動力制動是異步電動機制動的一種方法。它是將機械能通過異步電動機消耗在制動裝置上，如能耗制動裝置、制動電阻和電磁抱閘等，這些方法能量利用率低、性能較差，適用於制動次數少、能量小和對制動性能要求不高的場合。
基本介紹
- 中文名：動力制動
- 外文名：dynamic braking
- 能量轉變：機械能變為其他能量
- 利用原理：逆動阻力
- 裝置：能耗制動裝置、制動電阻等
- 套用：高速列車、高空作業等
簡述,動力制動裝置功能,動力制動系統,動力制動操縱,動力制動的套用,
簡述
動力制動（Dynamic Braking）動力制動利用機車動力裝置、機車傳動裝置或牽引電動機的逆動所產生的阻滯作用來限制或降低列車運行速度以至停車。機車動力制動是列車制動的一種方法，通常作為空氣制動的輔助手段使用，有時也單獨使用。
與其類似的再生制動（Regenerative Braking）再生制動亦稱反饋制動，是一種使用在汽車或鐵路列車上的制動技術。它與普通的制動閘不同，不是靠壓縮空氣將剎車瓦壓在車輪上減速，而是在剎車時讓列車與內燃機脫離，將高速運轉的輪軸連線到專用的發電機進行儲能、同時帶動發電機的阻力給火車均勻降速。
動力制動裝置功能
1．功能
1）所有型號都採用了一個10in、單膜片型動力制動裝置，具有高制動性能與制動感覺。
2）由於採用了制動助力功能，制動系統（包括緊急制動期間的ABS）的有效性得到了提高。
①當需要大的制動力時，制動助力功能可在緊急制動或其他情況下為制動操作提供幫助。
②缺乏經驗遇緊急制動的駕駛人可能會快速踏下制動器，但力度不夠，或者以足夠的力度踏下制動器，但卻無法維持一段時間。在這些情況下，正常的車輛制動性能無法施加足夠的力。
③制動助力功能在緊急制動出現時根據制動踏板的壓下速度和力度確定。如果出現緊急制動，動力制動裝置會施加最大的制動力。
3）制動助力功能為內置於動力制動裝置的簡單機械結構，確保可靠性。
2．說明
1）踏下制動踏板時，可能會感覺到是制動助力操作的正常效果，並不表示有異常情況出現。
①當大力或以較高速度踏下制動踏板時，踏板感覺起來更為柔和，但制動器施加的力會很大。
②當大力或以較高速度踏下制動踏板時，可能會從制動助力器聽到一個“咔嗒”聲。
輸出特性如圖所示。
輸出特性2）制動助力設備不能取代主制動系統的功能。
動力制動系統
1．動力制動系統特點與分類
動力制動系統用於進行制動的能量是空氣壓縮機產生的氣壓能，或由液壓泵產生的液壓能，而空氣壓縮機或液壓泵則是由汽車發動機驅動。駕駛入的肌體僅作為控制能源，而不是制動能源。
動力制動系統有氣壓制動系統、氣頂液制動系統和全液壓動力制動系統三種。氣壓制動系統的供能裝置和傳動裝置全部是氣壓式，其控制裝置主要由制動踏板機構和制動閥等氣壓控制元件組成，有些汽車在踏板機構和制動閥之間還串聯有液壓式操縱傳動裝置。氣頂液制動系統的供能裝置、控制裝置與氣壓制動系統相同，但其傳動裝置包括氣壓式和液壓式兩部分。全液壓動力制動系統中除制動踏板機構以外，其供能、控制和傳動裝置全部是液壓式。
2．氣壓制動系統
氣壓制動系統適用於中型、重型的貨車和客車。
（1）氣壓制動迴路氣壓制動系統各元件之間的連線管路有三種：供能管路，供能裝置各組成件（如空壓機、儲氣筒）之間和供能裝置與控制裝置（如制動閥）之間的連線管路；促動管路，控制裝置與制動器促動裝置（如制動氣室）之間的連線管路；操縱管路，一個控制裝置與另一個控制裝置之間的連線管路。如果制動系統中只有一個氣壓控制裝置，即只有一個制動閥，就沒有操縱管路。EQl090E汽車雙迴路氣壓制動系統如圖所示。
EQl090E汽車雙迴路氣壓制動系統（2）氣壓制動系統的供能裝置氣壓制動系統的供能裝置包括：產生氣壓能的空壓機和積儲氣壓能的儲氣筒；將氣壓限制在安全範圍內的調壓閥及安全閥；改善傳能介質（空氣）狀態的進氣濾清器、排氣濾清器、管道濾清器、油水分離器、空氣乾燥器、防凍器等；在一個迴路失效時用以保護其餘迴路，使其中氣壓能不受損失的多迴路壓力保護閥等。
1）空壓機和調壓閥。空壓機由發動機通過帶傳動直接驅動，有單缸式和雙缸式，東風EQl090E型汽車的空壓機是單缸風冷式。當儲氣筒的壓力達到一定值時，利用調壓閥可以使空壓機處於空轉狀態，而當儲氣筒的壓力下降到一定值時，調壓閥又能控制空壓機向儲氣筒充氣。
空壓機卸荷裝置和調壓閥控制空壓機工作狀態的工作原理是，當儲氣筒的壓力達到一定值時，作用在調壓閥膜片組件下方的氣壓大於其上彈簧的壓力，膜片組件向上移動並帶動芯管一同上移，芯管下的閥門關閉，儲氣筒氣壓作用在卸荷柱塞上方，使其下移，頂開進氣閥門，空壓機往復運動的過程中，迸氣閥門始終開啟，空壓機處於空轉狀態。當儲氣筒的氣壓下降到一定值時，膜片組件在彈簧作用下下移，芯管頂開閥門，卸荷柱塞上方的氣壓降低，柱塞上移，進氣閥門正常開關，空壓機向儲氣筒充氣。
2）濾氣調壓閥。在儲氣筒壓力超過規定值時，空壓機出氣口經調壓閥直通大氣，將壓縮空氣放出而中止對儲氣筒充氣，調壓閥又與油水分離器組合成一個部件，即濾氣調壓閥。
3）防凍器。油水分離器或濾氣調壓閥輸出的壓縮空氣仍可能含有少量殘留水分。為了防止在寒冷季節中，積聚在管路和其他氣壓元件內的殘留水分凍結，最好裝設防凍器，以便在必要時向氣路中加入防凍劑，以降低水的冰點。其基本工作原理是，當冬季溫度低於5℃，防凍器中的乙醇蒸氣會隨壓縮空氣流進入迴路，迴路中的冷凝水溶人乙醇後，冰點降低。
多迴路壓力保護閥。多迴路壓力保護閥的基本功用是：來自空壓機的壓縮空氣可經多迴路壓力保護閥分別向各迴路的儲氣筒充氣。當某一迴路損壞漏氣時，壓力保護閥能保證其餘完好迴路繼續充氣。
（3）控制裝置
1）制動閥。制動閥是氣壓行車制動系統中的主要控制裝置，用以起隨動作用並保證有足夠強的踏板感，即在輸入壓力一定的情況下，使其輸出壓力與輸入的控制信號——踏板行程和踏板力成一定的遞增函式關係。其輸出壓力的變化在一定範圍內應該是漸進的。制動閥輸出壓力可以作為促動管路壓力直接輸入到作為傳動裝置的制動氣室，但必要時也可作為控制信號輸人另一控制裝置（如繼動閥）。
2）手控制動閥。手控制動閥可以控制汽車的駐車制動和掛車的駐車制動。因為對駐車制動沒有漸進控制的要求，所以控制駐車制動的手控制動閥實際上只是一個氣開關。
當操縱桿處於I所示位置時，進氣閥關閉，排氣閥開啟，制動氣室通過芯管與大氣相通。當操縱桿處於Ⅱ所示位置時，進氣閥開啟，排氣閥關閉，制動氣室通高壓空氣。
3）快放閥與繼動閥。快放閥的作用是保證解除制動時制動氣室快速放氣。快放閥布置在制動閥與制動氣室之間的管路上，靠近制動氣室，由於離制動氣室近，制動氣室排氣所經過的迴路短，放氣速度較快。
繼動閥的作用是使壓縮空氣不流經制動閥，而是通過繼動閥直接充人制動氣室，以縮短供氣路線，減少制動滯後時間。
3．氣頂液制動系統
氣頂液制動系統的供能裝置和控制裝置都是氣壓式，傳動裝置是氣壓一液壓組合式。為了兼取氣壓系統和液壓系統二者之長，有些重型汽車採用了氣頂液式動力制動系統。在圖示的雙迴路制動系中，供能裝置和控制裝置都是氣壓式的，傳動裝置則是氣壓．液壓組合式的。氣體能通過互相串聯的制動氣室和液壓主缸轉換為液壓能，液壓能傳到各個輪缸，產生制動作用。這樣，氣壓系統可以布置得儘量緊湊些，以縮短管路長度和滯後時間。用液壓輪缸作為制動器執行裝置，大大減少了非簧載質量。
氣頂液制動系統的優點有：
①氣壓系統布置緊湊，縮短了管路長度和滯後時間。
②用液壓輪缸作為制動器促動裝置減少了非簧載質量。
③用使用氣頂液制動系統的汽車牽引掛車時，掛車可用氣壓制動，也可用液壓制動。
④各個車橋的制動器可以分別採用液壓操作和氣壓操作。
動力制動操縱
機車動力制動分為電阻制動、再生制動和液力制動。電力機車（包括電力動車組）和電傳動內燃機車利用牽引電機的可逆性原理，將牽引電機改接成發電機，機車動軸在列車慣性力的作用下，通過齒輪帶動牽引電機轉子發電，把列車的動能轉化為電能而產生制動作用。將列車動能發出的電能消耗在制動電阻上轉化為熱能散發到大氣中去，稱為電阻制動；電力機車把列車動能發出的電能反饋到接觸網上，稱為再生制動。液力制動是液力傳動內燃機車上使用的一種動力制動方式，目前使用很少。
動力制動具有“軟”特性，韌性強、穩定性好，不受作用時間限制，因而易於控制，操縱難度小，還能大大提高列車運行的平均速度，縮短運行時分，提高線路通過能力。使用動力制動時．列車的空氣制動機處於預備狀態，減少了空氣制動次數．避免了重載列車在長大下坡道周期制動時充風不足或不得已停車充風，以及低速度緩解引起的列車衝動等不安全因素；減少了閘瓦磨耗及由磨閘瓦托和磨閘瓦引發火花的列車火災事故。因此，使用動力制動不但能提高列車運行質量和運輸效率，對行車安全也極為有利。
機車動力制動裝置使得列車操縱變得安全、方便、靈活。但據觀察分析，有些司機卻因操縱不當，使列車產生了劇烈衝動，甚至引發了列車分離、懸浮脫軌、燒損電器設備等意外事故。因此．有必要對機車司機動力制動操縱中存在的問題及原因進行分析論述，進而提出改進方法。
動力制動的套用
對於系統慣量大並帶有位勢負載的生產機械，為了實現快速減速停車，需採取制動措施。對於需要經常進行減速停車的生產機械，如礦井提升機，應採取電氣制動，因其制動力的調節平穩、易於控制，而且沒有機械磨損部分，有利於運行維護。
一、用於減速停車
1．動力制動電源
採用動力制動時給電動機定子繞組勵磁的直流電源，其電壓大小應是可調的。可調電壓的直流電源可以是直流發電機組，也可以是可控整流器，目前多採用後者。
電源的容量應根據制動轉矩的要求確定。在通常情況下．直流電源的容量不超過拖動電動機容量的5%（多數情況只有3%左右）。
2．控制方法
在實際工作中，由於拖動系統的負載是變動的，所以當要求減速距離或減速度為恆定值時，制動轉矩應能根據負載大小的不同而自動調節。根據前面的分析可知，改變定子繞組的勵磁電流即可改變電動機的制動轉矩。
二、用於下放重物
採用動力制動下放重物的過程，如下圖所示。電動機先通入直流勵磁，再鬆開機械閘，讓電機在重物帶動下加速。當下放的負載較重時，為了限制下放的加速度，可在開始時轉子迴路串入較小的電阻，此時的制動曲線如圖中①所示。當加速到電動機的轉速接近n1時，再增加轉子迴路電阻，電動機將過渡到圖中曲線②工作，轉速從n1增至n2。如需要再增加下放速度，可繼續逐段加入轉子電阻。當需要減速時，應逐漸減小轉子迴路電阻，減速過程如下圖所示。設下放重物時工作於制動特性曲線②上的a點，當需要減速時，減少轉子迴路電阻，此時拖動系統過渡到特性曲線①工作，產生的制動轉矩大於下放重物的負載轉矩，系統便開始沿特性①減速直至較低轉速的穩定工作點b。如需要進一步降低轉速，則需要再減少轉子迴路電阻，當減至較低的轉速時，用機械閘實現停車。
分析圖