电机车原理图内部结构
第八章 矿用机车
• 防爆特殊型的电动机、控制器灯具、电缆插销等为隔爆型，蓄电池为
防爆特殊型。
矿用电机车的优点： ①牵引力大。机车采用直流串激牵引电动机，该电机特性能使机车获
予以更换。
八、连接缓冲装置
• 矿用电机车的前后两端都有联接和缓
冲装置。为了能牵引具有不同联接高 度的矿车，联接装置一般是做成多层 接口的。 • 缓冲装置有刚性和弹性两种，蓄电池
式电机车用弹性缓冲装置，以减轻对
蓄电池的冲击，架线式电机车用刚性 缓冲装置。
§8-4 矿用电机车的电气设备与控制
包括：牵引电动机、控制器、受电弓、自动开关、启动电阻器、
轴箱是车架和轮对
的连接点。它上面有 安装弹簧托架的孔座。
四、弹簧托架
由缓冲元件、均衡梁和连接零件组成。作用是缓和电机车运行中由于 道岔、弯道和轨道接头所引起的冲击和震动。把机车重力均匀的分配到 各个车轮上。
五、传动装置
电机的转矩通过齿轮传动装置传给轮对。分一台电动机通过齿轮同时带
动两个轴和用两台电动机分别带动两个轴。
•弯道 外轨抬高、轨距加宽，弯道半径 不能太小。 （弯道处，离心力使车轮轮缘向外 轨挤压，既增加了行车阻力，又使钢轨与 轮缘的磨损加重，严重时可能造成翻车事 故。）
图13-4 弯道上轮对与轨道的关系图
道岔
• 用于轨道线路的分岔联接，使车辆由一条线路通过道岔顺利驶向 另一条线路，它是轨道借分岔联接而形成线路网络的基本元件。
用以直接支托和导引运行车辆的车轮，承受来自车轮的
电机车的结构及操作原理
第二讲电机车的结构及操作原理一、电机车的机械结构电机车的机械部分包括车架、轮对、轴承和轴承箱、弹簧托架、制动装置、齿轮传动装置、连接缓冲装置、撒砂装置及空气压缩系统。
（一）车架车架是电机车的体构件，结构形式一般为板式和钢架式，由侧板、隔板、端板和底板等组成。
由于电机车上所有的机械和电气设备都安装在车架上，在运行过程中，车架还要承受包括车架在内的所要安装的设备的重量以及牵引力、制动力、冲击力和一些附加力的作用，所以车架的强度要足够大。
通常电机车的车架按不同机型，不同位置用20mm~50mm厚的钢板焊成。
（二）轮对轮对由两个车轮压装在一根轴上所组成。
由于轮对不光要承受电机车的全部重量，电机车要通过轮对作用于轨道产生牵引力和制动力，且在运行中，轮对还直接承受轨道接头、道岔及线路不平所引起的冲击力，过弯道还要受离心力的作用。
因此，轮对的工作条件极为恶劣。
车轴用优质车轴钢锻制后加工而成，车轮由轮心和轮箍热压装配在一起，轮心用铸铁或铸钢材料，轮箍用优质钢轧制而成。
当轮箍磨损后可以更换而不使整个轮对报废。
在一些小型电机车上也有整体车轮的。
（三）轴承和轴承箱电机车车轴的两端都装在轴承箱内，它是车架与轮对的连接点。
图中画出了最常见的止推式滚柱轴承的轴承箱，轮对的轴颈就套在轴承的内座圈内，用毡垫防止煤尘侵人和润滑油的甩出。
轴承箱上面设有安装弹簧托架的孔座，箱壳两侧的滑槽与车架相配合，当电机车在不平整的轨道上行驶时，轮轴在车架上能上下滑动，通过弹簧托架起缓冲作用。
四）弹簧托架弹簧托架是由板弹簧、均衡梁和弹簧支架等组成。
整个弹簧支架支撑在轴承箱上，支架与车架连接。
均衡梁的作用是使机车的重量均匀地分布在四个车轮上。
从而改善电机车的缓冲和勃着性能，使电机车在运行时保持平稳。
（五）齿轮传动装置齿轮传动系统的作用，一是将牵引电动机的转矩传递给轮对，二是进行变速。
电机车的齿轮传动装置有一级、二级、三级三种形式。
六）制动装置制动装置是为电机车运行过程中减速或停车而设的。
车用驱动电机原理与控制基础课件第1章
（3）“交流电动机的发明” 进入十九世纪上半叶， 各种交流电机不断发明和发展，开始了电机大量工业 应用的第一个黄金年代。
（4）“电力电子应用于交流电机调速控制” 功率半导 体技术的发展极大地促进了交流电机调速技术的进步。
2
§ 1.2 车用驱动电机的特点和常用类型
因为车用的特殊应用需求，车用电机有其显著的技术特征，突出体现在如下方面：
5
§ 1.3 车用驱动电机的典型应用
图1-7 第三代THS系统结构示意图
《车用驱动电机原理与控制基础》 第1章 绪论
电机与变速箱的集成
将内燃机和电机输出的旋转机械能在变速箱中通过不 同方式耦合，即电机与变速箱集成是目前混合动力车 辆的重要技术路线，这种将电机与变速箱集成后的变 速箱又称作混合动力专用变速器DHT，其工作原理是 通过集成一个或者多个电动机到变速器中形成带电动 机的自动变速器系统，叠加发动机输入功率后即可实 现混合动力驱动的功能。
6
§ 1.3 车用驱动电机的典型应用
图1-8 “三合一”电驱动总成
《车用驱动电机原理与控制基础》 第1章 绪论
三合一纯电驱动总成
将电机、控制器和减速器集成起来的三合 一电驱动总成系统由于其高集成度，是车 用电驱动系统的重要发展方向，该种集成 形式的电驱动系统的优势在于： 1）集成式设计可以使驱动系统体积减小。 驱动系统各部件被整合为一体，这无疑使 整个系统更紧凑，使得车辆动力系统的布 局可以更加灵活； 2）集成式设计可以使驱动系统重量减小。 随着主要零部件的高度集成，各部件间的 连接线材大幅减少，系统重量也得到了优 化，使车辆能耗更低； 3）集成化设计有效减小了各部件间的距离， 优化了能量传输路径，有利于减低损耗， 使动力总成效率更高。
电机车的结构及操作原理
第二讲电机车的结构及操作原理一、电机车的机械结构电机车的机械部分包括车架、轮对、轴承和轴承箱、弹簧托架、制动装置、齿轮传动装置、连接缓冲装置、撒砂装置及空气压缩系统。
（一）车架车架是电机车的体构件，结构形式一般为板式和钢架式，由侧板、隔板、端板和底板等组成。
由于电机车上所有的机械和电气设备都安装在车架上，在运行过程中，车架还要承受包括车架在内的所要安装的设备的重量以及牵引力、制动力、冲击力和一些附加力的作用，所以车架的强度要足够大。
通常电机车的车架按不同机型，不同位置用20mm~50mm厚的钢板焊成。
（二）轮对轮对由两个车轮压装在一根轴上所组成。
由于轮对不光要承受电机车的全部重量，电机车要通过轮对作用于轨道产生牵引力和制动力，且在运行中，轮对还直接承受轨道接头、道岔及线路不平所引起的冲击力，过弯道还要受离心力的作用。
因此，轮对的工作条件极为恶劣。
车轴用优质车轴钢锻制后加工而成，车轮由轮心和轮箍热压装配在一起，轮心用铸铁或铸钢材料，轮箍用优质钢轧制而成。
当轮箍磨损后可以更换而不使整个轮对报废。
在一些小型电机车上也有整体车轮的。
（三）轴承和轴承箱电机车车轴的两端都装在轴承箱内，它是车架与轮对的连接点。
图中画出了最常见的止推式滚柱轴承的轴承箱，轮对的轴颈就套在轴承的内座圈内，用毡垫防止煤尘侵人和润滑油的甩出。
轴承箱上面设有安装弹簧托架的孔座，箱壳两侧的滑槽与车架相配合，当电机车在不平整的轨道上行驶时，轮轴在车架上能上下滑动，通过弹簧托架起缓冲作用。
四）弹簧托架弹簧托架是由板弹簧、均衡梁和弹簧支架等组成。
整个弹簧支架支撑在轴承箱上，支架与车架连接。
均衡梁的作用是使机车的重量均匀地分布在四个车轮上。
从而改善电机车的缓冲和勃着性能，使电机车在运行时保持平稳。
（五）齿轮传动装置齿轮传动系统的作用，一是将牵引电动机的转矩传递给轮对，二是进行变速。
电机车的齿轮传动装置有一级、二级、三级三种形式。
六）制动装置制动装置是为电机车运行过程中减速或停车而设的。
HXD1电力机车主电路
HXD1电力机车主电路图1 hxdl电力机车主电路原理图每台hxdl电力机车由两节机车构成，每节机车有一套完整的电传动系统。
该系统由一台拥有1个原边绕组、4个牵引绕组和两个2次谐振电抗器的主变压器通过2个pwn四象限变流器（4qc）向两个独立的中间电压直流环节供电。
每台转向架上的2个三相感应电动机作为一组负载，由连接在两个中间直流环节中的一个脉宽调制逆变器供电，主电路原理图如图1所示。
电力机车中牵引传动系统的等效电路如图2所示。
图2牵引传动系统等效电路图图2中，V s是牵引变电所大系统折算到机车变压器副边的电压值，是理想电压源,Z s是牵引变电所大系统到机车接入端口折算到变压器副边的阻抗，与系统短路容量等有关；V in是变压器原边折算到副边的电压值，Z in是变压器(含pwn交流电抗器)折算到变压副边的阻抗；V ac是pwm四象限变流器输入端的电压，i de是牵引电机逆变器直流侧的等效电流值2网侧电路网侧电路原理如图2所示，其主要功能是由网侧获取电能，属于25 kV电路。
每节机车网侧电路由一台受电弓、一台带高压接地装置的主断路器、一台避雷器、一台高压电压传感器、一台高压电流传感器、一台高压隔离开关、主变压器原边、回流侧互感器和接地碳刷等组成。
两节机车间网侧电路通过高压连接器相连。
髙伽吵f吐辭砸隔离开关贞空主变床器主变斥器2.1原边接地保护检测原边电流和回流电流的差值，当大于整定值时，判定为原边接地，主断路器进行分断保护。
2.2主变压器次边和主变流器短路保护如果变压器二次线圈或主变流器发生短路，则在检测到短路的瞬间断开主断。
由于变压器的高短路阻抗，从而限制了短路电流。
2.3硬短路保护电路中间直流电路中装有短路保护装置。
在出现贯穿短路时，主断路器将分断网侧电流;TCU将封锁四象限和PW逆变器的触发脉冲,并触发硬短路保护装置,用来吸收短路回路释放的能量。
2.31接地保护电路接地保护电路由跨接在中间电路的两个串联电阻和一个接地信号检测器组成。
矿用电机车
3T及10T 矿用电机车结构原理一概述机车是轨道车辆运输的一种牵引设备，按使用的动力分，有电机车和内燃机车。
牵引电机(或内燃机)驱动车轮转动，借助车轮与轨面间的摩擦力，使机车在轨道上运行。
这种运行方式，它的牵引力不仅受牵引电机(或内燃机)功率的限制，还受车轮与轨面间的摩擦制约。
机车运输能行驶的坡度有限制，运输轨道坡度一般为3‰，局部坡度不能超过30‰。
图3—1 架线式电机车的供电系统1——牵引交流所；2——馈电线；3——馈电点；4——架空裸导线；5——电机车；6——运输轨道；7——回电点；8——回电线；9——矿车架线式电机车运行时，受电弓与架空线间难免发生火花。
因此架线式电机车只能在低沼气矿井进风(全风压通风)的主要运输巷道内使用，巷道支护必须使用不燃性材料；一矿用电机车的机械结构矿用电机车由机械和电气两大部分组成。
机械部分的基本结构如图3—3所示，下面分别简述如下：一、车架车架是机车的主体，是由厚钢板焊接而成的框架结构。
除了轮对和轴承箱，机车上的机械和电气装置都安装在车架上。
车架用弹簧托架支承在轴承箱上。
运行中因常受到冲击、碰撞，而产生变形，所以应加大钢板厚度或采取相应的增加车架刚度的措施。
图3—2 矿用电机车外形图1—车架；2—轴承箱；3—轮对；4—制动手轮；5―砂箱；6—牵引电动机；7—控制器；8—自动开关；9—起动电阻器；10—受电弓；11—车灯；12—缓冲器及连接器二、轮对轮对由两个车轮压装在一根轴上而成。
车轮有两种，一种是轮箍和轮芯热压装在一起的结构(如图３—4)；另一种是整体车轮。
前者的优点是轮箍磨损到极限时，只更换轮箍不用整个车轮报废。
驱动轮对有传动齿轮，电动机经齿轮减速后带动轮对旋转。
矿用电机车的轮对1——车轴；2——轮心；3——轮箍；4——轴瓦；5——齿轮；6——轴颈三、轴箱轴箱是轴承箱的简称，与轮对两端的轴颈配合安装，轴箱两侧的滑槽与车架上的导轨相配，上面有安放弹簧托架的座孔。
城轨列车牵引系统设备检修—认识交流牵引电动机结构和工作原理
04
问答题
2.简要说明交流牵引电动机的工作原理。
答：B车的受电弓从接触网上取得直流1500V的电流，经过车辆牵引逆变器 转换成三相交流电，输送给交流牵引电动机（三相异步电动机）定子上空 间位置相差120°的三相绕组，使定子三相绕组中有对称的三相电流流过， 从而在气隙中产生旋转磁场。转子绕组在这个旋转磁场中感应出电动势,转 子的感应电动势在自我闭合回路的转子绕组中产生电流。转子电流与旋转 磁场相互作用产生电磁力,形成使转子旋转的电磁转矩，爱转岗业轴通过联轴器和 齿轮箱把转矩传送给车辆转向架的车轴, 带动车轮滚动驱动列车运行。
爱岗业
答：结构名称如下：
1．排气扇 2. 联轴器
3.D端（传动端）轴承
13
4.转子 5.定子 6.端盖
轴承 8.转轴
9.风扇
7.N端（非传动端） 10.连接电缆盒
交流牵引电机的检修说课
教学目标
► 会判断牵引电机的常见故障 ► 对牵引电机常见故障的处理 ► 会牵引电机的日常检修 ► 积极思考，善于发现问题并解决问题 ► 善于合作，乐于助人
答：牵引电动机的拆卸过程如下： 1、分离两个半联轴节。 2、排空齿轮箱中的润滑油。 3、拆下齿轮箱吊杆下部连接螺栓，报废。将齿轮箱安全止挡销靠在齿轮箱安全挡销
上。 4、拆下齿轮箱吊杆上部连接螺栓，垫圈和螺母报废，吊杆待用。 5、将电机吊具套到行车上，在电机外壳顶部旋上4个吊环，用吊具套到吊环上，使行
05
●交流牵引电动机的工作原理
B车的受电弓从接触网上取得直流1500V的电流，经过车辆牵 引逆变器转换成三相交流电，输送给交流牵引电动机（三相异步 电动机）定子上空间位置相差120°的三相绕组，使定子三相绕组 中有对称的三相电流流过，从而在气隙中产生旋转磁场。转子绕 组在这个旋转磁场中感应出电动势,转子的感应电动势在自我闭合 回路的转子绕组中产生电流。转子电流与旋转磁场相互作用产生 电磁力,形成使转子旋转的电磁转矩，转轴通过联轴器和齿轮箱把 转矩传送给车辆转向架的车轴, 带动车轮滚动驱动列车运行。
HXD1电力机车主电路
HXD1电力机车主电路图1 hxd1电力机车主电路原理图每台hxd1电力机车由两节机车构成，每节机车有一套完整的电传动系统。
该系统由一台拥有1个原边绕组、4个牵引绕组和两个2次谐振电抗器的主变压器通过2个pwm四象限变流器（4qc）向两个独立的中间电压直流环节供电。
每台转向架上的2个三相感应电动机作为一组负载，由连接在两个中间直流环节中的一个脉宽调制逆变器供电，主电路原理图如图1所示。
电力机车中牵引传动系统的等效电路如图2所示。
图2 牵引传动系统等效电路图图2中，v s是牵引变电所大系统折算到机车变压器副边的电压值，是理想电压源，z是牵引变电所大系统到机车接入端口折算到变压器副边的阻抗，与系统短路容s量等有关；v in是变压器原边折算到副边的电压值，z in是变压器(含pwm交流电抗器)折算到变压副边的阻抗；v ac是pwm四象限变流器输入端的电压，i dc是牵引电机逆变器直流侧的等效电流值2 网侧电路网侧电路原理如图2 所示, 其主要功能是由网侧获取电能, 属于25 kV 电路。
每节机车网侧电路由一台受电弓、一台带高压接地装置的主断路器、一台避雷器、一台高压电压传感器、一台高压电流传感器、一台高压隔离开关、主变压器原边、回流侧互感器和接地碳刷等组成。
两节机车间网侧电路通过高压连接器相连。
2.1 原边接地保护检测原边电流和回流电流的差值, 当大于整定值时,判定为原边接地, 主断路器进行分断保护。
2.2 主变压器次边和主变流器短路保护如果变压器二次线圈或主变流器发生短路, 则在检测到短路的瞬间断开主断。
由于变压器的高短路阻抗, 从而限制了短路电流。
2.3 硬短路保护电路中间直流电路中装有短路保护装置。
在出现贯穿短路时, 主断路器将分断网侧电流; TCU 将封锁四象限和PWM逆变器的触发脉冲, 并触发硬短路保护装置, 用来吸收短路回路释放的能量。
2.31 接地保护电路接地保护电路由跨接在中间电路的两个串联电阻和一个接地信号检测器组成。