[科普中国]-电力机车变流

电力机车变流(electric locomotive converter)是指用机车上的变流装置，将牵引供电网的电能(电压、电流)转换为供给牵引电动机电能的技术。采用这一技术可达到控制牵引电动机的转速，操纵机车速度的目的。一般将交流变为直流的变流装置称为整流器，反之称为逆变器。交流牵引供电系统的接触网为单相工频交流。而直流牵引电动机需要的直流，由车上变流装置即整流器供给。变流装置的电路是决定电力机车工作性能的主要因素之一，它是机车的重要组成部分，直接影响机车的重量、尺寸和技术经济指标。

简介电力机车变流(electric locomotive converter)是指用机车上的变流装置，将牵引供电网的电能(电压、电流)转换为供给牵引电动机电能的技术。

采用这一技术可达到控制牵引电动机的转速，操纵机车速度的目的。一般将交流变为直流的变流装置称为整流器，反之称为逆变器。交流牵引供电系统的接触网为单相工频交流。而直流牵引电动机需要的直流，由车上变流装置即整流器供给。变流装置的电路是决定电力机车工作性能的主要因素之一，它是机车的重要组成部分，直接影响机车的重量、尺寸和技术经济指标1。

整流电压、电流脉动电力机车变流装置将单相交流经整流后供给牵引电动机的电压，并非直流电压，实质为脉动电压。流过牵引电动机的电流也是脉动电流。脉动电压不仅含有直流分量，也含有高次谐波分量。

工作特点①变流装置从接触网取流为单相交流。

②机车运行时，其负载随着与电力牵引变电所距离的变化而变化很大，因而变流装置的工作电压变化也大。

③要求整流装置电压有较广泛的调节范围和稳定的工作性能，以适应机车调速需要。

④变流装置应能耐振，要求体积小、重量轻。

直流牵引供电系统接触网的直流电压，一般由地面直流牵引变电所向接触网供电2。

分类电力机车的变流根据电力牵引供电系统的不同，分为直流、交流单相低频与单相工频三大类。

（1）直流电力机车的变流

直流电力机车的变流装置，主要是牵引变电所的整流装置和牵引电动机移流子电刷的变频装置。

（2）低频单相整流子电力机车的变流

这种机车通常采用单相整流子电动机作为牵引电动机。这种单向整流子牵引电动机存在整流问题，为了得到良好的整流质量，需要降低电机整流元件(即电机的换向绕组)中变压器的电动势，所以必须采用低频电源，利用变电所的变频装置和电动机的整流子电刷变频。

（3）单相工颇整流器电力机车的变流

这种变流系统在现代交流电力机车中应用较多。它用机车上整流装置将接触网单相交流变为直流(实际是脉流)，供给机车牵引电动机。根据变流电路接线方法，机车整流电路分为中间抽头式及桥式电路两大类。

变流技术对应不同的装置有不同的变流技术，主要有直流斩波变流、交流-直流-交流变流(简称交直交变流)1。

整流电路换相换相(也称换流)是整流电路中一种特殊现象。所谓换相是指在交流电压过零时，由一臂整流元件(半导体元件)导电转换到另一臂整流元件导电的过程。由于牵引变压器漏抗的存在，所以整流器或电力机车有换相问题，整流电路的换相直接影响着整流电压波形及其平均值，影响牵引变压器的电流波形及其容量、功率因数、高次谐波等参数。

变流装置中的主要设备主要有电源变流器、逆变器3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学