，产生一制动性质的转距，使其快速停车。使其快速停车。使

33、其快速停车。使其快速停车。直流电动机的制动直流电动机的制动电机靠惯性电机靠惯性电机靠惯性电机靠惯性发电发电发电发电，将动能变成电能，消耗在电枢，将动能变成电能，消耗在电枢，将动能变成电能，消耗在电枢，将动能变成电能，消耗在电枢总电阻上，称为能耗制动。操作简单，但低速时总电阻上，称为能耗制动。操作简单，但低速时总电阻上，称为能耗制动。操作简单，但低速时总电阻上，称为能耗制动。操作简单，但低速时制动转矩很小。制动转矩很小。制动转矩很小。制动转矩很小。Page 59 动力制动的优点：不从电网吸取电能，线路比较简单，同时产生的机械冲击也不大。缺点：制动过程中，电动机中有电流通过，因此电机绕组的温升要增

34、大，故牵引电动机的功率比不用动力制动者增加1520。此外，采用动力制动不能达到完全停车，还需使用闸瓦制动。Page 60r 要实现动力制动必须解决两个问题：要实现动力制动必须解决两个问题：一是制动前后串激磁场中的电流方向不能改变，否则会产生去磁作用而不能产生制动力矩；二是在制动时两台电动机均变成串激发电机，其负荷为同一个制动电阻器，相当于两台串激发电机并联运行，而串激发电机的并联运行是不稳定的。解决第一个问题的方法是在制动时把串激磁场绕组反接一下，这样当实现动力制动电枢绕组电流反向时，磁场绕组的电流方向保持不变解决第二个问题的方法是将将两两台台电电机机的的激激磁磁绕绕阻阻交交叉叉联联接接或或交

35、交叉叉一一桥桥式式联联接接线线路路。第第一一台台电电动动机机的的磁磁场场绕绕组组与与第第二二台台电电枢枢串串联联，第第二二台台电电动动机机的的磁磁场场绕绕组组与与第第一一台台电电枢枢串串接接。有有利利于克服两电机在动力制动时的负荷分配不均匀现象。于克服两电机在动力制动时的负荷分配不均匀现象。r 四四、ZK-ZK-7 71010型架线式电机车的电气控制系统型架线式电机车的电气控制系统r矿矿用用电电机机车车的的控控制制线线路路分分为为照照明明线线路路和和动动力力线线路路两两部部分分。由由图图可可知知，照照明明线线路路包包括括照照明明开开关关K K，熔熔断断器器RDRD、照照明明电电阻阻R R、聚聚

36、光光照照明明灯灯ZDZD及及插插座座CZCZ。动动力力线线路路由由受受电电弓弓NGNG、自自动动开开关关ZKZK、启启动动电电阻阻R R1 1-R-R3 3、动动力力制制动动附附加加电电阻阻R R4 4及及牵牵引引电电动动机机SQSQ1 1和和 SQSQ2 2等等组组成成。T T1 1-T-T3 3、1-1-7 7是是主主控控制制器器的的触触点点，又又是是换换向向器器的的触触点点。SQSQ1 1、SQSQ2 2分分别为两台电动机电枢绕组，别为两台电动机电枢绕组，CQCQ1 1、CQCQ2 2则为磁场绕组。则为磁场绕组。r图图3-163-16为为上上述述原原理理图图的的接接线线图图，它它表表示示

37、各各电电气气元元件件的的相相互互位位置置关关系系。在在图图中中各各控控制制器器轴轴上上的的各各个个位位置置上上，如如有有黑黑块块，则则表表示示控控制制手手柄柄转转至至该该位位置置时时，相相应应的的触触点闭合；否则，触点开启点闭合；否则，触点开启。r为为了了实实现现电电机机车车的的换换向向，在在控控制制器器中中还还专专门门装装有有改改变机车运行方向的换向轴。换向轴有下列位置变机车运行方向的换向轴。换向轴有下列位置r（1 1）零零位位：此此时时所所有有触触点点与与圆圆筒筒上上的的截截片片均均不不接接触触r（2 2）向向前前（1+21+2）：表表示示1 1号号和和2 2 号号电电动动机机均均按按前前

38、进方向旋转进方向旋转r（3 3）向向 前前 1 1：表表 示示 只只 有有 1 1号号 电电 动动 机机 按按 前前 进进 方方 向向 旋旋 转转 （4 4）向前）向前2 2：表示只有：表示只有2 2号电动机按前进方向旋转号电动机按前进方向旋转r同同理理，后后退退方方向向也也有有向向后后（1+21+2）、向向后后1 1、向向后后2 2三种不同位置。三种不同位置。r下面根据图下面根据图3-153-15和和3-163-16分别说明电机车的操作步骤：分别说明电机车的操作步骤：r开开车车时时，首首先先把把换换向向轴轴手手柄柄由由零零位位扳扳到到前前进进（或或后后退）位置（退）位置（1+21+2）上。这

39、样下列触头就闭合：）上。这样下列触头就闭合：rZC2-2，C2-1S2-2，10S1-1，12C1-2，S1-2C1-1使牵引电动机的电枢绕组和它自己的磁场绕组串联起来。r其次，将主轴手柄按顺时针方向扳动，主轴手柄在各个位置时，电动机的接通电路如下：零位置：触点1和6闭合，两台牵引电动机串联但未接通电源。位置1：控制器触点SK，1，6及T3闭合，接通电源。此时两台电动机串联，并加入全部起动电阻。电流经集电弓NG，自动开关ZK，触点SK与1，起动电阻R1-R2-R3，触点T3，1号电机，触点6，2号电机，接地，两台牵引电动机开始旋转。位置2：控制器触点SK，1、3、6与T3闭合，起动电阻R2被短

40、接，电动机加速，两台电动机串联运行。位置3：控制器触点SK，1、2、3、6与T3闭合，起动电阻R1、R2两段均被短接，电动机又加速，但两台电动机仍为串联运行。位置4：控制器触点SK，2、4、6及T3闭合，起动电阻R1被切除，R2与R3成为并联，使电动机继续加速，而两电动机仍为串联运行。位置5：是半速长时行驶位置。控制器触点SK，2、3、4、6与T3闭合，全部起动电阻被短接，两台电动机串联后直接接至电网，每台电动机所受电压为电网电压的一半，故电机车的速度也近似为额定速度之半。位置X1：控制器触点SK，2、3、6与T3闭合，起动电阻R1、R2两段被短接，R3段重新接入，两台电动机仍为串联，但速度稍

41、有下降。位置X2：控制器触点SK，2、6、7与T3闭合，起动电阻R3段被接入，2号电动机被短接，1号电动机电压增高，使电机车加速运行。位置X3：控制器触点SK，2、5、7与T3闭合，起动电阻R3段仍被接入，两台电动机并联。位置6：控制器触点SK，2、4、5、7与T3闭合，起动电阻R2与R3并联，总电阻减小而使电机车加速，两台电动机并联运行，电机 车加速。位置7：控制器触点SK，1、2、4、5、7与T3闭合，起动电阻R1、R2、R3并联，两台电动机并联运行，电机 车继续加速。位置8：控制器触点SK，1、2、3、4、5、7与T3闭合，起动电阻全部被短接，两台电动机并联全速度运行，电机 车起动完。当

42、进行电气制动时，必须将主轴手柄回到零位，然后继续向反时针方向旋转到制动位置。控制器在各制动位置时的电路如下：位置：控制器触点，1、5、7、T1与T2闭合，电动机自电网上切断，起动电阻全部串联并兼作两台电机的负载。，两台电动机的电枢绕组和磁场绕组交叉联接。电动机在发电状态下工作。位置：控制器触点，1、3、5、7、T1与T2闭合，起动电阻R2被短接；R1、R3、R4串联作O 两台电机的负载。，两台电动机的电枢绕组和磁场绕组交叉联接。电动机在发电状态下工作。位置：控制器触点，1、2、3、5、7、T1与T2闭合，起动电阻R1与R2被短接；R3、R4串联作为 两台电机的负载。，两台电动机的电枢绕组和磁场

43、绕组交叉联接。电动机在发电状态下工作。位置：控制器触点2、4、5、7、T1与T2闭合，起动电阻R1断开，R2与R3并联再与R4串联接入电路作为负载。，两台电动机的电枢绕组和磁场绕组交叉联接。电动机在发电状态下工作。位置：控制器触点1、2、4、5、7、T1与T2闭合，起动电阻R1、R2与R3并联后再与R4串联接入电路作为负载。，两台电动机的电枢绕组和磁场绕组交叉联接。电动机在发电状态下工作。位置：控制器触点1、2、3、4、5、7、T1与T2闭合，此时只有电阻R4作为负载。两台电动机的电枢绕组和磁场绕组交叉联接。电动机在发电状态下工作。要改变电机车运行方向时，必须先将控制器手柄扳到零位，然后扳动换

44、向器手柄至向前或向后位置。当换向轴改变位置时，使两台牵引电动机磁场绕组的接法改变，从而使磁场方向改变，因此牵引电动机的旋转方向也随之改变。第四节第四节 列车运行理论列车运行理论列车运行理论是研究作用于列车上的各种力与其运动状态的关系以及机车牵引力和制动力的产生等问题。一、列车运行基本方程式一、列车运行基本方程式 讨论列车运行基本方程式时，为简化起见，假定电机车与矿车之间、矿车与矿车之间的联接都是刚性的，因而在运动的任何瞬间列车中各部分的速度或加速度都是相同的，把整个列车当做平移运动的刚体看待与实际情况虽有差异，但其结果对应用影响不大。列车运行有以下三种状态：(1)(1)牵牵引引状状态态，列车在

45、牵引电动机产生的牵引力作用下加速启动或匀速运行；(2)(2)惯惯性性状状态态，牵引电动机断电后列车靠惯性运行，一般这种状态为减速运行；(3)(3)制动状态，制动状态，列车在制动闸瓦或牵引电动机产生的制动力矩作用下减速运行或停车。(一一)牵引状态的列车运行基本方程式牵引状态的列车运行基本方程式 列车在牵引状态(加速运行)下，沿着运行方向作用在列车上的力,有牵引电动机产生的牵引力F、逆着运行方向的静阻力Fj、在列车加速运行时的惯性阻力(动阻力)Fa。根据力的平衡原理，列车在牵引状态下的力平衡方程式为：1.1.惯性阻力惯性阻力 根据假定,列车为一平移运动的刚体,惯性力应该是列车质量乘以加速度。但是，

46、列车在平移运动的同时，还有电动机的电枢、齿轮以及轮对等部件的旋转运动。为了考虑旋转运动对惯性阻力的影响，用惯性系数来增大平移运动的惯性阻力。用惯性系数来增大平移运动的惯性阻力。(3-1)因此，惯性阻力Fa可用下式表示:式 中：m为 电 机 车 和 矿 车 组 的 全 部 质 量，m=(md+mz)1000 kg；md为电机车质量t；mz为矿车组质量t；为惯性系数；一般取平均值=0.075,也可以近似取=0.10 a为列车加速度。将m值及值代式(32)，得:列车加速时取+号,减速时取-号(3-3)(3-2)2 2静阻力静阻力 列车运行的静静阻阻力力包包括括基基本本阻阻力力、坡坡道道阻阻力力、弯弯

47、道道阻阻力力、道道岔岔阻阻力力及及气气流流阻阻力力等。对于矿用电机车，由于运行速度低，后三者都不予考虑，只考虑基本阻力和坡道阻力。(1)(1)基本阻力基本阻力 基本阻力是指轮对的轴颈与轴承间的摩擦阻力、车轮在轨道上的滚动摩擦阻力、轮缘与轨道间的滑动摩擦阻力以及列车在轨道上运行时的冲击震动所引起的附加阻力等。通常基本阻力是经过试验来确定的。在计算时采用列车的阻力系数.有了阻力系数以后，基本阻力可按下式计算：式中：F0为基本阻力,N；g为重力加速度，取10ms2；为列车运行阻力系数。见表3-4(2)(2)坡道阻力坡道阻力 坡道阻力是列车在坡道上运行时，由于列车重力沿坡道倾斜方向的分力而引起的阻力。

48、(3-4)设为坡道的倾角，则坡道阻力为：在计算时，如列车为上坡运行，上式右端取“+”号，如为下坡，则取-号。一般情况下，电机车运行轨道的倾角都很小，因此sintan，而tan=i。式中i为轨道坡度()。将前面两式代入式(3-5)，即得：(3-5)(3-6)列车运行的静阻力应为基本阻力和坡道阻力之和列车运行的静阻力应为基本阻力和坡道阻力之和，即：将式(3-3)和式(3-6)代入式(3-1)，便得到牵引电动机所必须产生的牵引力为：上式就是列车在牵引状态下的运行基本方程式，利用这个方程式可求出在一定条件下机车所必须给出的牵引力，或者根据电机车的牵引力求出列车中的矿车数。(3-7)(3-8)二、电机车

49、的牵引力二、电机车的牵引力 如图4-28所示，主动轮对受到牵引电动机传来的转矩M，使车轮以轮轴为中心旋转.M=FC.D/2FC车轮作用于轨道接触点上的力.(3-9)由于M的作用，轮对将有绕中心c作顺时针方向旋转的趋势，而轮缘上的同轨面接触的那一点O，相对于轨面来说，有向左滑动的趋势，因此在轮缘上的点受到轨面所给的切向摩擦反力F0，其方向是向右的；由于摩擦阻力FO的作用，使轮缘上同钢轨接触的那一点O不会在轨面上向左滑动。理想情况下，整个轮对将以O点为瞬时中心向前滚动，即轮对作纯滚动运动。而轮对中心c点作向前的平移运动。此时，列车的一部分运行阻力将通过电机车的联接器、车架及轴箱作用在轮对的中心c点

50、，这就是图中的Fc。r 由上述分析可以看出，主动轮对得到一个转矩M以后轨面对接触点o产生了一个摩擦反力F0，它的方向与列车运行方向相同。正是这个摩擦反力F0克服了列车的运行阻力FC而使列车向前作平移运动。对于电机车来说，F0是牵引列车向前运动的外力，称为牵引力或轮缘牵引力。rF0与FC因大小相等方向相反，且作用在两条平行线上，形成一对力偶。该力偶与转矩M大小相等而方向相反，使转矩M得以平衡，从而使轮缘上的o点不致于沿轨面滑动。这样，就使轮与轨面互相接触的那一点好像粘着在一起一样，所以F0称为粘着力。由式(3-9)可知，当列车运行阻力增加时，必然引起转矩M的增加，也就是说牵引电动机必须给出更大的

51、转矩。同时，轮缘牵引力也必须同时增大，以平衡列车运行阻力使列车向前运动。但是，无论是电动机的输出转矩，还是粘着力都不能无限制地增大。电动机输出的牵牵引引力力(由转矩转换成的轮缘牵引力)受到电动机的温升条件限制受到电动机的温升条件限制。粘粘着着力力，它它本本质质上上是是摩摩擦擦力力，受受到到摩摩擦擦条条件件或或者者叫叫做做粘粘着着条条件件的的限限制制。单个主动轮对能够产生的最大轮缘牵引力为：式中；P0即电机车分配在单个主动轮对上的正压力，KN；为粘着系数。(3-10)r为了使使主主动动轮轮对对的的轮轮缘缘同同轨轨面面的的接接触触点点在在轨轨面面不不发发生生相相对对滑滑动动，该主动轮对产生的轮缘牵

52、引力F0应满足：这就是单个轮对的粘着条件单个轮对的粘着条件。以上分析是就一个主动轮对而言的，对于整台电机车，能够产生的最大轮缘牵引力为：式中：Pn为机车作用在全部主动轮对上的粘着重力，KN，若电机车的全部轮对均为主动轮，则其粘着重力等于电机车的总重量。(3-11)(3-12)式中：F为电机车为克服列车运行阻力所必须提供的牵引力，由式(3-8)根据不同运行状态求出。公式中关键的参数是粘着系数公式中关键的参数是粘着系数。在理想状态下，也就是在车轮沿轨道作纯滚动运动的情况下，粘着系数应为静摩擦因数。粘着系数和静摩擦因数是有区别的.假若机车所有主动轴的车轮直径绝对相等，安装绝对精确，且磨损变形情况相同

53、，这时粘着系数等于静摩擦系数。但实际上，上述各条件不可能完全实现，所以粘着系数小于静摩擦系数数。三、制动力三、制动力 制动是列车运行的一种特殊状态，它使运动着的列车达到减速或停车的目的。对于整台列车而言，一般只在机车上装有制动装置。故在实行制动时，先使机车断电，列车在惯性力作用下继续向前运行。制动运行时，作用在机车上的力有惯性力惯性力、静阻力静阻力和制动力制动力。如图4-29所示，用一个制动轮对来说明制动力的产生。P0g为制动轮对所分配的电机车重力；N0为轨面对轮对的法向反力，显然，P0g=N0。当闸瓦施以正压力N1(作用在轮缘的均布力，以集中力代之)时，轮缘即产生切向滑动摩擦力切向滑动摩擦力

54、T0，其方向与车轮旋转方向相反。三、制动力三、制动力 制动是列车运行的一种特殊状态，它使运动着的列车达到减速或停车的目的。对于整台列车而言，一般只在机车上装有制动装置。故在实行制动时，先使机车断电，列车在惯性力作用下继续向前运行。制动运行时，作用在机车上的力有惯性力惯性力、静阻力静阻力和制动力制动力。如图4-29所示，用一个制动轮对来说明制动力的产生。P0g为制动轮对所分配的电机车重力；N0为轨面对轮对的法向反力，显然，P0g=N0。当闸瓦施以正压力N1(作用在轮缘的均布力，以集中力代之)时，轮缘即产生切向滑动摩擦力切向滑动摩擦力T0，其方向与车轮旋转方向相反。轮缘即产生切向滑动摩擦力切向滑动

55、摩擦力T0式中：为制动闸瓦与轮缘间的滑动摩擦因数，取决于闸瓦衬垫的材料、运行速度及闸瓦比压；一般取0.15-0.2 在T0的作用下,车轮受到一个逆时针方向的转矩。在这一转矩作用下，车轮轮缘上同轨面的接触点O有沿轨面向前滑动的趋势。因而轨面对轮缘将产生一个切向静摩擦力B0，它的方向与车轮旋转方向相同，根据转矩平衡条件B0R-T0R=O得出：(3-13)(3-14）由此可见，B0就是电机车一个制动轮所产生的制动力。在B0和静阻力Fj的作用下，轮对即列车减速运行，减速度为b，因而产生制动的惯性力随Fa、B0及Fj一起与Fa正好平衡。当T0增大时B0相应地增大，因而减速度也增加，使列车能较快地制动住。

56、然而，制动力B0受粘着条件的限制。一个制动轮对能够产生的最大制动力为：(3-15)整台电机车能够产生的最大制动力为：式中：P0为一个制动轮对的制动重力，KN；Pz为整台电机车的制动重力，KN；对于全部轮对均装有制动闸的电机车，此质量即为电机车总质量，即Pz=P；为制动状态的粘着系数。在理想状况下，即在制动车轮保持纯滚动的情况下，制动状态的粘着系数值应为静摩擦因数值。(3-16)然而，对于电机车的四个车轮来说，有的做纯滚动，有的既滚动又滑动。因此，制制动动状状态态的的粘粘着着系系数值介于静摩擦因数值与滑动摩擦因数值之间。数值介于静摩擦因数值与滑动摩擦因数值之间。如果闸瓦的压力N1继续增加，以致使

57、整个电机车的制动力超过式(3-16)的数值，即把车轮抱死时，制动车轮轮缘将沿轨面向前滑动。这时，制动力约减少一半，制动减速度大大降低，制动距离却增大了。因此，闸瓦压力不能过大，合理的闸瓦压力应使制动力为：如果闸瓦最大总压力为Nmax，总摩擦力为Tmax，对于整台电机车来说，式(3-14)可以变为：对整台电机车来说，由式(3-15)可得到：(3-17)(3-19)(3-18)把式(3-16)及式(3-18)代入式(3-19)，可求得：或 式中：为闸瓦压系数。考虑到对于铸铁闸瓦，0.180.20，=0.090.17，故=0.50.94，为了保证车轮不被抱死，闸瓦系数值不应超过0.9。对于8t以上电

58、机车，=0.8；对于8t以下电机车，=0.7；(3-21)(3-20)第五节电机车的运输计算第五节电机车的运输计算一、原始资料和计算内容一、原始资料和计算内容1.原始资料 矿井及电机车运输巷道的瓦斯情况，巷道的支护和通风情况；矿井年产量；矿井工作制度；达到设计年产量时，各运输巷道长度、班产量及线路平均坡度或线路起终点标高；各运输水平末期时，运输巷道长度、班产量及线路平均坡度或线路起终点标高；出煤班的矸石产量；矿车的技术特征；供电机车用的交流电源电压等级；运输线路平面图与纵断面图。2.电机车运输计算的主要内容 机车类型及其粘着质量的选择；列车组成计算；确定全矿电机车台数。此外，对于架线式电机车还

59、有牵引网络和牵引变流所的计算等。对蓄电池式电机车，还有变流设备与充电室的有关计算。二、机车类型及粘着质量的选择机车类型及粘着质量的选择三、列车组成计算三、列车组成计算四、全矿电机车台数的确定四、全矿电机车台数的确定五、蓄电池电机车的计算特点五、蓄电池电机车的计算特点（按教材上步骤设计）（按教材上步骤设计）架线式电机车的技术特征（续）架线式电机车的技术特征（续）三、列车组成的计算 计算列车组成计算列车组成就是确定车组应由多少辆矿车组成。列车组成的计算按三个条件来进行，这三个条件是：电机车的粘着条件；电机车的粘着条件；牵引电动机的允许温升条件；牵引电动机的允许温升条件；列车的制动条件。列车的制动条

60、件。按这三个条件计算的结果取其最小者按这三个条件计算的结果取其最小者。(一)按电机车的粘着质量计算重车组质量 按此条件计算时需要考虑到最困难的情况，即电机车即电机车牵引重车组沿上坡启动牵引重车组沿上坡启动车轮不打滑。车轮不打滑。根据式(3-8)可得电机车牵引重车组沿平均坡度的直线轨道上启动时所需给出的牵引力为：另外，根据电机车的粘着条件，即把式(3-20)代入后得到：所以：（3-21）(3-20)粘着质量够不够大？n或中mmzhzh-重车组质量重车组质量t tn nmmD D-电机车质量t tn nmmDnDn-电机车粘着质量电机车粘着质量t tn n-粘着系数，一般指加沙启动，粘着系数，一般

61、指加沙启动，=0.24=0.24n n -重车组启动时阻力系数重车组启动时阻力系数n n -轨道线路平均坡度轨道线路平均坡度,一般为一般为33n na-a-列车启动加速度列车启动加速度,一般取一般取a=0.04m/sa=0.04m/s2 2n n算出列车牵引的重车组重力后算出列车牵引的重车组重力后,用下式求出矿车用下式求出矿车数数n n式中式中,m,mz1z1-每辆矿车的自身质量每辆矿车的自身质量t;t;n nmm1 1-每辆矿车的载货量每辆矿车的载货量t tn n上式计算结果应取整数上式计算结果应取整数.(二)按牵引电动机温升条件计算重车组质量温升条件温升条件机车经一个往返运行，牵引电机的温

62、升机车经一个往返运行，牵引电机的温升不超过允许值；不超过允许值；实质上就是按照电动机的等值电流不超过长时电流的实质上就是按照电动机的等值电流不超过长时电流的条件条件。I IdxIch式中I Idx-等效电流(均方根电流)AIch-电动机长时制电流A（1）首先计算重列车和空列车达到全速运行时电机车的牵引力式中式中F Fzhzh-重列车稳态运行时的机车牵引力，重列车稳态运行时的机车牵引力，N NF FK K-空列车稳态运行时的机车牵引力，空列车稳态运行时的机车牵引力，N Nzh-重列车运行阻力系数见表重列车运行阻力系数见表3-43-4K K-空列车运行阻力系数见表空列车运行阻力系数见表3-43-4

63、（2 2）分别计算分配到每台牵引电动机上的牵引力）分别计算分配到每台牵引电动机上的牵引力 和和式中式中n nd d-机车上牵引电动机台数机车上牵引电动机台数（3 3）根据牵引力查牵引电动机特性曲线）根据牵引力查牵引电动机特性曲线ZQ-21ZQ-21型电动机的牵引特性曲线如图型电动机的牵引特性曲线如图3-113-11所示，从图中可得到重所示，从图中可得到重列车和空列车运行时与其相对应的电动机电流值列车和空列车运行时与其相对应的电动机电流值I Izhzh 和和 I Ik k 以及以及速度速度 和和 由牵引力由牵引力F F对应电流对应电流,由电流对应牵引速度由电流对应牵引速度.（4 4）计算一个运输

64、循环牵引电动机的等效电流）计算一个运输循环牵引电动机的等效电流两个运输循环中的休止时间min,一般取18-22分钟调车系数。运距小于1000米取1.4，运距为1000-2000米取1.25,运距2000 米取1.15T-列车在最远线路上往返一次的纯运行时间，mintzh、tk-分别为重、空列车运行时间min。（3-22）根据 查牵引电动机的特性曲线，得重列车和空列车的电动机电流 及速度 ，得平均运行速度 如果电动机的等值电流值不超过它的长时电流值，即：则电动机的等值电流不会发热到超过它的允许温升，故合适。如果如果I Id dz zIIchch，则需减少车组中的矿车数，则需减少车组中的矿车数，并

65、重新进行计算，直到等值电流不超过长时电流为止。牵引电动机的输出功率有小时制和长时制之分：牵引电动机的输出功率有小时制和长时制之分：小时制功率：电机连续运行一小时，所能输出的最小时制功率：电机连续运行一小时，所能输出的最大功率，它是电动机的额定功率。大功率，它是电动机的额定功率。长时制功率：电机在允许温升下，电动机长时连续长时制功率：电机在允许温升下，电动机长时连续运行时，所能输出的最大功率。运行时，所能输出的最大功率。电机车的牵引力、车速及电流也都与功率相对应的电机车的牵引力、车速及电流也都与功率相对应的小时制和长时制之分。小时制和长时制之分。(三)按制动条件计算重车组质量 在计算重车组质量时

66、必须遵守这一规定，并应按最不利的情况，即按重列车下坡制即按重列车下坡制动时，制动距离不超过规定值。动时，制动距离不超过规定值。列车开始制动时的速度为长时速度vch，则制动时的减速度a为：由式(3-15)可以求得当重列车沿直线轨道下坡制动时电机车的制动力为：式中：为平均坡度，；zh为重列车运行阻力系数。（3-23）：由上式得出按制动条件计算重车组列车下坡制动时的减速度为：（3-24）按匀减速制动,则到最后停住为止,则求得制动距离为 即 式中式中式中式中 -机车制动距离机车制动距离机车制动距离机车制动距离 -电机车开始制动时重列车的运行速度电机车开始制动时重列车的运行速度电机车开始制动时重列车的运行速度电机车开始制动时重列车的运行速度,m/s,m/s为了安全起见，煤矿安全规程规定：运送物料时列车的制运送物料时列车的制动距离不得超过动距离不得超过40m，运送人员时不得超过，运送人员时不得超过20m。这个距离是根据电机车照明灯的有效照射距离来制定的。制动距离是指从司机开始拨动闸轮或电闸手把到机车完全停止的距离。四、电机车台数的确定 矿井(或水平)所需电机车台数，应按该矿井(或水平)投产初期和生