動(dòng)車(chē)組牽引傳動(dòng)與控制課件：牽引電機(jī)

牽引電機(jī)牽引傳動(dòng)與控制動(dòng)車(chē)組4.2交流異步牽引電動(dòng)機(jī)的調(diào)速4.4幾種動(dòng)車(chē)組用牽引電機(jī)4.3變頻供電對(duì)牽引電動(dòng)機(jī)的影響及設(shè)計(jì)對(duì)策4.1異步牽引電機(jī)基本結(jié)構(gòu)和原理目錄異步牽引電機(jī)基本結(jié)構(gòu)和原理4.1

單相、三相鼠籠式普通鼠籠、深槽鼠籠、雙鼠籠繞線(xiàn)式開(kāi)啟式、封閉式、防爆式微型電機(jī)、小型電機(jī)、中型電機(jī)、大型電機(jī)臥式、立式定子的相數(shù)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)機(jī)殼的防護(hù)方式電機(jī)的容量安裝結(jié)構(gòu)型式異步電機(jī)

1.

異步電機(jī)的分類(lèi)

4.1.1

異步電機(jī)的分類(lèi)、銘牌額定功率

PN

電動(dòng)機(jī)在制作廠(chǎng)所規(guī)定的額定運(yùn)行方式下運(yùn)行時(shí)，軸上輸出的機(jī)械功率，單位為W或。指電機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)應(yīng)加的線(xiàn)電壓，單位為V或

。定子額定電壓

定子額定電流IN

指電機(jī)在額定電壓下運(yùn)行，輸出額定功率時(shí)流入定子繞組的線(xiàn)電流，單位為A。額定頻率fN

直接由工頻供電的異步電動(dòng)機(jī)為50Hz，對(duì)變頻供電的異步電動(dòng)機(jī)有不同的頻率。

額定轉(zhuǎn)速nN

指在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)。單位為r/min。電動(dòng)機(jī)的機(jī)座上的銘牌，上面標(biāo)明的是電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和額定值，額定值規(guī)定了該電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行狀態(tài)和條件。它是選用、安裝和維修電動(dòng)機(jī)的依據(jù)。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，異步電動(dòng)機(jī)的額定值有：此外，銘牌上還標(biāo)有定子繞組相數(shù)、連接方法、功率因數(shù)、頻率、溫升(或絕緣等級(jí))。有些銘牌上只標(biāo)明電機(jī)的溫升，而不標(biāo)絕緣等級(jí)。定額是電動(dòng)機(jī)在定額運(yùn)行時(shí)的持續(xù)時(shí)間，分連續(xù)、短時(shí)、斷續(xù)三種。

2.

異步電動(dòng)機(jī)的銘牌和額定值

4.1.1

異步電機(jī)的分類(lèi)、銘牌交流牽引異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與普通三相異步籠式電動(dòng)機(jī)基本相同，主要由定子、轉(zhuǎn)子及氣隙三部分組成，如下圖所示。1.

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)4.1.2

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理交流異步牽引電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)1)定子定子包括定子機(jī)座、定子鐵心、定子繞組三部分。?定子機(jī)座：

為定子鐵心提供安裝空間，是電動(dòng)機(jī)的機(jī)械支撐部分，是否設(shè)置專(zhuān)門(mén)的安裝機(jī)根據(jù)需要而定。?定子鐵心：

是電動(dòng)機(jī)主磁路的一部分，為減少勵(lì)磁電流和鐵心損耗，鐵心由0.5mm厚的低損耗冷軋硅鋼片沖片疊成。定子沖片和前后壓板都留有一圈軸向通風(fēng)孔，增加定子的散熱效果。定子沖片采用窄而深的開(kāi)口式槽形，用以嵌放定子繞組。與普通異步電動(dòng)機(jī)采用的半閉口形、半開(kāi)口形和開(kāi)口形槽形不同，全疊片式定子鐵心結(jié)構(gòu)如下圖所示。4.1.2

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理全疊片式定子鐵心結(jié)構(gòu)?定子繞組：

是電動(dòng)機(jī)的電路部分，其主要作用是感應(yīng)電勢(shì)，通過(guò)電流以實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。定子繞組由AX、BY、CZ三相對(duì)稱(chēng)繞組構(gòu)成，采用短距分布式繞組，按照一定的規(guī)律對(duì)

稱(chēng)地嵌放在定子鐵心槽中。定子繞組一般采用成形繞組，線(xiàn)圈一致性好，系統(tǒng)可靠性及工藝制造穩(wěn)定性好。引進(jìn)的電動(dòng)機(jī)定子繞組都為雙層硬繞組，繞組與繞組間采用銀釬焊焊接。定子繞組由熔敷薄膜導(dǎo)線(xiàn)繞制而成，嵌線(xiàn)后定子需要在溫度可控的通風(fēng)爐中進(jìn)行干燥處理，然后定子整體進(jìn)行200級(jí)絕緣漆真空壓力浸漬(VPI)。4.1.2

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理4.1.2

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理2)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子采用銅導(dǎo)條鼠籠式結(jié)構(gòu)，由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)子繞組組成，如下圖所示。?轉(zhuǎn)子鐵心：是主磁路的一部分，一般由0.5mm厚的冷軋硅鋼片和兩個(gè)壓板疊壓而成，然后熱套在轉(zhuǎn)軸上，采用過(guò)盈配合傳遞扭矩。牽引電動(dòng)機(jī)目前采用兩種軸承形式：兩端采用絕

緣軸承、非傳動(dòng)端用兩個(gè)接地電刷

，兩端軸承為普通軸承。?轉(zhuǎn)子：

為籠形結(jié)構(gòu)，籠形轉(zhuǎn)子繞組是一個(gè)自行閉合的繞組，它由插入每個(gè)轉(zhuǎn)子槽中的金屬導(dǎo)條和兩端的環(huán)形端環(huán)構(gòu)成。異步牽引電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)4.1.2

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理3)氣隙交流異步牽引電動(dòng)機(jī)在定子和轉(zhuǎn)子之間必須有氣隙，氣隙很小，一般為0.2~2mm。氣隙也是電動(dòng)機(jī)主磁路的一部分，其大小對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的性能有很大的影響。允許采用的最小氣隙要以加工可能性及運(yùn)行安全所能達(dá)到的最小值為限值。為保證交流異步牽引電動(dòng)機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)能承受變頻器運(yùn)行產(chǎn)生的實(shí)際電壓沖擊，電動(dòng)機(jī)采用不低于H級(jí)絕緣結(jié)構(gòu)，并對(duì)電樞繞組的首末匝進(jìn)行加強(qiáng)，C(或200)級(jí)絕緣具有更高的耐溫等級(jí)，能進(jìn)一步發(fā)揮交流傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，提高了溫升裕度，延長(zhǎng)了電動(dòng)機(jī)的使用壽命。1)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生機(jī)理旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，是一種極性和大小不變，以某一種速度旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。根據(jù)理論分析和實(shí)踐證明，在三相對(duì)稱(chēng)繞組中通入三相對(duì)稱(chēng)電流必將產(chǎn)生一種旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。A-X、

B-Y、C-Z三相繞組在空間彼此互差120電角度，均勻地分布在定子鐵心內(nèi)圓周上，構(gòu)成了三相對(duì)稱(chēng)繞組。當(dāng)三相對(duì)稱(chēng)繞組接入三相對(duì)稱(chēng)電源時(shí)，則在繞組中產(chǎn)生三相對(duì)稱(chēng)電流。

若三相電流的相序?yàn)锳→B→C，則各相電流的表達(dá)式為iA

=Im

cos

Ot

2.

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)的工作原理|iB

=Im

cos(Ot

?120。)卜iC

=Im

cos(Ot

?240。)J|4.1.2

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理選擇0°、120°、240°、360°四個(gè)時(shí)刻，以?xún)蓸O磁場(chǎng)為例考察對(duì)稱(chēng)三相電流產(chǎn)生的磁效應(yīng)。對(duì)電流的正方向做出規(guī)定：當(dāng)電流從每相繞組的末端流入、首端流出時(shí)，此電流的方向記為正，反之則記為負(fù)，用符號(hào)⊙表示電流流出，表示電流流入。當(dāng)時(shí)Ot

=

0

，iA

=

Im

，iB

=iC

=?Im

/2，按照設(shè)定的電流正方向，將各相電流的方向表示在各相線(xiàn)圈的剖面圖上，如后圖(a)所示。作出Ot

=120、240°、360°這三個(gè)特定瞬間的電流方向與磁力線(xiàn)的分布情況，分別如圖后圖(b)、(c)、(d)所示。依次觀(guān)察后圖所示的四個(gè)特定瞬間的磁力線(xiàn)分布情況，可看出對(duì)稱(chēng)三相電流通入對(duì)稱(chēng)的三相繞組后建立的合成磁場(chǎng)并不是靜止不動(dòng)的，而是猶如一對(duì)磁極旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)，其大小不變。4.1.2

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理(a)Ot

=

0。

(b)Ot

=120。(c)Ot

=240。(d)Ot

=360。iB

=iC

=?Im

iA

=iC

=?Im

iA

=iB

=?Im

iB

=

iC

=

?

ImA

mB

mC

mA

m4.1.2

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理兩極旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)形成示意圖i

=Ii

=Ii

=

Ii

=

I從Ot

=0。到Ot

=120。、240°、360°的這幾個(gè)瞬間，三相電流相應(yīng)變化了一個(gè)周期，三相電流建立的合成磁場(chǎng)在空間也相應(yīng)轉(zhuǎn)過(guò)了120°、240°、360°電角度，即電流變化一次，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)一轉(zhuǎn)。因此，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1

(r/min)與電流變化頻率f1

的關(guān)系為n1

=f1旋轉(zhuǎn)方向是從A相轉(zhuǎn)向B相再轉(zhuǎn)向C相，即按A→B→C順序旋轉(zhuǎn)(圖中為逆時(shí)針?lè)较?，此轉(zhuǎn)向與三相繞組中電流變化的相序相同。4.1.2

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理如果A、B、C三相對(duì)稱(chēng)繞組的每一相分別由兩個(gè)線(xiàn)圈串聯(lián)組成，即A-X、A-X，B-Y、B-Y，C-Z、C-Z，每個(gè)線(xiàn)圈的跨距為1/4圓周，用同樣的方法可確定，對(duì)稱(chēng)三相電流所建立的合成磁場(chǎng)仍然是一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。這時(shí)磁場(chǎng)的磁極變?yōu)樗膫€(gè)，即兩對(duì)磁極，每對(duì)磁極占有的幾何空間為1/2圓周。當(dāng)電流變化一次時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)只轉(zhuǎn)過(guò)了1/2圓周，即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為n1

=f1

/2。若將繞組按一定的規(guī)律布置，可得到三對(duì)、四對(duì)或者p對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，用相同的方法去觀(guān)察旋轉(zhuǎn)磁

場(chǎng)的轉(zhuǎn)速與磁極對(duì)數(shù)p之間是一種反比例關(guān)系，即具有p對(duì)磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，電流每變化一次，磁場(chǎng)轉(zhuǎn)過(guò)1/p轉(zhuǎn)。三相交流電源的頻率為f1

，極對(duì)數(shù)為p的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為n

f1

60f1p

p式中n1

——旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，也稱(chēng)同步轉(zhuǎn)速。4.1.2

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理1=

=

(r/min)4.1.2

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理若取A相繞組的軸線(xiàn)位置作為空間坐標(biāo)的原點(diǎn)，以正相序的方向作為x的正方向，同時(shí)取A相電流達(dá)到最大值的時(shí)刻作為時(shí)間起點(diǎn)，則A、B、C三相的基波磁勢(shì)的表達(dá)式為爪)fA1

=

FC1

cos

T

xcosot

||(

爪

)|fB1

=FC1

cos|x

?120。|cos(ot

?120。)卜

))爪T(\式中FC1

——單相基波磁勢(shì)的幅值，F(xiàn)C1

=0.9Nkw1I/p

。fC1

=FC1

cos|x

?240。|cos(ot

?240。)|\T

)J4.1.2

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理對(duì)上式表示的三相基波磁勢(shì)進(jìn)行分解并整理，可計(jì)算出三相合成基波磁勢(shì)f1

(x,t)

為3

(T)(

T)f1

(x,

t)

=

fA1

+

fB1

+

fC1

=

2

FC1

cos

|\ot

?

T

x)|=

F1

cos

|\ot

?

T

x)|式中F1

——三相基波合成磁勢(shì)的幅值，F(xiàn)1

=1.35Nkw1I/p

。由上式可知，三相基波合成磁勢(shì)是沿空間作正弦分布的行波。因?yàn)槎ㄗ觾?nèi)腔為圓形，所以沿圓周的連續(xù)推移就形成了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。三相合成磁場(chǎng)的分布規(guī)律如下圖所示。三相合成磁勢(shì)的分布規(guī)律

4.1.2

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理2)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理三相異步電動(dòng)機(jī)的定子鐵心上嵌有對(duì)稱(chēng)的三相繞組，轉(zhuǎn)子繞組是一閉合(短路)繞組。當(dāng)三相對(duì)稱(chēng)電源接入三相對(duì)稱(chēng)繞組后，將在定子、轉(zhuǎn)子之間的氣隙中建立同步轉(zhuǎn)速為的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。轉(zhuǎn)子繞組被旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)磁力線(xiàn)所切割(磁力線(xiàn)切割導(dǎo)體)，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)條內(nèi)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，形成電流。若旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，根據(jù)右手定則，可以判斷出轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中感應(yīng)電勢(shì)的方向，如下圖所示。根據(jù)電磁定律，轉(zhuǎn)子導(dǎo)條在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中將受到電磁力的作用，產(chǎn)生一個(gè)逆時(shí)針?lè)较虻碾姶呸D(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子在該電磁轉(zhuǎn)矩的作用下，也將會(huì)沿著逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速為n(轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速)。此時(shí)若轉(zhuǎn)子與負(fù)載連接后，轉(zhuǎn)子將克服負(fù)載的阻轉(zhuǎn)矩帶動(dòng)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)電能量的轉(zhuǎn)換。三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理感應(yīng)電動(dòng)機(jī)：

三相異步電動(dòng)機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理，通過(guò)定子中的三相對(duì)稱(chēng)電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，并與轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電流相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，以進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電流因感應(yīng)而產(chǎn)生，所以也叫感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)：

正常情況下，三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是略低或略高于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速(同步轉(zhuǎn)速)，這是因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)條上之所以能產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，關(guān)鍵是導(dǎo)條

與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)之間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這樣才能發(fā)生電磁感應(yīng)，產(chǎn)生電勢(shì)形成電流，從而產(chǎn)生電磁力。如果異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速等于同步轉(zhuǎn)速，則旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子導(dǎo)條之間不再有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也就不可能在導(dǎo)條中感應(yīng)電勢(shì)，也不會(huì)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩來(lái)拖動(dòng)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)只能異步轉(zhuǎn)動(dòng)，異步電動(dòng)機(jī)由此而得名。4.1.2

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理轉(zhuǎn)差率是表征感應(yīng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的一個(gè)重要參數(shù)。一般情況下，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率變化不大，空載時(shí)約為0.5%，額定負(fù)載時(shí)約為5%，異步牽引電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率一般小于2%。在交流傳動(dòng)系統(tǒng)中，有時(shí)將轉(zhuǎn)差率換算為轉(zhuǎn)差頻率使用更方便。轉(zhuǎn)差頻率就是轉(zhuǎn)差對(duì)應(yīng)的頻率，即n1?

n

f1?

f

f2

s

=

=

=

|n1

f1

f1

卜f2

=sf1

J|比值稱(chēng)為轉(zhuǎn)差率，用s

表示，即s

=

100%旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n

的差值稱(chēng)為轉(zhuǎn)差，n用表示。轉(zhuǎn)差n

與同步轉(zhuǎn)速n1

的4.1.2

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理異步牽引電動(dòng)機(jī)的等效電路由歸算后的異步電動(dòng)機(jī)的基本方程式(基本方程式是由電壓、電勢(shì)、電流或磁勢(shì)平衡方程式組成的方程組)得到。等效電路是交流異步電動(dòng)機(jī)分析計(jì)算的基本數(shù)學(xué)模型，真實(shí)地反映了電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中的各種電磁過(guò)程與電磁現(xiàn)象，是電動(dòng)機(jī)的模擬電路，如下圖所示。U1

=

?E1

+

I1

(r1

+

jx1

)

=

?E1

+

I1Z1

+

I，(r，+

jx

，)

2212，I1EE3.

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)的等效電路4.1.2

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理異步牽引電動(dòng)機(jī)等效電路4.1.3

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性交流異步牽引電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是指轉(zhuǎn)差率與電磁轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系，可由等效電路導(dǎo)出，其機(jī)械特性如下圖所示。對(duì)于一臺(tái)已知的電動(dòng)機(jī)，當(dāng)外加電壓和頻率一定時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩是轉(zhuǎn)差率的二次函數(shù)。在某一轉(zhuǎn)差率sm

時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩存在著一個(gè)最大值Tmax

，稱(chēng)為異步電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。m1pU

r2,

(|r1

+

r2,

)|

+

(x1

+

x

)2

2212T

s

L\s

)」異步牽引電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)差率將隨之而變化，使轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的感應(yīng)電勢(shì)、電流和電磁轉(zhuǎn)矩也要發(fā)生相應(yīng)的變化，以適應(yīng)負(fù)載的需要。按照轉(zhuǎn)差率的取值情況，異步電動(dòng)機(jī)可能出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和電磁制動(dòng)三種運(yùn)行狀態(tài)，如下圖所示。1.

機(jī)械特性與運(yùn)行狀態(tài)分析4.1.3

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性異步牽引電動(dòng)機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)4.1.3

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性1)電動(dòng)機(jī)狀態(tài)電動(dòng)機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，即n1

>

n

>

0

，0<s

<

1。假定旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)為逆時(shí)針?lè)较?，根?jù)右手定則，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割氣隙磁場(chǎng)后感應(yīng)電勢(shì)的方向如異步牽引電動(dòng)機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)(a)所示。這時(shí)電機(jī)處于電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，即從電網(wǎng)吸收電功率，通過(guò)電磁感應(yīng)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從轉(zhuǎn)子上輸出。2)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)發(fā)電機(jī)狀態(tài)由原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，使電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速，即n

>

n1

，轉(zhuǎn)差率s

<

0。此時(shí)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的感應(yīng)電勢(shì)以及電流瞬時(shí)值的方向與電動(dòng)機(jī)狀態(tài)時(shí)相反，因此，電磁轉(zhuǎn)矩的方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向都相反，如異步牽引電動(dòng)機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)(b)所示，電

磁轉(zhuǎn)矩是制動(dòng)性的轉(zhuǎn)矩。這時(shí)電機(jī)處于發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。4.1.3

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性3)電磁制動(dòng)狀態(tài)電磁制動(dòng)狀態(tài)由原動(dòng)機(jī)或其他外力使轉(zhuǎn)子逆著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn)，即n

<0，s

>1。此時(shí)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁場(chǎng)的相對(duì)速度方向與電動(dòng)機(jī)狀態(tài)時(shí)相同，故轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的感應(yīng)電勢(shì)和電流瞬時(shí)值的方向與電動(dòng)機(jī)狀態(tài)時(shí)相同，電磁轉(zhuǎn)矩方向也相同，就像電動(dòng)機(jī)一樣在吸收電能，如異步牽引電動(dòng)機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)(c)所示。此時(shí)電機(jī)處于電磁制動(dòng)狀態(tài)——成為一臺(tái)雙

端輸入能量的電機(jī)，即一方面從外界輸入機(jī)械能，同時(shí)又從電網(wǎng)吸收電能，這兩部分能量都被電機(jī)的繞組電阻所消耗，變成了熱量。轉(zhuǎn)差率s

>1s

=10<s

<

1s

<0工作狀態(tài)電磁制動(dòng)(反接制動(dòng))啟動(dòng)點(diǎn)電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)(再生制動(dòng))特征雙端輸入能量，全部能量消

耗在轉(zhuǎn)子回路中。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向

與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相反，n

<0轉(zhuǎn)速等于零，

開(kāi)始啟動(dòng)機(jī)械特性位于第一象

限，磁場(chǎng)轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)向相同，n

<

n1機(jī)械特性位于第二象

限，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)向相同，

n

>

n1總結(jié)：異步牽引電動(dòng)機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)的工作特征匯總于下表中。異步牽引電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)4.1.3

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性4.1.3

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性4)三相異步電動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài)三相異步電動(dòng)機(jī)各種運(yùn)行狀態(tài)下的機(jī)械特性可在四個(gè)象限中表示，即所謂的通過(guò)控制可使電動(dòng)機(jī)四象限運(yùn)行其機(jī)械特性曲線(xiàn)如下圖所示。從圖中可見(jiàn)，在第Ⅰ象限，轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩T均為正，為正向電動(dòng)運(yùn)行；在第Ⅲ象限，轉(zhuǎn)速n與電磁轉(zhuǎn)矩T均為負(fù)，為反向電動(dòng)運(yùn)行；第Ⅱ象限，轉(zhuǎn)速n為正，電磁轉(zhuǎn)矩T為負(fù)，第Ⅳ象限，轉(zhuǎn)速n為負(fù)，電磁轉(zhuǎn)矩T為正，所以第Ⅱ、第Ⅳ象限為制動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。三相異步電動(dòng)機(jī)各種運(yùn)行狀態(tài)示意圖左下式表示的電磁轉(zhuǎn)矩，對(duì)轉(zhuǎn)差率求一階導(dǎo)數(shù)并令其等于零，所求得的轉(zhuǎn)矩即為最大轉(zhuǎn)矩，最大轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率稱(chēng)為臨界轉(zhuǎn)差率，即：m1pU

Tmax

=

土

2

2

|124f1

[土r1

+r1

+(x1

+x2，)]|卜sm

=

土

2.

最大轉(zhuǎn)矩與臨界轉(zhuǎn)差率4.1.3

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性電動(dòng)機(jī)參數(shù)與電源參數(shù)已知時(shí)，最大轉(zhuǎn)矩與定子繞組相電壓的平方成正比，與定子繞組電流頻率的平方成反比，與轉(zhuǎn)子電阻無(wú)關(guān)；而臨界轉(zhuǎn)差率則與轉(zhuǎn)子電阻成正比，與定子繞組相電壓無(wú)關(guān)。的影響，從而得到近似表達(dá)式為

m1pU

Tmax

=

土

4

f1

(x1

+

x2，)

|sm

=

土

12由于

，故可忽略r14.1.3

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性卜4.1.3

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性對(duì)于異步牽引電動(dòng)機(jī)改變定子電壓不會(huì)影響臨界轉(zhuǎn)差率，但對(duì)電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩影響較大，最大轉(zhuǎn)矩與輸入電壓的平方成正比例關(guān)系變化。不同定子電壓對(duì)應(yīng)的人為機(jī)械特性如左下圖所示。不同轉(zhuǎn)子電阻對(duì)應(yīng)的人為機(jī)械特性如右下圖所示，其中，r2

r2

r2

t

。sr最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比稱(chēng)為過(guò)載能力，用KT

表示，即KT

=

Tmax

/TN。普通異步電動(dòng)機(jī)KT

=1.6~2.5，異步牽引電動(dòng)機(jī)KT

=1.1~5。不同轉(zhuǎn)子電阻時(shí)的人為機(jī)械特性降低電壓時(shí)的人為機(jī)械特性機(jī)械特性曲線(xiàn)中轉(zhuǎn)速等于零(轉(zhuǎn)差率等于1)時(shí)對(duì)應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩稱(chēng)為啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，即T

m1pU

r2

st

2幾f1

[(r1

+r2)2

+

(x1

+x2

)2

]當(dāng)電動(dòng)機(jī)參數(shù)及電源參數(shù)給定時(shí)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與定子相電壓的平方成正比，與轉(zhuǎn)子電阻的大小成正比，而與定轉(zhuǎn)子漏電抗(x1

+

x2

)2

成反比。增大轉(zhuǎn)子回路電阻值，可以增大電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，這一點(diǎn)對(duì)繞線(xiàn)式轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)非常有用，但對(duì)籠式轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)作用有限。適當(dāng)增大轉(zhuǎn)子導(dǎo)條電阻值，采用合理的鐵心槽形有利于提高牽引電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)能力。采用高電阻值的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條材料是改善牽引電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)能力最有效的方法之一。對(duì)于異步牽引電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)能力用啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)考量，要求Kst

=Tst

/TN

1。124.1.3

交流異步牽引電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性3.

啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩=交流異步牽引電動(dòng)機(jī)的調(diào)速4.2

當(dāng)電源電壓一定時(shí)，如果降低頻率，則主磁通要增大，基頻(額定頻率)以下主磁通增加勢(shì)必使主磁路過(guò)飽和，勵(lì)磁電流增加，鐵心損耗也相應(yīng)增加，這是不允許的。為此調(diào)頻時(shí)一定要調(diào)節(jié)電勢(shì)，保持感應(yīng)電勢(shì)與頻率的比值不變，即可保持主磁通不變。隨著頻率的降低，感應(yīng)電勢(shì)也要等比例相應(yīng)下降，但是感應(yīng)電勢(shì)難以檢測(cè)與控制。根據(jù)交流電動(dòng)機(jī)定子繞組感應(yīng)電勢(shì)公式U1

E1

=4.44f1N1kw1m

4.2.1

恒磁通調(diào)速若用電壓代替感應(yīng)電勢(shì)進(jìn)行控制，即保持U1

/f1

=C，對(duì)電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩將產(chǎn)生一定的誤差。當(dāng)頻率較高時(shí)，，根據(jù)最大電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式可知，定子繞組電阻可以忽略不計(jì)，由此所產(chǎn)生的誤差較小，一般能夠滿(mǎn)足工程需要。從電動(dòng)機(jī)負(fù)載能力來(lái)看，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩及負(fù)載能力基本維持不變；當(dāng)頻率很低時(shí)，電壓也下降到很低，這時(shí)電動(dòng)機(jī)漏電抗相應(yīng)減小了很多，在數(shù)值上與定子電阻相比差別不大，此時(shí)定子繞組電阻的影響不容忽略。若繼續(xù)按照恒壓頻比控制，電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩將會(huì)急劇下降，甚至?xí)霈F(xiàn)拖不動(dòng)負(fù)載的情況。4.2.1

恒磁通調(diào)速m1pf1

E1

1

=

2

f1

r2

+

s

x2

s

r2

在調(diào)速時(shí)，轉(zhuǎn)差率很小，故有，即

m1pf1

E1

s

m1p

E1

f2Tem

2

f1

r2

=

2

f1

r2

由此可見(jiàn)，當(dāng)磁通不變時(shí)，即恒電勢(shì)頻率比控制，電磁轉(zhuǎn)矩與供電頻率無(wú)關(guān)，只與

轉(zhuǎn)差頻率成正比關(guān)系。若采取措施保持轉(zhuǎn)差頻率不變，則電磁轉(zhuǎn)矩將維持恒定，這種調(diào)速方法也叫恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。2222222222222222根據(jù)等效電路，電磁轉(zhuǎn)矩可表示為T(mén)

=

=1emPm1I2

=

m1p

r2

E

2

f1

/

p

2

f1

s

r2

2

222124.2.1

恒磁通調(diào)速

s

+

x2em

若令式(1)除以式(3)并進(jìn)行整理，可以得到恒磁通運(yùn)行時(shí)的實(shí)用轉(zhuǎn)矩表達(dá)式為

em

=

Tmax

f2

+

fmfm

f2令=

0

，可得到臨界轉(zhuǎn)差頻率和最大轉(zhuǎn)矩為fm

=

2

(2)

Tmax

=

冗

4冗

(3)2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

21p2

2

L12m冗Lr2

4.2.1

恒磁通調(diào)速對(duì)電磁轉(zhuǎn)矩公式進(jìn)行變換處理，可得到以表示的轉(zhuǎn)矩公式。m1pf1

(

E1

1

m1p

(

E1

r2f2 ems

r2

22222222222222T

=

2冗

|

f1)|

r2

+

s

x22

=

2冗

|

f1)|

r22

+

(2冗f2L2)2T

2(1)對(duì)于給定的電動(dòng)機(jī)而言，在銘牌和技術(shù)資料中將給出：額定功率PN

(kW)、額定轉(zhuǎn)nN速(r/min)及過(guò)載能力。在額定狀態(tài)下，輸出轉(zhuǎn)矩TN

與電磁轉(zhuǎn)矩Tem相差較小，即可忽略空載阻轉(zhuǎn)矩T0

的影響，近似以輸出轉(zhuǎn)矩代替電磁轉(zhuǎn)矩，故實(shí)用表達(dá)式為T(mén)21

N

=

=

Tmax

f2N

+

fm

KTfm

f2N式中TN

——額定輸出轉(zhuǎn)矩，TN

=9550PN

/

nN

；f2N

——額定轉(zhuǎn)差頻率，f2N

=

sN

f1N

；KT

——過(guò)載能力，KT

=

Tmax

/TN

。4.2.1

恒磁通調(diào)速4.2.1

恒磁通調(diào)速由此可計(jì)算出fm

=f2N

(KT

+

)若忽略趨膚效應(yīng)的影響，轉(zhuǎn)子電阻r2

也為定值，臨界轉(zhuǎn)差頻率值fm是相同的，其機(jī)械特性曲線(xiàn)實(shí)際上是一簇平行的直線(xiàn)，如下圖所示。恒E1/f1控制時(shí)的特性曲線(xiàn)式中L2

——轉(zhuǎn)子總電感，L2

=L2

+Lm

。上式表明，由于E1

/f1為常數(shù)，所以定子電流只與轉(zhuǎn)差頻率f2

有關(guān)，而與定子頻率f1無(wú)關(guān)。若調(diào)節(jié)時(shí)保持f2

不變，則在不同的f1

下，I1

的大小及相位都是固定不變的。I1

=

Im

?

I

=

?E1

?

E1

(

?E1

(

1

f2

(

?E1

(

r2,

+

j(2

L2)f2

f1

)(2Lm

)2

f2

?(2Lm

)(2L2

)f2

+j(2Lm

)r2,

)4.2.1

恒磁通調(diào)速當(dāng)牽引電動(dòng)機(jī)恒磁通運(yùn)行時(shí)，定子電流可根據(jù)等效電路圖求出=|||+

|

f1

)j2Lm

r2,

+

j2

L2

f2

)=||||異步電動(dòng)機(jī)等效電路圖jxm

r2,

/s

+jx由等效電路圖可知，電動(dòng)機(jī)輸入端電壓U1

為感應(yīng)電勢(shì)E1

和定子電壓降的向量和，即U1

=?E1

+(r1

+jx1

)I1

=

?E1

+(r1

+j2f1L1

)I1恒磁通運(yùn)行時(shí)，因E1

隨頻率f1

直線(xiàn)變化，由上式可見(jiàn)，U1

僅與和f1

有關(guān)。又從上式可知，I1

只取決于轉(zhuǎn)差頻率f2

，所以最終即為f1

和f2

的函數(shù)。對(duì)于給定的電動(dòng)機(jī)，根據(jù)轉(zhuǎn)矩的要求求出相應(yīng)的轉(zhuǎn)差頻率和相應(yīng)的電流I1

，最后代入上式確定電動(dòng)機(jī)所需要的端電壓。4.2.1

恒磁通調(diào)速4.2.1

恒磁通調(diào)速對(duì)應(yīng)于一定的轉(zhuǎn)差頻率f2

，可以求出電動(dòng)機(jī)端電壓U1與定子頻率f1

的函數(shù)關(guān)系，如左下圖中的實(shí)線(xiàn)所示。圖中虛線(xiàn)表示U1

/f1

=C，實(shí)線(xiàn)與虛線(xiàn)相比較，可以看出為保持在低頻區(qū)電

動(dòng)機(jī)磁通一定時(shí)，需要對(duì)定子壓降進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償量為實(shí)線(xiàn)與虛線(xiàn)間的電壓差值，即增高的電壓值。右下圖表示了恒壓頻比控制時(shí)的機(jī)械特性，在高頻段，隨著輸入頻率的降低，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也在相應(yīng)降低，電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩基本保持不變，而臨界轉(zhuǎn)差頻率在增加。恒磁通控制時(shí)電動(dòng)機(jī)端電壓與

定子頻率的關(guān)系異步電動(dòng)機(jī)恒壓頻比控制時(shí)的機(jī)械特性4.2.2

恒功率調(diào)速通常調(diào)節(jié)頻率大于基準(zhǔn)頻率f1

>

f1N

時(shí)，即當(dāng)電壓提高到一定數(shù)值后維持不變或?qū)⒉辉僬扔趂2

上升，此后電動(dòng)機(jī)磁通開(kāi)始減小，將進(jìn)入恒功率控制方式。根據(jù)等效電路，可導(dǎo)出電磁轉(zhuǎn)矩的物理表達(dá)式為

=m1E2

I2

cosQ2

=m1E1I2

cosQ2

emP其中

E2cosQ2

=

r2

/

s

|Tem

=

=

E2

I2

cosQ2

J

I

=

1

或

Tem

f1

=K

f2

=KU

sm1p式中，K

=

為常數(shù)。12由此可看出，若使電動(dòng)機(jī)按恒功率運(yùn)行，電壓與頻率的調(diào)節(jié)可采用兩種不同的方式，即U1

=

C，s

=

C

的調(diào)節(jié)方式和f2

=C，U/f1

=C

的調(diào)節(jié)方式。12進(jìn)入恒功率控制階段，電壓已較高且達(dá)到了一定的值，U1

E1

，故m1p

2

f2

2

f2 4.2.2

恒功率調(diào)速在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)差率s很小，，x2

的影響可以忽略不計(jì)，cosQ2

1，電磁轉(zhuǎn)Tem

2幾r2

U1

f12

=

KU1

f12Tem

2幾r2

E1

f12矩公式可改寫(xiě)為m1p

2

f2

2幾r2

在此調(diào)速方法下，由于轉(zhuǎn)差率s

=

C

，定子輸入頻率f1

越高，相應(yīng)的轉(zhuǎn)差頻率f2

和臨界轉(zhuǎn)差頻率

fm

越大。當(dāng)輸入頻率較高時(shí)，與電抗相比可以忽略定子電阻r1

的影響，則最大轉(zhuǎn)矩可表示為

m1pU

m1p

U

Tmax

=

4

f1

[

r1

+

]82

f12

.

(L1

+L2

)12124.2.2

恒功率調(diào)速(1)U1

=C

，s

=C

(電壓不變，轉(zhuǎn)差率為定值)的調(diào)速方式。上式說(shuō)明，最大轉(zhuǎn)矩近似與輸入頻率(定子頻率)的平方成反比關(guān)系，即Tmax

1/

f12

。不同輸入頻率時(shí)最大轉(zhuǎn)矩的包絡(luò)線(xiàn)如下圖所示。定子電壓恒定時(shí)牽引電動(dòng)機(jī)恒功率控制特性(a)4.2.2

恒功率調(diào)速4.2.2

恒功率調(diào)速U

2Tem

f1

=K

f2

=KU1

s根據(jù)上式，恒功率運(yùn)行時(shí)實(shí)際要求的電磁轉(zhuǎn)矩Tem

只是反比于f1

的變化，故Tmax

和

Tem

的比值，即電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力是隨成反比例變化的。在最高頻率點(diǎn)，過(guò)載能力最小，要求KT

1.1。隨著頻率降低而過(guò)載能力在增大，當(dāng)頻率下降至基頻附近時(shí)，過(guò)載能力達(dá)到最大，一般能達(dá)到KT

=

2

~

5

。恒功率控制時(shí)轉(zhuǎn)差率較小，電壓較高，故，U1

必E1

，可將轉(zhuǎn)子電流近似表示為I

必

sU1

=

C2

r2

12在相位上Im

滯后于轉(zhuǎn)子電流I2

接近90°，且的影響，電動(dòng)機(jī)的電流I1

可近似為常數(shù)。。電動(dòng)機(jī)電流將由I1

=Im

+I2

決定，若忽略ImI

=

U1

=

C

m

jxm而勵(lì)磁電流則為f1通過(guò)上述分析可知，牽引電動(dòng)機(jī)按照U1

=C

，s

=C

的調(diào)速方法恒功率運(yùn)行時(shí)，其電壓、電流均保持恒定，即按照恒電壓、恒電流供電即可。對(duì)于逆變器而言，按照恒電壓、恒電流方式工作，其變化規(guī)律如下圖所示。定子電壓恒定時(shí)牽引電動(dòng)機(jī)恒功率控制特性(b)4.2.2

恒功率調(diào)速4.2.2

恒功率調(diào)速(2)f2

=C

，U/f1

=C

時(shí)的調(diào)速方式。若U/f1

=C，則最大轉(zhuǎn)矩Tmax

與f1

成反比，呈雙曲線(xiàn)變化，即Tmax

1/

f1

。不同頻率下最大轉(zhuǎn)矩的包絡(luò)線(xiàn)如下圖所示。恒功率運(yùn)行時(shí)實(shí)際要求的電磁轉(zhuǎn)矩Tem

只是反比于f1

的變化，故此調(diào)節(jié)方式下?tīng)恳妱?dòng)機(jī)的過(guò)載能力保持不變，即KT

=Tmax

/m

=C

。若牽引電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)工作點(diǎn)選在恒功率范圍內(nèi)的最低轉(zhuǎn)速nmin

處時(shí)，則有最小允許的過(guò)載能力。eT1212轉(zhuǎn)差頻率恒定時(shí)牽引電動(dòng)機(jī)恒功率控制特性(a)因?yàn)閁/f1

=C

，電動(dòng)機(jī)端電壓的調(diào)節(jié)規(guī)律為U1

=K

(K

為比例系數(shù))。若已知恒轉(zhuǎn)矩與恒功率運(yùn)行轉(zhuǎn)換點(diǎn)的電壓為U1A

，頻率為f1A

，則有K

=

U1A

/

。U1A

和f1A

已知，可計(jì)算出不

同輸入頻率f1

時(shí)的電壓值U1，其關(guān)系曲線(xiàn)如下圖所示。12轉(zhuǎn)差頻率恒定時(shí)牽引電動(dòng)機(jī)恒功率控制特性(b)4.2.2

恒功率調(diào)速4.2.2

恒功率調(diào)速電動(dòng)機(jī)中各電流與頻率之間的關(guān)系可通過(guò)式(1)和式(2)導(dǎo)出右式由此可見(jiàn)，定子電流I1

僅與

成反比例關(guān)系變化，其變化曲線(xiàn)如下圖所示。I

必

sU1

=

C

2

r2

I

=

U1

=

C

m

jxmI2

=s

=.=r2

r2

f1U

KI

=

1

=m

2幾f1Lm

2幾LmI1

=Im

+

I2轉(zhuǎn)差頻率恒定時(shí)牽引電動(dòng)機(jī)恒功率控制特性(b)1

|f1

|卜|||Kf2

r2

.1.

f1U1

U1

f2(1)(2)J4.2.2

恒功率調(diào)速(3)恒功率調(diào)節(jié)方式比較。1

，恒電壓調(diào)節(jié)方案中，牽引電動(dòng)機(jī)有較大的設(shè)計(jì)尺寸，但就電動(dòng)機(jī)電源逆變器而言，它在恒電壓和恒電流下工作，整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中開(kāi)關(guān)元件的容量得到最充分的利用，因而逆變器本身有較小的設(shè)計(jì)尺寸。通常稱(chēng)為最大電動(dòng)機(jī)和最小逆變器方案。f2

=C

，恒轉(zhuǎn)差頻率的調(diào)節(jié)方案中，牽引電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)尺寸較小，但逆變器需滿(mǎn)足最高電壓和最大電流輸出的要求，盡管這兩個(gè)參數(shù)值在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，但逆變器的設(shè)計(jì)容量應(yīng)為最高電壓與最大電流的乘積，由此確定的元器件規(guī)格偏大，設(shè)計(jì)尺寸較大，能力富余未能充分利用。通常稱(chēng)為最小電動(dòng)機(jī)和最大逆變器方案。U

=

C調(diào)速方式調(diào)速比效果效率適應(yīng)負(fù)載變極調(diào)速鼠籠式變換極對(duì)數(shù)2∶1~4∶

1不平滑高恒轉(zhuǎn)矩恒功率變轉(zhuǎn)差率

調(diào)速調(diào)定子電壓1.5∶1~10∶1不平滑低恒轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差離合器3∶1~10∶1平滑低恒轉(zhuǎn)矩繞線(xiàn)式調(diào)轉(zhuǎn)子電阻2∶1不平滑低恒轉(zhuǎn)矩機(jī)械式串級(jí)2∶1平滑較高恒轉(zhuǎn)矩電氣串級(jí)調(diào)速2∶1~4∶

1平滑較高恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速鼠籠式調(diào)定子頻率2∶1~10∶1平滑高恒轉(zhuǎn)矩恒功率繞線(xiàn)式調(diào)轉(zhuǎn)子頻率4∶1~20∶1平滑高恒轉(zhuǎn)矩恒功率4.2.2

恒功率調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)各種調(diào)速方法性能比較變頻供電對(duì)牽引電動(dòng)機(jī)的影響及設(shè)計(jì)對(duì)策4.3

1)對(duì)絕緣結(jié)構(gòu)的影響交流牽引電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于逆變器供電環(huán)境下，介電強(qiáng)度遠(yuǎn)高于正弦電壓供電系統(tǒng)，絕緣系統(tǒng)不僅承受著運(yùn)行電壓，而且還要承受逆變器換向時(shí)產(chǎn)生的尖峰電壓，其實(shí)際

承受電壓應(yīng)為運(yùn)行電壓和逆變器換向尖峰電壓的疊加值。換向尖峰值電壓數(shù)值較高時(shí)，將導(dǎo)致線(xiàn)圈絕緣層發(fā)生局部放電，所產(chǎn)生的能量及生成物將逐漸腐蝕絕緣層。PWM電壓波形中含有諧波分量，產(chǎn)生的附加損耗轉(zhuǎn)化為熱能后又加速了電動(dòng)機(jī)絕緣結(jié)構(gòu)的

熱老化，甚至產(chǎn)生電暈。牽引電動(dòng)機(jī)必須要提高介電強(qiáng)度，采用耐電暈絕緣系統(tǒng)，選擇耐電暈性能優(yōu)良的絕緣材料。

1.

PWM逆變器供電對(duì)牽引電動(dòng)機(jī)性能的影響

4.3.1

變頻供電對(duì)牽引電動(dòng)機(jī)的影響4.3.1

變頻供電對(duì)牽引電動(dòng)機(jī)的影響2)對(duì)效率及功率因數(shù)的影響趨膚效應(yīng)使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電阻增加、漏電抗減小，相應(yīng)增大了諧波電流的幅值，致使?fàn)恳妱?dòng)機(jī)定子繞組電流增大，增加了電動(dòng)機(jī)的損耗及溫升，降低了電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)。3)對(duì)軸承的影響電壓型逆變器供電時(shí)，由于非正弦波電源供電和制造中電動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)誤差引起磁場(chǎng)的不對(duì)稱(chēng)，致使?fàn)恳妱?dòng)機(jī)會(huì)同時(shí)產(chǎn)生軸電壓和軸承電壓，將有電流通過(guò)軸承產(chǎn)生軸承電流，對(duì)軸承滾道產(chǎn)生電腐蝕，損傷軸承。4)調(diào)速對(duì)牽引電動(dòng)機(jī)冷卻能力的影響對(duì)采用自通風(fēng)的異步牽引電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速低時(shí)通風(fēng)量減小，冷卻能力降低，需考慮電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低對(duì)冷卻能力降低的影響。v次諧波電壓在牽引電動(dòng)機(jī)繞組中產(chǎn)生的v次諧波電流有效值為I

=

Uv

=

U

v

v(x1

+x2

)v

(x21

+x2

)12IQ

=

I

+

I式中IQ

——電動(dòng)機(jī)繞組中總的相電流有效值。v212式中x1

——定子基波漏電抗；x2

——折算到定子的轉(zhuǎn)子基波漏電抗。

2.

逆變器電源高次諧波的影響

牽引電動(dòng)機(jī)繞組中總的相電流有效值為4.3.1

變頻供電對(duì)牽引電動(dòng)機(jī)的影響 v=5,74.3.1

變頻供電對(duì)牽引電動(dòng)機(jī)的影響1)附加損耗由諧波引起的附加損耗可分為附加銅耗和附加鐵耗。?附加銅耗：因電流回路為線(xiàn)性關(guān)系，可以利用疊加原理計(jì)算。各次諧波都有對(duì)應(yīng)的等效電路，處理方法與基波時(shí)的情況相似，可分別進(jìn)行計(jì)算；?附加鐵耗：因?yàn)榇怕返姆蔷€(xiàn)性關(guān)系，

不適合用疊加原理計(jì)算。某臺(tái)異步牽引電動(dòng)機(jī)的電阻、漏電抗隨頻率變化的關(guān)系曲線(xiàn)如下圖所示。某臺(tái)異步牽引電動(dòng)機(jī)的電阻、漏電抗隨輸入頻率的變化關(guān)系4.3.1

變頻供電對(duì)牽引電動(dòng)機(jī)的影響2)附加脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩相同次數(shù)的氣隙磁通諧波與轉(zhuǎn)子電流諧波相互作用，將產(chǎn)生附加脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩。根據(jù)該次諧波的相序或旋轉(zhuǎn)方向，所產(chǎn)生的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩可能起拖動(dòng)作用，也可能起制動(dòng)作用。v次諧波產(chǎn)生的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩為T(mén)emv

=

I

式中I2v

、r2——v次諧波的轉(zhuǎn)子電流和電阻的歸算值；sv

——v次諧波的轉(zhuǎn)差率，近似取sv

=1

；p

、m1

——牽引電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)與相數(shù)?！埃睂?duì)應(yīng)于正序分量，產(chǎn)生拖動(dòng)性轉(zhuǎn)矩；“－”對(duì)應(yīng)于負(fù)序分量，產(chǎn)生制動(dòng)性轉(zhuǎn)矩。v次與v

+1次諧波產(chǎn)生的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩相互抵消掉一大部分，只是剩余部分對(duì)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生影響，故影響較小。v

4.3.1

變頻供電對(duì)牽引電動(dòng)機(jī)的影響3)寄生振蕩轉(zhuǎn)矩兩個(gè)不同次的磁場(chǎng)，或者不同次的電壓或磁通諧波與轉(zhuǎn)子電流諧波相互作用，則產(chǎn)生寄生振蕩轉(zhuǎn)矩。寄生振蕩轉(zhuǎn)矩對(duì)時(shí)間的平均值為零，無(wú)助于增加拖動(dòng)性轉(zhuǎn)矩。對(duì)于n

個(gè)諧波交互作用產(chǎn)生的(n2

?n

)個(gè)寄生振蕩轉(zhuǎn)矩中，影響較大且特別值得注意的是諧波電流與基波電壓產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。如轉(zhuǎn)子電流5次、7次諧波與基波電壓產(chǎn)生的寄生振蕩轉(zhuǎn)矩分別為T(mén)em(5?1)

=

1

I2(5)

E2(1)

cos(6Ot

+

?Q2

)1Tem(7?1)

=

1

I2(7)

E2(1)

cos(6Ot

?Q2

)1式中，Q2

——Ot

=0時(shí)，I2(v)

和E2(1)

之間的相位移。上式表明，由轉(zhuǎn)子電流5次和7次諧波與轉(zhuǎn)子基波電壓產(chǎn)生的寄生振蕩轉(zhuǎn)矩都是時(shí)間函數(shù)，并具有相同的周期。但它們的相位不同，相差，兩者彼此部分抵消。pm

Opm

O在內(nèi)燃、電力機(jī)車(chē)，特別是電動(dòng)車(chē)組中，一臺(tái)逆變器可能同時(shí)給兩臺(tái)或若干臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行的牽引電動(dòng)機(jī)供電。在動(dòng)輪直徑相同的情況下，并聯(lián)工作的各臺(tái)電動(dòng)機(jī)應(yīng)當(dāng)具有相同的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性和轉(zhuǎn)差率。若各電動(dòng)機(jī)的特性或轉(zhuǎn)差率不一致，將引起各電動(dòng)機(jī)電流分配不均勻。特性方面存在的偏差越大，各電動(dòng)機(jī)負(fù)載分配的不均勻狀況將越嚴(yán)重，可能出現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)電流很大，而有的電流很小。這不僅容易使個(gè)別電動(dòng)機(jī)嚴(yán)重過(guò)載、過(guò)熱甚至出現(xiàn)空轉(zhuǎn)，還會(huì)使列車(chē)的平均輸出功率顯著減小，嚴(yán)重時(shí)將影響列車(chē)的正常運(yùn)行。從異步牽引電動(dòng)機(jī)的等效電路來(lái)看，轉(zhuǎn)子電阻影響電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，也是影響電動(dòng)機(jī)特性的關(guān)鍵因素，所以要選擇合適的、性能穩(wěn)定的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條材料，其電阻率隨溫度變化越小越好。此外，還應(yīng)保持各電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子材質(zhì)的均勻性與同一性，同時(shí)提高牽引電動(dòng)機(jī)的制造技術(shù)、工藝水平也是非常必要的。

3.

集中供電時(shí)牽引電動(dòng)機(jī)特性差異的影響

4.3.1

變頻供電對(duì)牽引電動(dòng)機(jī)的影響對(duì)于由同一臺(tái)逆變器集中供電的多臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)，并聯(lián)運(yùn)行時(shí)即使各電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速特性完全相同，若動(dòng)輪直徑不同，仍將出現(xiàn)負(fù)荷分配不均勻的情況，各牽引電動(dòng)機(jī)將以不同的轉(zhuǎn)差率工作，按照動(dòng)輪直徑的大小分配負(fù)載，牽引工況與制動(dòng)工況不同，如下圖所示。下圖可以看出，動(dòng)輪直徑偏差致使?fàn)恳妱?dòng)機(jī)電流、轉(zhuǎn)矩大小不一致，溫升也不一樣。

4.

動(dòng)輪直徑偏差的影響

4.3.1

變頻供電對(duì)牽引電動(dòng)機(jī)的影響動(dòng)輪直徑偏差對(duì)牽引電動(dòng)機(jī)理論分析表明，動(dòng)輪直徑偏差對(duì)熱效應(yīng)的影響不明顯，而在規(guī)定的動(dòng)輪直徑偏差下，額定轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)矩不平衡的關(guān)系可以表示為

T

(1

D式中Tem

——平均電磁轉(zhuǎn)矩偏差；Tem

——平均電磁轉(zhuǎn)矩；sN

——額定轉(zhuǎn)差率；D

——?jiǎng)虞喼睆剑?/p>

D

——輪徑偏差，一臺(tái)轉(zhuǎn)向架內(nèi)允差取2.5~

5.0mm。

|sN

?1)|2D

100%4.3.1

變頻供電對(duì)牽引電動(dòng)機(jī)的影響車(chē)型牽引電動(dòng)機(jī)額定功率

/kW額定轉(zhuǎn)矩

/

(N·m)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩

/

(N·m)恒功率最高

轉(zhuǎn)速/

(r/min)質(zhì)量/kgHXD

11TB2624-0TD021250———2580HXD26FRA4567B/YJ90127581241138927682660HXD3SEA-107/YJ85A125088061185226622600HXN3A2938-5/YJ116A650—1013534902076HXN

55GEB32693760610249—2450CRH1MJA220-8265——5392596CRH2MT205300692—6120440CRH31TB20195621305—5900750CRH56FJA3257A/YJ87A56846115266363816104.3.2

變頻供電異步牽引電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)對(duì)策部分牽引電動(dòng)機(jī)技術(shù)水平指標(biāo)設(shè)計(jì)必須要涉及控制策略與負(fù)載性質(zhì)，需要將電動(dòng)機(jī)與變頻電源的控制作為一個(gè)整體系統(tǒng)來(lái)考慮。是近年來(lái)發(fā)展的新型產(chǎn)品，對(duì)它的運(yùn)行要求到現(xiàn)在還未完全清楚，

還在不斷成熟、完善過(guò)程中。與電動(dòng)機(jī)本身的參數(shù)有關(guān)，也與電源的供電方式及參數(shù)密切相關(guān)，對(duì)異步牽引電動(dòng)機(jī)提供的是一個(gè)按照運(yùn)行性能要求控制的變頻變壓的電源，可通過(guò)對(duì)電源參數(shù)的控制實(shí)現(xiàn)牽引電動(dòng)機(jī)的性能。由變頻變壓的逆變電源供電，

在一定負(fù)載下，需在一定范圍內(nèi)運(yùn)行，轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩變化較大。

1.

變頻異步牽引電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特征

4.3.2

變頻供電異步牽引電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)對(duì)策04030201絕緣等級(jí)AEBFHC(200)長(zhǎng)期工作溫度/°C105120130155180200允許工作溫升/°C1051201301551802001)采用高性能絕緣材料絕緣材料耐熱等級(jí)有兩項(xiàng)重要的性能指標(biāo)，一項(xiàng)是耐電壓指標(biāo)，就是常說(shuō)的絕緣介電能力，另一項(xiàng)是耐熱能力指標(biāo)。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，絕緣材料的耐熱等級(jí)見(jiàn)下表所示。

2.

變頻異步牽引電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

4.3.2

變頻供電異步牽引電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)對(duì)策絕緣等級(jí)與工作溫度的關(guān)系2)采用全疊片式無(wú)機(jī)座結(jié)構(gòu)異步電動(dòng)機(jī)定子采用有機(jī)座式和無(wú)機(jī)座兩種不同的結(jié)構(gòu)形式。列車(chē)牽引電動(dòng)機(jī)為滿(mǎn)足重量及散熱要求，在設(shè)計(jì)中均采用無(wú)專(zhuān)門(mén)機(jī)座的輕量化結(jié)構(gòu)，定子鐵心用鐵心沖片和二端壓圈通過(guò)中間拉板焊接而成，通過(guò)選擇合適的極數(shù)來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的質(zhì)量。3)采用高性能的轉(zhuǎn)子材料牽引電動(dòng)機(jī)為滿(mǎn)足更高的電磁參數(shù)要求，轉(zhuǎn)子采用由專(zhuān)用銅合金導(dǎo)條和專(zhuān)用銅合金端環(huán)

焊接而成的鼠籠。4)提高低速轉(zhuǎn)矩特性和擴(kuò)大高速恒功率范圍從快速啟動(dòng)、低速恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行、高速恒功率運(yùn)行等方面來(lái)看，變頻電動(dòng)機(jī)都要求有較高的轉(zhuǎn)矩特性。4.3.2

變頻供電異步牽引電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)對(duì)策(1)減少變頻器輸出電壓的諧波分量，降低附加損耗。合理設(shè)計(jì)定、轉(zhuǎn)子電阻與電抗等參數(shù)。(2)(3)合理選擇定、轉(zhuǎn)子槽形。(4)(5)(6)改善鐵心加工工藝，減小渦流損耗。(7)采用合適的轉(zhuǎn)差率。采用絕緣軸承，防止軸承電流產(chǎn)生。優(yōu)化電磁設(shè)計(jì)，采用耐電暈絕緣結(jié)構(gòu)。

3.

變頻異步牽引電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)采用的措施

4.3.2

變頻供電異步牽引電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)對(duì)策幾種動(dòng)車(chē)組用牽引電機(jī)4.4

4.4.1

CRH380BL型動(dòng)車(chē)組牽引電機(jī)CRH380BL型動(dòng)車(chē)組配有32臺(tái)牽引電動(dòng)機(jī)，為三相四極異步牽引電機(jī)，其外形如下圖中所示。牽引電動(dòng)機(jī)位于EC01/VC03/IC06/IC08/BC09/IC11/IC14/EC16車(chē)上，動(dòng)力轉(zhuǎn)向架的每個(gè)輪對(duì)都有牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，牽引電動(dòng)機(jī)安裝在轉(zhuǎn)向架上。電動(dòng)機(jī)為強(qiáng)制風(fēng)冷式，使用溫度傳感器進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的溫度監(jiān)測(cè)，以防電機(jī)過(guò)熱情況的出現(xiàn)。牽引電動(dòng)機(jī)外形圖1)牽引電機(jī)的特點(diǎn)該電機(jī)為三相四極異步牽引電機(jī)，牽引工況作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，再生制動(dòng)時(shí)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行，電機(jī)安裝有溫度傳感器和速度傳感器，用于測(cè)量定子的溫度和電機(jī)

的轉(zhuǎn)速，該電機(jī)采用風(fēng)冷的方式進(jìn)行冷卻，額定電壓值較高，約為2750V，以適應(yīng)電機(jī)寬調(diào)速范圍、動(dòng)車(chē)組高速運(yùn)行的需要。

1.

牽引電機(jī)的特點(diǎn)和技術(shù)參數(shù)4.4.1

CRH380BL型動(dòng)車(chē)組牽引電機(jī)4.4.1

CRH380BL型動(dòng)車(chē)組牽引電機(jī)2)電機(jī)接口牽引電機(jī)安裝在轉(zhuǎn)向架上，使用軸向、徑向彈性聯(lián)軸器及齒輪箱，將牽引力從牽引電動(dòng)機(jī)傳遞給輪對(duì)。軸驅(qū)動(dòng)器的齒輪為螺旋齒。齒輪機(jī)構(gòu)由車(chē)軸上的輪軸軸承支持，并使用轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上的彈性支架(扭矩反作用支柱)懸掛。電機(jī)的電力連接是通過(guò)三條電力直通電纜實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)單獨(dú)的防水型引線(xiàn)孔從電機(jī)輸出。為把電機(jī)電纜連接到設(shè)備電纜上，要使用特殊的端子夾住電纜；為保護(hù)單獨(dú)的電纜連接，要使用經(jīng)過(guò)絕緣處理的支架。溫度傳感器以及速度傳感器的連接是通過(guò)快速連接線(xiàn)和密封環(huán)連接器實(shí)現(xiàn)的。牽引電動(dòng)機(jī)在車(chē)體轉(zhuǎn)向架上的安裝位置類(lèi)型四極、三相異步電動(dòng)機(jī)類(lèi)型四極、三相異步電動(dòng)機(jī)額定電壓2750V熱等級(jí)200額定電流145

A轉(zhuǎn)子直徑311.4

mm額定功率(正弦函數(shù))587

kW定子內(nèi)徑315

mm額定轉(zhuǎn)速4100r/min鐵心的長(zhǎng)度295

mm額定頻率138

Hz空隙1.8

mm額定絕緣電壓3600

V整體電機(jī)(無(wú)齒輪箱、帶

電機(jī)側(cè)的半個(gè)法蘭接頭)約750

kg最大電壓2800V4.4.1

CRH380BL型動(dòng)車(chē)組牽引電機(jī)3)電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)牽引電機(jī)主要技術(shù)參數(shù)類(lèi)型四極、三相異步電動(dòng)機(jī)類(lèi)型四極、三相異步電動(dòng)機(jī)最大電流220

A整體轉(zhuǎn)子(不帶軸承的平

衡裝置)200

kg最大轉(zhuǎn)速5900r/min整體定子(帶線(xiàn)圈的鐵心

和框架)445

kg變位系數(shù)(余弦函數(shù))0.87電機(jī)和齒輪箱聯(lián)軸器(螺旋齒聯(lián)軸器)34

kg單獨(dú)通風(fēng)、自然冷卻0.66m3/s接線(xiàn)Y4.4.1

CRH380BL型動(dòng)車(chē)組牽引電機(jī)牽引電機(jī)主要技術(shù)參數(shù)(續(xù)表)1)概述該電機(jī)為三相四極異步牽引電機(jī)，由轉(zhuǎn)子、定子、機(jī)殼及附件構(gòu)成，定子內(nèi)埋有溫度傳感器，用于過(guò)熱保護(hù)和控制過(guò)程中的校準(zhǔn)。同時(shí)也安裝有速度傳感器，用于電機(jī)轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速的檢測(cè)。

2.

牽引電機(jī)的結(jié)構(gòu)

4.4.1

CRH380BL型動(dòng)車(chē)組牽引電機(jī)電機(jī)實(shí)物圖電機(jī)截面圖4.4.1

CRH380BL型動(dòng)車(chē)組牽引電機(jī)2)定子定子框架為焊接結(jié)構(gòu)，由高強(qiáng)度低損耗的硅鋼片疊壓而成，可以抑制定子內(nèi)鐵損。有多根拉板分布在定子沖片的四周，焊接到定子壓圈上。定子繞組線(xiàn)圈由扁銅導(dǎo)體繞成。導(dǎo)體外包絕緣薄膜。線(xiàn)圈嵌入定子槽內(nèi)，定子槽進(jìn)行了良好的絕緣。槽楔采用聚酰亞胺樹(shù)脂浸潤(rùn)玻璃制成。嵌線(xiàn)完成后，通過(guò)高溫銅點(diǎn)焊連接引線(xiàn)。3)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子由硅鋼片疊壓而成，硅鋼片熱套在一個(gè)套筒上，并在兩個(gè)轉(zhuǎn)子壓圈之間進(jìn)行疊壓。轉(zhuǎn)子籠由合金導(dǎo)條和端環(huán)通過(guò)高頻釬焊焊接而成。電機(jī)在最高轉(zhuǎn)速內(nèi)都滿(mǎn)足轉(zhuǎn)子高精度的動(dòng)平衡要求。電機(jī)軸由高強(qiáng)度合金鋼制成，通過(guò)護(hù)環(huán)對(duì)端環(huán)進(jìn)行保護(hù)。轉(zhuǎn)子軸由軸承支撐，可以承受一定轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的應(yīng)力，所有軸承均使用油脂潤(rùn)滑，油脂可以通過(guò)端蓋上的加油油嘴進(jìn)行補(bǔ)充。4.4.1

CRH380BL型動(dòng)車(chē)組牽引電機(jī)4)外端蓋外端蓋對(duì)電機(jī)部件起到保護(hù)、支撐的作用。5)軸承裝配軸承用于承擔(dān)徑向及軸向的作用力，在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)端采用的是圓柱滾動(dòng)軸承、非驅(qū)動(dòng)端采用的是球滾動(dòng)軸承。6)通風(fēng)系統(tǒng)牽引電動(dòng)機(jī)風(fēng)機(jī)位于動(dòng)車(chē)組的地板下區(qū)域(靠近轉(zhuǎn)向架)，牽引電機(jī)內(nèi)部設(shè)有風(fēng)道并與外部風(fēng)道相連，用于牽引電機(jī)內(nèi)部的通風(fēng)冷卻。7)其他該電機(jī)安裝有速度傳感器和溫度傳感器，溫度傳感器埋設(shè)在定子中，速度傳感器安裝在非驅(qū)動(dòng)端。該傳感器由一個(gè)固定在軸上的齒輪和一個(gè)固定在傳動(dòng)端對(duì)面一側(cè)外蓋上的電磁信號(hào)采集器組成；該信號(hào)采集器能夠檢測(cè)到輪齒發(fā)出的電脈沖，其速度正比于轉(zhuǎn)子軸的速度。?運(yùn)用：牽引電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)必須進(jìn)行速度監(jiān)測(cè)，以保證不超過(guò)技術(shù)數(shù)據(jù)中和銘牌上指定的最大值。牽引電動(dòng)機(jī)必須在干燥、不易受振動(dòng)影響的區(qū)域內(nèi)存儲(chǔ)，不能直接暴露在陽(yáng)光或雨水下，而且應(yīng)適當(dāng)防塵、防沙等。在(－35~＋85)°C的溫度環(huán)境和小于50%的相對(duì)濕度下，在無(wú)任何附加措施的情況下，可以將電機(jī)存儲(chǔ)最多6個(gè)月。4.4.1

CRH380BL型動(dòng)車(chē)組牽引電機(jī)

3.

運(yùn)用與維護(hù)部

件檢查與檢修工作運(yùn)行距離牽引電機(jī)清潔牽引電機(jī)的外側(cè)，檢查牽引電機(jī)是否有外觀(guān)損壞檢查螺釘連接；外觀(guān)檢查：牽引電機(jī)上的安裝零件，牽引電機(jī)上的螺栓，損壞的連接導(dǎo)線(xiàn)和連接器，連接螺釘，風(fēng)道

，將粗雜質(zhì)(樹(shù)葉、紙等)從排氣口區(qū)域除去，檢查電機(jī)是否有冷凝水2×104

km牽引電機(jī)軸承給牽引電機(jī)軸承重新涂覆潤(rùn)滑脂：D端軸承，N端軸承40×104

km軸承和舊的潤(rùn)滑脂盒給牽引電機(jī)D端、N端軸承重新涂覆潤(rùn)滑脂清潔舊的潤(rùn)

滑脂盒每120×104

km后拆解并清潔的牽引電機(jī)拆解并清潔的牽引電機(jī)的維護(hù)：替換軸承(D端)，替換軸承(N