交流异步牵引电机50
CRH2型动车组牵引电动机概述
CRH2型动车组牵引电动机概述CRH2型动车组采用MT205型三相鼠笼异步电动机，每辆动车配置4台牵引电动机(并联连接)，一个基本动力单元共8台，全列共汁16台。
电动机额定功率为300kW。
最高转速6120r/min.最高试验速度达7040r/min。
牵引电动机由定子、转子、轴承、通风系统等组成.绝缘等级为200级。
牵引电动机采用转向架架悬方式，机械通风方式冷却，平行齿轮弯曲轴万向接头方式驱动。
外形如图7.62。
所有牵引电动机的外形尺寸、安装尺寸和电气特性相同，各动车的牵引电动机可以实现完全互换。
牵引电动机在车体转向架上的安装位置见图7.63。
同直流电动机相比，三相异步电动机有着显著的优越性能和经济指标，其持续功率大而体积小、质量轻。
具体地说有以下优点：(1)功率大、体积小、质量轻。
由于没有换向器和电刷装置，可以充分利用空间，同时在高速范围内因不受换向器电动机中电抗电势及片间电压等换向条件的限制，可输出较大的功率，再生制动时也能输出较大的电功率，这对于发展高速运输是十分重要的。
(2)结构简单、牢固，维修工作量少。
三相交流牵引电动机没有换向器和电刷装置，无需检查换向器和更换电刷，电动机的故障大大降低。
特别是鼠笼形异步电动机，转子无绝缘，除去轴承的润滑外，几乎不需要经常进行维护。
(3)良好的牵引特性。
由于其机械特性较硬，有自然防空转的性能，使黏着利用率提高。
另外，三相交流异步电动机对瞬时过电压和过电流不敏感(不存在换向器的环火问题)，它在起动时能在更长的时间内发出更大的起动转矩。
合理设计三相交流牵引电动机的调频、调压特性，可以实现大范围的平滑调速，充分满足动车组运行需要。
(4)功率因数高，谐波干扰小。
其电源侧可采用四象限变流器，可以在较广范围内保持动车组电网侧的功率因数接近于1，电流波形接近于正弦波，在再生制动时也是如此，从而减小电网的谐波电流，这对改善电网的供电条件、减小通信信号干扰、改善电网电能质量和延长牵引变电站之间的距离十分有利。
动车组牵引供电工作原理
动车组牵引供电工作原理
动车组采用交流异步电动机做牵引动力。
动车组在工作时，受电弓将网压引入动车组变压器降压后送入整流电路，将交流电转换为直流电，经滤波器平滑Ａ处脉动后，送入逆变器，将直流电逆变为电压和频率可调的三相交流电，经平波电抗器，供给三相异步牵引电动机，实现牵引运行。
在这个系统中，动车组先将电网的交流能量转换为直流能量，然后进一步转换成电压和频率可调的交流能量。
交流传动动车组具有启动牵引力大、恒功率范围宽、粘着系数高、电机维护简单、功率因数高、等效干扰电流小等诸多优点，是目前我国铁路发展的必然趋势。
再生制动电制动时，一方面，通过控制牵引逆变器使牵引电机处于发电状态，牵引逆变器工作于整流状态，牵引电机发出的三相交流电被整定为直流电并对中间直流环节进行充电，使中间直流环节电压上升；另一方面，脉冲整流器工作于逆变状态，中间直流回路直流电源被逆变为单相交流电，该交流电通过真空断路器、受电弓等高压设备反馈给接触网，从而实现能量再生。
交流电动机—机车牵引电机维护与检修(列车电机)
司机控制器
司机在司机台上操作司机控制器的调速手柄时，调速手柄的位置设定了电力机车的目标速度，然后速 度传感器检测电力机车的实际速度，微机控制系统根据这两个速度值的大小，对主变流器做出变压变 频调节。
极数
4极
三相鼠笼式异步牵引电动机
牵引电机的冷却、控制 和保护
额定功率
1250kW
额定电压
2150v
额定电流
390(基波)A
额定转速
1365r/min
额定功率因数 0.91
额定效率
95%
恒功率转速范围 1365～2662r/min
极数
4极
定子绕组接法 Y
绝缘等级
200级
冷却方式
风量为92m³/min,静风压2800Pa
牵引电机
牵引电机
牵引电机是机车的重要部件之一，它安装在转向架上，通过齿轮与轮对相连。机车在牵引运行 状态时，牵引电机将电能转换成机械能，通过轮对驱动机车运行。
牵 引 电 机 进 风 口
牵引电机进风口
传动装置
牵 引 电 机
轮对轴
YJ85A型电机是HXD3型电力机车的牵引电机，是逆变器供电的三相鼠笼式异步牵引电机，该 电机为滚抱结构，单端输出；
牵引通风机 牵引电机
牵 引 电 机 进 风 口
电机定子铁心安装一个温度传感器用于 监控定子的温度，保证电机的安全运行。
电机非传动端预留轴承温度和振动传感 器安装接口，用于安装6A 系统实时监 控电机轴承温度和振动状态。
速度传感器通过两脉冲信号的交 错，牵引电机的旋转方向（向前、 向后）个也同时进行检测。因此 在电力机车行驶中起着非常重要 的作用。
并联支路数
2
定子绕组节距 14
牵引电机的调速
目录摘要关键词 (2)绪论 (3)第一章牵引电机的结构 (4)第二章牵引电机的工作原理.................................................... ..9第三章牵引电机的调速方法 (12)第四章牵引电机的特性调节................................................. . (18)结束语 (24)参考文献 (25)致谢......................................................................... .. (25)摘要：本文主要针对异步电机结构、工作原理及特性的理论进行分析，从而延伸至对异步牵引电机工作原理和其特殊结构的掌握，异步牵引电机特殊结构使其具有特殊的调速方法以及各种特性控制方法，本文详细阐述了异步牵引电机的变频调速。
关键词：地铁车辆牵引电机结构原理调速方法绪论铁路干线电力机车、工矿电力机车、电力传动内燃机车和各种电动车辆上用于牵引的电机。
牵引电机包括牵引电动机、牵引发电机、辅助电机等。
其中牵引电动机是在机车或动车上用于驱动一根或几根动轮轴的电动机。
牵引电动机有多种类型，直流牵引电动机，尤其是直流串励电动机有较好调速性能和工作特性，适应机车牵引特性的需要，获得广泛应用。
然而直流和脉流牵引电动机的“转向”问题，使其应用有缺陷。
三相交流异步电动机结构简单，工作可靠，成本低廉，是比较理想的牵引电动机。
但由于需用调速，它的发展和应用一度受到限制。
因长期以来在调速领域大多采用直流电机，而交流电动机的优点在调速领域中未能得到发挥。
交流电机实现调速一般有以下三种1、变极调速是通过改变电动机定子绕组的接线方式以改变电机极数实现调速，这种调速方法是有级调速，不能平滑调速，而且只适用于鼠笼电动机。
2、改变电机转差率调速其中有通过改变电机转子回路的电阻进行调速，此种调速方式效率不高，且不经济。
CRH型动车组牵引电动机概述
CRH型动车组牵引电动机概述CRH型动车组采用的牵引电动机是三相异步电动机，其结构由定子和转子两部分组成，定子上绕有三组对称的绕组，通过滚动轴承支撑并安装在车底的电头上。
牵引电动机的主要功能是转换电能为机械能，提供牵引力，驱动列车行驶。
在CRH型动车组中，每节车厢通常装配有两个电动机，通过在车轴上的连轴器与车出传动装置相连。
每个电动机由一个交流电源供电，通过牵引变流器将交流电转换为直流电，并通过直流电控制器进行控制。
当列车需要加速时，电动机输出最大功率，提供最大的牵引力。
当列车需要减速或停止时，电动机转为发电制动模式，将储存在电动机中的动能通过逆变器送回给电网，实现能量回收，提高能源利用效率。
牵引电动机采用了先进的无刷电机技术，具有高效率、高性能和可靠性等优点。
与传统的刷式电机相比，无刷电机无刷片和刷环，减少了摩擦和磨损，提高了寿命。
同时，无刷电机的转子是由永磁体和铁芯组成，具有较高的磁感应强度，使得电动机的功率密度更高，能够在较小的空间内提供更大的输出功率。
此外，无刷电机还具有快速响应的特点，可以迅速调整转速和扭矩，满足列车启动、加速、减速等不同工况的需求。
CRH型动车组的牵引电动机还配备了高性能的控制系统，实现对电动机的精确控制和调节。
电动机控制系统采用了现代化的控制算法和高灵敏度的传感器，通过检测列车运行状态、速度、负载等参数，实时调整电动机的转速和转矩，使动车组在不同的路况下保持平稳、高效的运行。
此外，控制系统还具备故障检测和保护功能，一旦发现异常情况，可以通过自动切除电源、发出警报等措施，保证列车和乘客的安全。
总之，CRH型动车组的牵引电动机是一种高性能、高效率、可靠性和安全性俱佳的装置。
它通过转换电能提供牵引力，驱动列车行驶，并在列车减速和停止时实现能量回收。
牵引电动机采用了无刷电机技术和先进的控制系统，使得动车组在不同的工况下保持稳定和高效的运行。
这些先进的技术和装置的应用，为CRH型动车组提供了卓越的性能和舒适的乘坐体验。
电力机车交流牵引电机—异步电动机的基本结构、工作原理
定子 | 定子绕组
（a）Y形接法
（b）△形接法
8
定子 | 机座
固定和支撑定子铁心。
9
转子 | 转子铁心
由外周有槽的硅钢片叠 成。
10
转子 | 转子绕组
构成电路部分，有笼型 和绕线型两种绕组型式。
11
转子 | 转轴
支撑转子铁心和输出、 输入机械转矩。。
12
结构 | 其他
气隙：异步电机的气隙很小，中小型电机一般为 0.2～2 mm。
端盖：安装在机座的两端，一般为铸铁件。端盖 上的轴承室里安装了轴承来支撑转子，以使定子 和转子得到较好的同心度，保证转子在定子内膛 里正常运转。端盖除了起支撑作用外，还起着保
13 护定子、转子绕组的作用。
结构 | 其他
轴承：连接转动部分与不动部分，目前都采用滚 动轴承以减少摩擦。
风扇：冷却电机。
14
三相异步电动机结构
1
引言
2
引言
主断 路器
受电弓
预充电单元
脉冲整流器
牵引逆变器
直流侧回路
牵
引 变
M
压
牵引电机
器
齿轮
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ变速箱 车轮
车轮
电力牵引交流传动系统结构框图
3
结构
4
结构
5
定子 | 定子铁心
由内周有槽的硅钢片叠 成。
6
定子 | 定子绕组
构成电路部分，用来感 应电动势、流过电流、 实现机电能量转换。
浅谈三相交流异步电机的调速方法
浅谈三相交流异步电机的调速方法发布时间：2022-03-29T07:10:17.938Z 来源：《科学与技术》2021年32期作者：肖轲远[导读] 在实际应用中，电机的调速性能将对产品质量、生产效率、节能减排起决定性作用。
肖轲远中车永济电机有限公司山西省西安市710016摘要：19世纪七十年代前后相继诞生了直流电机和交流电机，从此人类社会进入了以电机为动力设备的时代，以电机作为动力机械，为人类社会的发展和进步、为工业生产的现代化起到了巨大的推动作用。
在实际应用中，电机的调速性能将对产品质量、生产效率、节能减排起决定性作用。
关键词交流电机调速0 引言近年来，电力电子技术、大规模集成电路和计算机技术的飞速发展，为交流调速技术的发展创造了有利条件，使交流电机调速和控制提高到了一个新水平。
交流异步电机调速是集电力电子、微电子及电机等学科于一体的高科技领域，其社会效益、经济效益十分巨大。
1 三相交流异步电机结构及工作原理三相异步电机的结构主要包括以下两个部分：静止部分---定子；旋转部分---转子；定子铁心内圆与转子铁心外圆之间有一个很小的间隙称之为气隙。
定子由铁心、绕组与机座三部分组成。
转子由铁心与绕组组成，转子绕组有鼠笼式和线绕式。
鼠笼式转子是在转子铁心槽里插入铜条，再将全部铜条两端焊在两个铜端环上而组成；线绕式转子绕组与定子绕组一样，由线圈组成绕组放入转子铁心槽里。
当定子的对称三相绕组连接到三相电源上时，绕组内将通入对称三相电流，并在空间产生旋转磁场，磁场沿定子内圆周方向旋转，当磁场旋转时，转子绕组的导体切割磁通将产生感应电动势E，由于电动势E的存在，转子绕组中将产生转子电流I。
根据安培电磁力定律，转子电流与旋转磁场相互作用将产生电磁力F（其方向由左手定则定），该力在转子的轴上形成电磁转矩，且转矩的作用方向与旋转磁场的旋转方向相同，转子受此转矩作用，便按旋转磁场的旋转方向旋转起来。
2 三相交流异步电机的调速方法三相异步电机具有结构简单、工作可靠、价格低廉、维修方便、效率高、体积小、重量轻等优点。
交流异步电机和控制方法
损失和环境污染
交流·异步电机的未来发展
综上所述，交流·异步电机 在未来将继续发挥重要作用， 并在多个领域得到更广泛的 应用
随着技术的不断创新和发展， 其性能和应用范围将不断提 升和扩展，为人类社会的可 持续发展做出更大的贡献
6
交流·异步电机 的挑战与解决方
案
交流·异步电机的挑战与解决方案
尽管交流·异步电机在许多领域得到了广泛应用，但仍面临着一些挑战。以下是一些主要 的挑战以及可能的解决方案
生产的自动化和高效化
医疗器械：在医疗器械中，如呼 吸机、血压计等，交流·异步电 机作为驱动机构或传感器，用于 实现设备的精确测量和自动控制
航空航天：在航空航天领域，交 流·异步电机作为辅助电机或驱 动机构，用于实现航空器的导航、 控制和推进
军事：在军事领域中，交流·异 步电机作为武器系统、雷达、通 信设备的驱动机构或执行器，用 于实现军事装备的精确制导和控 制
电磁干扰问题
交流·异步电机在工作过程中 会产生电磁干扰，对周围设备 和系统造成影响。为了减小电 磁干扰，可以采取电磁屏蔽、 滤波和接地等措施
交流·异步电机的挑战与解决方案
针对以上挑战，需要不断进行技术创新 和研发，以推动交流·异步电机的发展 和应用
同时，加强与相关领域的合作与交流， 共同解决面临的挑战也是非常重要的
此外，制定和完善相关标准和规范，促 进电机的标准化和规范化发展也是推动 交流·异步电机应用的重要方向
8
总结
交流·异步电机作为一种常 见且重要的电机类型，在许
多领域都得到了广泛应用
通过对其工作原理和控制方 法的了解，我们可以更好地 利用其优点并解决其存在的
问题
总结
在未来，随着技术的不断进 步和应用需求的不断提高， 交流·异步电机仍将继续发 挥重要作用，并在更多领域 得到更广泛的应用
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最高转速
2768r/min（约对应140.7Hz）
额定效率
95.6%
绝缘等级
200
极数
6
定子绕组接线方式 Y
工 作 制 S1
冷却方式
强迫通风，风量1.26m3/s
重量
2660 kg
电机转向
顺时针（从传动端看）
总质量
2660kgቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
交流异步电机原理及结构
永济电机厂引进的异步 牵引电机介绍
2．电机的结构 YJ90A电机是一种三相6极鼠笼式异步电机，
转子为鼠笼式，由专用铜合金的导条与专用
交流异步电机原理及结构
永济电机厂引进的异步 牵引电机介绍
铜合金的端环焊接形成鼠笼。在端环上先开有槽， 再将导条插入端环，用感应焊机加热，加入银铜 焊料焊接。焊接完成后，端环外圆加工再套上合 金钢的护环。
电机有三个轴承，其中二个为圆柱滚子轴承， 一个为四点接触球轴承。圆柱滚子轴承承受径向 力，球轴承承受轴向力。设置球轴承的原因是因 为机车使用了斜8°的小齿轮。
为开放式，强迫通风。电机以全悬挂方式安装在 转向架上，轴承安装在小齿轮后对电机进行支撑。 在电机非传动端装有一个脂润滑的NJ+NH型滚柱 轴承，传动端装有一个NU型滚柱轴承，使用齿轮 箱的油进行润滑，以承受最大运行速度和温度。 两端轴承均为非绝缘轴承，轴电流通过轴端的接 地电刷接地，从而节省了刷握结构和绝缘轴承， 降低了设计成本。
交流异步电机原理及结构
永济电机厂引进的异步 牵引电机介绍
交流异步电机原理及结构
永济电机厂引进的异步 牵引电机介绍
交流异步电机原理及结构
谢 谢！
交流异步电机原理及结构
本讲结束
交流异步电机原理及结构
永济电机厂引进的异步 牵引电机介绍
极数 绝缘等级（定/转） 接线方式 冷却空气量 重量
4 200级 Y 1.53m3/s (92 m3/min) 2600kg
1.2电机的结构 电机为全叠片结构，通过上吊挂组件、下吊
挂组件、小吊挂组件三个组件与两端定子压圈、 定子冲片焊接成一个定子铁心，定子铁心既无拉
交流异步电机原理及结构
永济电机厂引进的异步 牵引电机介绍
1. 电机的额定参数 额定功率 额定电压 额定电流 功率因数 额定转速 转差率 额定频率 额定转矩
1275kW 1391V 620A 0.896 1499r/min 1.36% 76Hz 8124N·m
交流异步电机原理及结构
永济电机厂引进的异步 牵引电机介绍
交流异步电机原理及结构
永济电机厂引进的异步 牵引电机介绍
电机采用强迫通风，由进风端经由定子通风 孔、气隙、转子通风孔后，由出风端排出。
机座由两个牢固支撑磁路的铸造箱体 和叠片组成，它们通过拉板进行焊接装配。 焊接后进行退火处理。
转子采用铜导条鼠笼式结构，为了改善转 子的散热，转子压板和冲片上开有通风孔。
交流异步电机原理及结构
永济电机厂引进的异步 牵引电机介绍
螺杆也无拉板。 定子冲片上没 有轴向通风孔， 铁心上也不设 径向通风槽， 定子的热量通 过焊接在铁心 外背上的二个 通风槽散发。 转子冲片上有 二排轴向通风孔，也不设径向通风槽。
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永济电机厂引进的异步 牵引电机介绍
定子槽内垫有槽绝缘，根据接线长度需要线 圈有三种形式，因此无需过渡连线。
交流异步电机原理及结构
交流异步电机原理及结构
交流异步电机原理及结构
交流异步电机原理及结构
交流异步电机原理及结构
永济电机厂引进的异步 牵引电机介绍
1.电机的结构及特点
1.1电机的额定参数 额定功率 额定电压 额定电流 额定转速 额定频率 额定效率 功率因素 最高转速
1250kW 2150V 390A 1360r/min 46Hz 94％ 0.92 2662r/min
交流异步电机原理及结构
永济电机厂引进的异步 牵引电机介绍
电机在非传动端装有速度传感器，与其配套 装有一测速齿盘。电机两端装有加油口以便电机 在运行中补充润滑脂。
交流异步电机原理及结构
永济电机厂引进的异步 牵引电机介绍
三、YJ90A异步牵引电机 YJ90A电机是引进法国阿尔斯通公司的图纸
和制造技术，进行国产化的电机，该电机阿尔斯 通公司原型号为6FRA4567B，是专为本次中国出 口而设计。电机装用在大同工厂生产的“和谐2” 货运电力机车上，该机车轴式为2（B0-B0）,也 即重联机车装用8台牵引电动机。 本次引进合 同首单120台机车，电机全部由永济工厂生产。 现机车还未出厂，计划出厂后配属大秦煤运专线。