一、機(jī)車(chē)各電壓級(jí)的工作特性
采用有級(jí)調(diào)壓的電力機(jī)車(chē)在額定工況下工作特性的計(jì)算方法和特性曲線的作圖方法，前已述及?，F(xiàn)在介紹在各調(diào)壓級(jí)時(shí)機(jī)車(chē)的工作特性及曲線的求取方法。
圖2-35 各級(jí)電壓下機(jī)車(chē)速度特性作圖法
1.速度特性
機(jī)車(chē)額定工況下(牽引電動(dòng)機(jī)端電壓接近額定電壓，調(diào)壓級(jí)為第n級(jí)時(shí))的速度特性為：
式中Vn--機(jī)車(chē)第n級(jí)的速度;
UDn--牽引電動(dòng)機(jī)在機(jī)車(chē)第n級(jí)的端電壓，UDn=f(Ia)，由機(jī)車(chē)整流裝置外特性確定。
若機(jī)車(chē)在第k電壓級(jí)運(yùn)行，其負(fù)載電流仍為Ia，故磁通Φ不變，此時(shí)機(jī)車(chē)速度特性為：
所以機(jī)車(chē)在任一調(diào)壓級(jí)的速度特性又可表示為：
(2-56)
由式(2-56)指出的Vk與Vn關(guān)系可知，根據(jù)機(jī)車(chē)起動(dòng)最后一電壓級(jí)(即第n電壓級(jí)--機(jī)車(chē)自然特性級(jí))速度特性曲線Vn=f(Ia)和牽引電動(dòng)機(jī)的外特性UDn=f(Ia)及機(jī)車(chē)在第k電壓級(jí)上的牽引電動(dòng)機(jī)外特性UDK=f(Ia)，通過(guò)計(jì)算或作圖法便可求出機(jī)車(chē)在第k電壓級(jí)的速度特性曲線。作圖方法用箭頭清楚地標(biāo)在圖2-35上。作圖時(shí)應(yīng)注意EE1∥DD1，BD2∥AO。
由此說(shuō)明機(jī)車(chē)在不同的電壓級(jí)下，有一簇形狀相似的速度特性曲線。
2.牽引力特性
由機(jī)車(chē)牽引力公式 。可知，機(jī)車(chē)牽引力與電機(jī)端電壓無(wú)關(guān)。故機(jī)車(chē)牽引力特性在各電壓級(jí)下只有一條，與機(jī)車(chē)起動(dòng)最后一個(gè)電壓級(jí)牽引力特性曲線相同。
3.牽引特性
已知機(jī)車(chē)各級(jí)電壓下的速度特性曲線和機(jī)車(chē)牽引力特性曲線后，可用圖2-36所示作圖法，求出機(jī)車(chē)牽引特性曲線。
圖2-36 各級(jí)電壓下機(jī)車(chē)牽引特性作圖法
二、機(jī)車(chē)牽引特性的工作范圍(限制線)
綜合前述有關(guān)機(jī)車(chē)工作特性曲線的所有內(nèi)容，我們可以用計(jì)算或作圖法求出整流器式電力機(jī)車(chē)各級(jí)電壓下機(jī)車(chē)的全部特性曲線。
為了保證機(jī)車(chē)牽引運(yùn)行的安全，使機(jī)車(chē)充分發(fā)揮其牽引力高速運(yùn)行，無(wú)論采用何種調(diào)速方式的機(jī)車(chē)，機(jī)車(chē)的工作特性必須控制在一定范圍內(nèi)。限制機(jī)車(chē)特性工作范圍的因素有以下諸方面：
圖2-37 SS1型電力機(jī)車(chē)牽引特性
1.機(jī)車(chē)構(gòu)造速度的影響
機(jī)車(chē)安全運(yùn)行速度必須小于機(jī)車(chē)走行部的構(gòu)造速度。
2.機(jī)車(chē)牽引電動(dòng)機(jī)安全換向的限制
機(jī)車(chē)在各種運(yùn)行狀態(tài)下均應(yīng)保證牽引電動(dòng)機(jī)有良好的換向條件。一般講，機(jī)車(chē)在其自然特性情況下運(yùn)行，實(shí)行最深一級(jí)磁場(chǎng)削弱的特性曲線，為限制曲線。
3.粘著條件限制
機(jī)車(chē)動(dòng)輪與鋼軌之間的粘著狀態(tài)決定了機(jī)車(chē)所能發(fā)揮的最大牽引力，因此機(jī)車(chē)的輪周牽引力必須小于機(jī)車(chē)粘著允許的極限牽引力。
4.牽引電動(dòng)機(jī)電樞電流的限制
機(jī)車(chē)牽引力與牽引電動(dòng)機(jī)電樞電流有關(guān)，而電樞電流受電機(jī)電樞繞組發(fā)熱的制約，其最大電流被限制在一定范圍內(nèi)，所以牽引電動(dòng)機(jī)最大電樞電流限制了機(jī)車(chē)牽引力。但是這種限制對(duì)于整流器式電力機(jī)車(chē)來(lái)說(shuō)，往往高于粘著條件所決定的限界。
各種限制線與機(jī)車(chē)工作特性的關(guān)系如圖2-37所示。