电力牵引系统速度时间曲线

什么是速度时间曲线？

速度时间曲线是研究火车运行及其能耗的最便捷方法。**速度时间曲线**定义为以速度（单位：公里/小时）为纵坐标，时间（单位：秒或分钟）为横坐标绘制的速度与时间之间的图形。速度时间曲线提供了火车运动的完整信息。

速度时间曲线直接给出火车运行开始后各个时刻的速度。曲线在任意点的斜率表示相应时刻的加速度或速度。

速度时间曲线、时间轴和通过所取时间间隔的纵坐标所包围的面积表示在相应时间内所行驶的距离。

速度时间曲线的组成部分

典型的速度时间曲线（参见图）主要包括以下部分：

  • 初始加速度
  • 匀速运行或自由运行
  • 滑行
  • 减速

初始加速度

加速度包含两个部分：

  • **恒定加速度或加速阶段** – 在加速阶段（0 到 t0），电机电流保持大致恒定，通过切除启动电阻逐渐增加电机两端的电压。因此，牵引力恒定，因此在此期间加速度保持恒定。

  • **速度曲线运行或速度曲线上的加速度** – 在速度曲线运行期间（𝑡1 到 𝑡2），电机两端的电压保持恒定，电流随着速度的增加而开始减小，这取决于电机的特性，最终电机所取的电流变得恒定。在此期间，虽然火车加速，但加速度随着速度的增加而减小，最终在电机产生的牵引力恰好等于火车运行阻力时的速度处变为零。

匀速运行或自由运行

在速度曲线运行结束时，即在𝑡2时，火车达到最大速度。在此期间，火车以在时间瞬间t2达到的恒定速度运行，电机消耗恒定功率。

滑行

在匀速运行或自由运行阶段结束时，即在𝑡3时，切断电源，让火车依靠自身动量运行。由于火车运行阻力的作用，火车的速度开始下降。滑行期间速度下降率称为**滑行减速度**。

减速或制动阶段

在滑行阶段结束时，即在𝑡4时，施加制动器以使火车停止。在此期间，速度迅速下降，最终降至零。

更新于：2022年5月19日

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