制動是機車運行的基本工作狀態(tài)之一。當列車需要減速、停車或在長大下坡道運行需要限制列車的速度時，都必須采取制動措施，以控制機車的運行速度?，F(xiàn)代鐵路運輸?shù)陌踩裕诤艽蟪潭壬先Q于其制動性能的好壞。隨著鐵路運輸?shù)陌l(fā)展，客、貨運量越來越大，列車牽引重量與運行速度不斷提高。高速客運及重載貨運列車的發(fā)展對機車的制動性能提出了更高的要求，以保證列車高速運行時的安全性和可靠性。

　　1.電氣制動的基本原理

　　電氣制動是利用電機的可逆性原理。電力機車在牽引工況時，牽引電機做電動機運行。將電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，軸上輸出牽引轉(zhuǎn)矩以驅(qū)動列車運行。電力機車在電氣制動時，列車的慣性力帶動牽引電機，此時牽引電機將做發(fā)電機運行，將列車動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，輸出制動電流的同時，在牽引電機軸上產(chǎn)生反轉(zhuǎn)矩并作用于輪對，形成制動力使列車減速或在下坡道上限速。

　　2.電氣制動的形式

　　根據(jù)電氣制動時電能消耗的方式不同，電氣制動存在電阻制動和再生制動二種形式。如果電氣制動時將產(chǎn)生的電能利用電阻使之轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉，稱之為電阻制動。如果將電氣制動時產(chǎn)生的電能重新反饋到電網(wǎng)去加以利用，稱之為再生制動。

　　3.電氣制動的優(yōu)越性

　　(1)提高了列車行車的安全性。列車除機械制動系統(tǒng)外，由于配備了電氣制動系統(tǒng)，因而提高了列車運行的安全性。機械制動通常是利用閘瓦與車輪的機械磨擦形成制動力來降低機車的運行速度，而機械摩擦系數(shù)隨著溫度升高明顯下降，因此機械制動的性能和效果隨著列車速度、載重和長度的提高而下降，且在高速時列車的機械制動呈現(xiàn)不穩(wěn)定性。電氣制動則相反，速度越高制動效果越明顯，而且與制動時間無關(guān)。

　　(2)減少了閘瓦和車輪磨耗。機械制動時，接觸表面溫度很高，閘瓦和輪緣的磨耗十分嚴重，因為機械制動的磨耗主要決定于制動力的強度，高速時需制動強度大，磨耗就大，低速時相反。所以高速時用電制動，低速度時用機械制動可以大大降低機車車輛的車輪磨耗，大量節(jié)約制動閘瓦。

　　(3)提高了列車下坡運行速度。由于機械制動時需在每次排風制動后，充風緩解至少約1min待風壓恢復后才能進行下一次制動，造成下坡速度波動大，使列車的平均速度下降，而電制動因其性能與制動時間無關(guān)，由此可使列車下坡速度提高8%，因而可提高運輸能力。

　　4.機車采用電氣制動時應滿足的基本要求

　　(1)具有電氣穩(wěn)定性，并保證必要的機械穩(wěn)定性。

　　(2)具有廣泛的調(diào)節(jié)范圍，沖擊力小。

　　(3)機車由牽引狀態(tài)轉(zhuǎn)換為電氣制動狀態(tài)應線路簡單，操縱方便，具有良好的制動性能，負載分配力求均勻。

　　5.穩(wěn)定性概念

　　(1)機械穩(wěn)定性：指機車牽引列車在正常運行中，不會由于偶然原因引起的速度微量變化而使列車的穩(wěn)定運行遭到破壞的能力。電氣制動的機械穩(wěn)定性是指當偶然原因使機車運行速度增高(或降低)時，制動力應隨之增大(降低)，以保持原來的穩(wěn)定運行狀態(tài)。

　　圖3-1　機械穩(wěn)定性分析

　　以圖3-1為例對機械穩(wěn)定性條件進行分析。設(shè)在電氣制動工況下，機車在g點穩(wěn)定運行，若現(xiàn)有一偶然因素使速度V有一增量ΔV，則對曲線1，由于其斜率為負，此時制動力Bg'Bg，迫使速度V降低，因而是穩(wěn)定的，由此得出判定穩(wěn)定性的條件：