浅谈机车牵引电机的发展
牵引电机技术总结范文

一、引言牵引电机是轨道交通系统中的核心部件,其性能直接影响着列车的运行速度、能耗和舒适度。
随着我国轨道交通事业的快速发展,牵引电机技术也在不断进步。
本文将对牵引电机技术进行总结,分析其发展现状和未来趋势。
二、牵引电机技术发展历程1. 传统异步牵引电机:早期轨道交通系统主要采用异步牵引电机,其结构简单、成本较低,但效率、功率密度和运行速度等方面存在局限性。
2. 异步牵引电机矢量控制技术:通过引入矢量控制技术,提高了异步牵引电机的控制精度和性能,使其在高速、重载等工况下具有较好的适应性。
3. 永磁同步牵引电机:永磁同步牵引电机具有高效率、高功率密度、高可靠性等优点,逐渐成为轨道交通系统的发展方向。
4. 电机转子铁心感应加热技术:该技术可有效提高电机转子铁心的热处理质量,降低能耗,提高电机性能。
三、牵引电机技术现状1. 永磁同步牵引电机:目前,永磁同步牵引电机已成为高速、重载轨道交通系统的主要选择。
我国在永磁同步牵引电机技术方面取得了显著成果,如TQ-800型永磁同步牵引电机,其性能指标达到国际先进水平。
2. 异步牵引电机无速度传感器矢量控制技术:该技术可提高牵引系统的可靠性,减小电机体积、节省安装空间、降低成本。
我国在无速度传感器矢量控制技术方面已取得一定成果。
3. 感应加热技术:该技术在提高电机转子铁心热处理质量、降低能耗、提高电机性能方面具有显著优势。
四、牵引电机技术未来趋势1. 提高电机性能:未来,牵引电机技术将朝着高效率、高功率密度、高可靠性方向发展,以满足高速、重载、长距离等工况需求。
2. 电机轻量化:通过采用新型材料、优化设计等手段,实现牵引电机轻量化,降低能耗,提高运行速度。
3. 智能化控制:结合人工智能、大数据等技术,实现牵引电机的智能化控制,提高系统运行效率和安全性。
4. 绿色环保:在电机设计和制造过程中,注重节能减排,降低对环境的影响。
五、结论牵引电机技术是轨道交通系统发展的关键,我国在牵引电机技术方面取得了显著成果。
电力电子技术与铁路机车牵引动力的发展

电力电子技术与铁路机车牵引动力的发展1. 引言1.1 电力电子技术的作用电力电子技术在铁路机车牵引动力中起着至关重要的作用。
电力电子技术通过数字控制、频率调节和功率变换等手段,实现了对电能的高效利用和精准控制,从而提高了机车的牵引性能和运行效率。
电力电子技术可以实现动力系统的多重电源供电和能量回收,使机车在运行过程中能够更加节能环保。
电力电子技术还可以实现对机车牵引力、速度、加速度等参数进行智能化调节和优化,提高了机车的运行稳定性和安全性。
电力电子技术的应用使得铁路机车牵引动力系统更加先进和智能化,为铁路运输行业的发展提供了重要支撑和保障。
1.2 铁路机车牵引动力的重要性铁路机车牵引动力在铁路运输中具有重要性不言而喻。
作为铁路机车的核心部分,牵引动力直接影响着列车的运行效率和安全性。
铁路机车的牵引力需要足够强大,以确保列车能够顺利行驶,同时还需具备良好的加速性能和灵活性,以应对不同的运行需求。
牵引动力的高效性和可靠性也直接影响着列车的能源消耗和运行成本。
铁路机车牵引动力的重要性不仅体现在运输效率和安全性上,还体现在资源利用和成本控制上。
随着社会发展和科技进步,对铁路机车牵引动力的要求也在不断提高。
传统的内燃动力逐渐被电力动力所取代,电力机车成为主流。
电力机车在牵引动力方面具有更高的效率和更广泛的适用性,能够更好地适应不同的运输任务和运营环境。
铁路机车牵引动力的重要性对于铁路运输系统的发展和进步具有重要意义。
通过不断引入先进的技术和提升牵引动力的性能,铁路运输将能够更加高效、安全地进行,为经济社会发展提供坚实的支撑。
2. 正文2.1 电力电子技术在铁路机车牵引动力中的应用电力电子技术在铁路机车牵引动力领域的应用广泛而深远。
通过电力电子技术,铁路机车可以实现高效、精准的动力输出,提高牵引效率和性能。
最为常见的电力电子技术应用包括变频调速技术、牵引变流技术等。
通过变频调速技术,铁路机车可以实现对牵引电机转速的精确控制,从而提高牵引效率。
浅谈电力机车牵引电动机

命褊席街移舷*照报Hunan Vocational Co11ege of Railway Technology目录绪论 (1)摘要 (2)一、交流电机机车简介 (3)1、发展史 (3)2、结构 (3)3、电气原理 (3)4、鼠笼 (4)二、三相交流异步电动机 (4)1、三相交流异步电动机原理 (4)2、三相交流异步电动机结构 (5)3、三相交流异步电动机特点 (5)三、交流机车交流牵引电动机 (6)1、YJ85A型交流电牵引电机 (6)2、技术参数 (7)3、结构 (7)(1)整机结构 (7)(2)定子 (7)(3)转子 (8)(4)轴承 (8)4、三相交流异步牵引电机的结构特点 (8)5、调速方法 (9)(1)变极数调速 (9)(2)变频调速 (9)(3)串级调速 (10)(4)电阻调速 (10)(5)定子调压调速方法 (10)(6)电机调速 (11)(7)耦合器调速 (11)6、机车牵引运行的调节区域 (12)7、牵引电动机的检修 (12)(1)保养标准及内容 (12)(2)转子 (12)(3)定子 (13)(4)轴承 (13)四、交流牵引电动机交直交调速控制系统 (14)1、交-直-交变频调速基本电路 (14)2、交-直-交变频调速系统 (14)参考文献 (15)致谢 (16)绪论随着铁路机车的发展,目前交流传动电力机车作为铁路牵引的主要机车。
交流传动及车主要以三相异步电动机作为牵引电机。
用鼠笼牵引电动机驱动的交流电力机车,因鼠笼电动机简单、可靠、造价低、重量轻、体积小、易于维护检修、防潮和抗有害气体性能好、牵引特性硬等优点,可以防止机车轮对和钢轨间的打滑(空转),运行部分的牵引特性又可调节成恒功率性能。
最大程度地利用了机车上机电设备的功率。
因此,这种电力机车具有重载、高速、可靠等特点。
摘要:近30年来,由于电子技术特别是大功率晶闸管以及其他大功率可控电子器件变流技术的迅速发展,研制出体积小、重量轻、功率大、效率高的变流装置一一静止逆变器,作为三相交流电机的变频电源,使三相交流牵引电机在铁路电力牵引中的应用取得了突破性进展。
牵引电机的发展及前景展望

牵引电机的发展及前景展望本文主要阐述了牵引电机的由来、特点,以及发展至今演变过程和不断变化的原因,以及将来的发展趋势。
同时讨论了将来发展演变的前景趋势以及可能遇到的主要技术问题!标签:牵引电机;构造;类别;发展;前景1、轨道交通牵引力的发展1.1机械化牵引的轨道交通1804年由英国人经过多年的研究、改进才发明了第一台单汽缸和大飞轮的蒸汽机车,能够牵引5辆车厢,这就是最早有蒸汽机牵引的机车。
世界上第一条地铁则于侣63年1月10日在伦敦建成,由蒸汽机车牵引。
但蒸汽机牵引的列车非常简陋,乘客饱受烟熏之苦,并且有煤气中毒的危险,但由于载客量大,充分显示了作为城市大容量交通工具的发展前景1.2电机牵引的轨道交通自1831英国物理学家、化学家迈克尔.法拉利发现电磁感应现象,并制出世界上第一台发电机,就把人类带到了点得世界。
继后相继出现了各种发电机。
于1877年发电机用于商业生产,至1879年德国西门子-哈尔斯克电报研究所制作出有轨电车,自此电力牵引时代真正到来,此时用得就是电机牵引。
2、牵引电机的演变过程牵引电机的基本结构和普通电动机是相似的,但由于其工作条件的特殊,一次它应具有以下特点:(1)牵引电机悬挂在轨道车辆转向架构架上或车轴上,并借助传动装置驱动车辆前进,因此牵引电机在结构上必须考虑传动和悬挂两方面的问题。
(2)牵引电机的安装尺寸受到很大的限制,径向尺寸受到轮径直径限制,轴向尺寸受到轨距的限制,故要求其结构必须紧凑。
(3)车辆运行时,钢轨对车辆的一切动力影响都会传给牵引电机,是牵引电机承受很大的冲击和振动。
(4)牵引电机的使用环境恶劣,它睦在车体下面容易受潮、受污,还经常受到湿度、温度的影响。
3、牵引电机至今的演变成果3.1牵引电机的种类及使用的地点目前,轨道交通的牵引电机主要有:直流牵引电机、交流牵引电机、直线牵引电机、永磁牵引同步电机等几类:1.直流牵引电机:目前还在北京,上海等地铁列车上使用。
1-1 电力牵引的发展过程和趋势

电气化铁路牵引供电方式
• 自耦变压器供电方式(AT供电方式) • 优点:因此电压损失小,电能损耗低, 供电能力大,供电距离长。对邻近的通 信线路干扰很小,其防干扰效果与BT供 电方式相当。 • 缺点:牵引变电所和牵引网比较复杂。 • 应用:一般用在重载、高速等负荷大的 电气化铁路上。
电气化铁路牵引供电方式
这台“极其奇形怪状的二轴蒸汽机车”是由矿用机 械 零部件拼装而成的,是真正的“中国火箭”号。
●1952年我国研制出具有世界先进水平的前进系列蒸汽机车并且出 口到世界很多国家。以后逐步制造了解放型和建设型(1-4-1式),胜利 型和人民型(2-3-1式),FD型和前进型(1-5-1式)等六种主型蒸汽机车。 ● 同年日本、美国宣布蒸汽机车停产。于是中国成为全球最後一个 制造大型蒸汽机车的国家,大同机车厂一直生产蒸汽机车至1988年。 ● 我国在鼎盛时期达到蒸汽机车8000台左右。
电气化铁路牵引供电方式
• • • • • 直接供电方式(TR供电方式) 吸流变压器供电方式(BT供电方式) 带回流线的直接供电方式 自耦变压器供电方式(AT供电方式) 同轴电缆供电方式(CC供电方式)
电气化铁路牵引供电方式
• 直接供电方式(TR供电方式) • 是在牵引网中不加特殊防护措施的一种供电方 式。电气化铁路最早大都采用这种供电方式, 它一根馈线接在接触网(Touch)上,另一根 馈线接在钢轨(Rail)上:
乔治· 斯蒂芬森制造蒸汽机 车“旅行”号 “№1” (现陈列于达林顿车站)
◇
发展时期(1831~1920年)
● 1830年:美国以及其他一些国家先后开始制造蒸汽机车。这个时期最早
使用二轴引导转向架是美国于1832年制造的 2-1-0式“乔纳森兄弟”号机车。 1884年:瑞士人A.马利特发明关节式机车,能顺利通过曲线。整备重量为543吨, 锅炉压力为2.068兆帕(21.1千克力/厘米2),在时速120公里条件下,发挥出功 率6000马力以上。 ● 1875~1900年:广泛应用蒸汽两次膨胀原理,创造了复胀式机车,提高了 机车热效率。 ● 1900~1920年:由于采用蒸汽过热和给水加热等装置,机车的热效率、牵 引力和功率有大幅提高。
电力电子技术与铁路机车牵引动力的发展

电力电子技术与铁路机车牵引动力的发展电力电子技术在铁路机车牵引动力领域的发展意义重大。
电力电子技术是利用半导体器件和电磁元件等电子元器件来实现电能的变换和控制的技术,可以提高机车的能源利用效率,减少能源浪费和环境污染。
下面将从多个方面探讨电力电子技术在铁路机车牵引动力的发展情况。
电力电子技术可以提高机车的能源利用效率。
传统的机车采用直流串联电动机作为动力装置,而直流串联电动机的效率比较低。
而电力电子技术可以通过控制电流和电压的波形来改变电动机的工作状态,从而提高其效率。
采用变频驱动技术可以使电动机在高速、满载和低速、半载等不同工况下保持高效率运行,提高机车的整体能效。
电力电子技术可以实现机车的能量回馈。
传统的机车在制动时会产生大量的惰性能量,而这些能量通常会以热的形式散失掉。
而采用电力电子技术,可以将这些惰性能量回馈至电网中,从而实现能源的再利用。
采用逆变器来将制动产生的电能转化为交流电能,然后通过电网输送给其他用电设备或其他机车,从而降低能源浪费。
电力电子技术还可以提高机车的运行可靠性和维护性。
传统的机车的控制系统通常采用机械开关和电阻等元件来实现,而这些元件容易故障,并且维护成本较高。
而电力电子技术采用电子开关和控制器来实现,这些元件具有可靠性高、寿命长和维护成本低等特点。
电力电子技术还可以实现机车的自动化控制,提高运行的稳定性和安全性。
电力电子技术还可以推动铁路机车的节能和环保发展。
电力电子技术可以通过控制电能的流动和分配来提高能源的利用效率,减少能源的浪费。
电力电子技术还可以减少机车的排放物和噪音,降低对环境的污染。
采用电力电子变频驱动技术可以降低机车的噪音和振动,提高行驶的舒适性。
电力电子技术在铁路机车牵引动力的应用具有广阔的发展前景。
随着电力电子技术的不断进步和发展,相信将会有更多的高效、节能和环保型机车出现,为铁路运输的发展做出贡献。
浅谈机车牵引电机的发展
浅谈机车牵引电机的发展摘要:本文主要阐述典型国产机车牵引电机的结构、技术参数、性能和控制的发展情况,指出牵引电机的发展特点,并预测未来的牵引电机的发展。
关键词:牵引电机;发展;控制;参数牵引电机是机车的主传动设备。
它是利用电磁感应定律和电磁力定律,即导体切割磁感线产生感应电动势和通电导体在磁场受到电磁力,实现电能和机械能的互换,从而完成机车牵引运行和制动停车。
现代轨道交通应用的机车,大部分采用电传动,牵引电机是电传动系统必不可少的设备,我国牵引电机的发展大致经历为内燃机车用牵引电机、韶山系列电力机用车牵引电机、和谐系列机车用牵引电机。
下面,就我国机车牵引电机的主要技术参数、结构、控制、性能来谈一谈牵引电机的发展情况。
1.牵引电机主要参数的发展变化内燃机车应用较早,首先从内燃机车说起,具有代表性的车型是东风4B 型内燃机车,该车装有六台ZQDR-410型直流4极串励牵引电动机,主要技术参数如下:额定功率410kW额定电压550V最大电压770V额定电流880/570A最大电流1080A额定转速640r/min最大恒功率转速1773r/min磁场削弱等级二级额定通风量110m3/min电机质量2980kg其次,我国电力机车也经过不断的发展,电气化铁路始建与1958年,后来发展迅猛,到2010年,电气化率基本达到45%,电力机车也得到广泛的发展,韶山系列机车具有代表性的是SS4改型机车和SS7C型电力机车。
SS4改型机车装有8台ZD105型6极串励脉流牵引电机,其主要技术参数如下:额定功率800kW额定电压1020V额定电流840A额定转速960r/min最高电压1180V最大电流1200A固定磁场削弱系数96%磁场削弱等级3级通风量135 m3/min电机总质量3970kg和SS4改型机车不同,SS7C型电力机车装有6台ZD120型6极复励脉流牵引电动机,主要技术参数如下:额定功率800kW额定电压905V额定电流持续制945A额定转速持续制995r/min最高电压1030V最大电流1320A最大转速1840r/min励磁方式复励,无级削弱(串励绕组固定分路系数87%)通风量125 m3/min电机质量3400kg第三,最近几年,交流传动机车在国内广泛应用,和谐机车采交流传动,其牵引电机为三相交流异步电机,现在沈局主要干线大部分采用HXD3B型电力机车,该机车装有6台三相鼠笼式4极异步牵引电机,型号为Mitrac TM3800 F 主要技术参数如下:额定功率1632kW额定电压2183V直流中间电压(最大)2950V额定电流498A额定转速1494 r/min最大电动机转速3198 r/min冷却风量108 m3/min质量2150kg由以上四种类型牵引电机的主要参数可知,牵引电机的功率不断向大功率发展,电压向高压发展,电流略有减小,单位功率质量不断下降,电机的转速越来越高,适应现代铁路机车对牵引电机的要求。
电力电子技术与铁路机车牵引动力的发展
电力电子技术与铁路机车牵引动力的发展【摘要】本文主要介绍了电力电子技术在铁路机车牵引动力领域的应用及发展历程,探讨了电力电子技术对铁路机车牵引动力的影响和未来发展趋势。
首先介绍了电力电子技术在铁路机车牵引动力中的应用,包括变频调速技术和牵引变流技术等。
随后回顾了铁路机车牵引动力的发展历程,从传统内燃机车到现代电力机车的演变过程。
接着分析了电力电子技术对铁路机车牵引动力的重要影响,包括提高效率、减少能耗和降低污染等方面。
最后展望了电力电子技术在铁路机车牵引动力中的未来发展趋势,指出将会更加智能化、高效化和环保化。
综合以上内容可以看出,电力电子技术将对铁路机车牵引动力发展产生重要影响,并且未来有更高的融合发展潜力。
【关键词】电力电子技术、铁路机车、牵引动力、发展、应用、历程、影响、未来发展趋势、重要性、更深度融合、展望、发展概述1. 引言1.1 电力电子技术与铁路机车牵引动力的发展概述随着科技的不断进步和社会的发展,电力电子技术在铁路机车牵引动力领域发挥着越来越重要的作用。
电力电子技术是指利用半导体器件来控制和调节电力的技术,通过改变电压、电流的大小和波形,实现对电力的有效管理和利用。
在铁路机车牵引动力中,电力电子技术可以提高机车的性能、降低能耗、减少对环境的影响,从而促进铁路交通的可持续发展。
随着电力电子技术的不断创新和进步,铁路机车的牵引系统变得更加高效、可靠和智能化。
通过电力电子变流器技术,可以实现对电动机的精确控制,提高牵引效率和转速范围,使机车在不同工况下能够更好地适应。
利用电力电子技术可以实现能量回馈和再生利用,将制动过程中消耗的能量转化为电能存储起来,进一步提高能源利用效率。
电力电子技术与铁路机车牵引动力的融合发展已经取得了一系列重要的成果,为铁路交通的发展提供了更加稳定、高效和环保的动力支持。
在未来,随着电力电子技术的不断创新和应用,铁路机车的牵引动力系统将迎来更加广阔的发展空间,为铁路运输的现代化和智能化发展注入新的活力。
我国牵引动力技术的现状与发展
我国牵引动力技术的现状与发展牵引动力技术是指驱动机车、电力机车、燃气轮机车、内燃机车、磁悬浮列车等交通工具前进所需的动力系统。
它直接关系到我国铁路交通运输的安全、快速和舒适,是现代交通工具研究的热点和难点之一。
本文将从牵引动力技术中接触的几个方面来分析我国牵引动力技术的现状与发展。
1.电力机车电力机车作为牵引动力技术中的一种,已经成为我国高速铁路的主力机车。
它具有动力强、加速快、牵引能力大、污染少、经济效益高等特点,可以适应高速铁路的发展需求。
近年来,我国电力机车不断推陈出新,技术不断提高,比如已经研制开发出HXD1、HXD2、HXD3等系列电力机车,拥有较高的牵引功率和牵引力。
但是,电力机车研制过程中存在高成本、维护难度大等问题,还需要不断的技术投入和改进。
2.燃气轮机车燃气轮机车作为牵引动力技术中的另一种机车,具有适应高海拔、低温环境的优势,被广泛应用于川藏铁路、青藏铁路等高寒地区和世界各地的极寒地区。
燃气轮机车是我国铁路运输领域的短板,但是我国已经开始燃气轮机车的技术攻关和应用研究。
内燃机车是由燃料发动机直接驱动的牵引动力机车,不需要依靠外部电源。
内燃机车的技术相对成熟,都已经达到了相当高的水平。
我国研制和应用广泛的内燃机车有ZG100、DF1、HXN5等多个型号,除了铁路运输领域,内燃机车在民用领域的应用也越来越多。
总体来说,我国牵引动力技术已经取得了令人瞩目的成绩,在高速铁路上、在高寒地区都有广泛的应用。
但是,也存在一些问题,比如燃气轮机车的开发还需要进一步加强研究,电力机车的成本和维护仍需改进,技术更新换代还需加快。
应该对发展策略进行调整,提高技术投入,加强研究,推动牵引动力技术的更新换代,并积极推动技术的产业化。
只有这样我们才能在牵引动力技术领域立足于自主创新,从而更好地提高我国铁路运输的安全和效率。
电力电子技术与铁路机车牵引动力的发展
电力电子技术与铁路机车牵引动力的发展
随着电力电子技术的不断发展和应用,铁路机车牵引动力领域出现了一系列重大的变革。
传统的机械传动方式被逐渐取代,取而代之的是电力电子技术驱动的直流电机或交流电动机。
这种新的牵引动力系统具有动力输出平稳、调速范围广、效率高等优点,大大提高了机车的运行性能。
电力电子技术的应用使得机车的能量回收得以实现。
在传统的机车中,制动时产生的能量会以热量的形式散失掉,而通过利用电力电子技术,可以将制动能量转化为电能并进行回收利用。
这种能量回收技术不仅能够降低机车的能耗,还可以减少对环境的污染。
电力电子技术还使得机车的供电系统变得更加稳定可靠。
传统的机车供电系统存在电源波动大、电压变化频繁等问题,而电力电子技术的应用可以通过功率电子器件对电能进行控制,确保机车供电系统输出的电能稳定,并且可以实现电力的双向流动。
电力电子技术还可以提高机车的节能性能。
在传统的机车中,电能转化为机械能时存在能量损失的问题,而电力电子技术可以实现电能的高效转化,减少能量的损耗,提高机车的能耗效率。
电力电子技术对铁路机车牵引动力的发展起到了至关重要的推动作用。
这种新型的技术应用不仅提高了机车的牵引动力性能,还实现了能量回收、供电稳定和节能等目标。
随着技术的不断创新和发展,电力电子技术在铁路机车牵引动力领域将会发挥更加广泛的作用,进一步提高机车的运行效率和节能性能。
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浅谈机车牵引电机的发展
摘要:本文主要阐述典型国产机车牵引电机的结构、技术参数、性能和控制的发展情况,指出牵引电机的发展特点,并预测未来的牵引电机的发展。
关键词:牵引电机;发展;控制;参数
牵引电机是机车的主传动设备。
它是利用电磁感应定律和电磁力定律,即导体切割磁感线产生感应电动势和通电导体在磁场受到电磁力,实现电能和机械能的互换,从而完成机车牵引运行和制动停车。
现代轨道交通应用的机车,大部分采用电传动,牵引电机是电传动系统必不可少的设备,我国牵引电机的发展大致经历为内燃机车用牵引电机、韶山系列电力机用车牵引电机、和谐系列机车用牵引电机。
下面,就我国机车牵引电机的主要技术参数、结构、控制、性能来谈一谈牵引电机的发展情况。
1.牵引电机主要参数的发展变化
内燃机车应用较早,首先从内燃机车说起,具有代表性的车型是东风4B 型内燃机车,该车装有六台ZQDR-410型直流4极串励牵引电动机,主要技术参数如下:
额定功率410kW
额定电压550V
最大电压770V
额定电流880/570A
最大电流1080A
额定转速640r/min
最大恒功率转速1773r/min
磁场削弱等级二级
额定通风量110m3/min
电机质量2980kg
其次,我国电力机车也经过不断的发展,电气化铁路始建与1958年,后来发展迅猛,到2010年,电气化率基本达到45%,电力机车也得到广泛的发展,韶山系列机车具有代表性的是SS4改型机车和SS7C型电力机车。
SS4改型机车装有8台ZD105型6极串励脉流牵引电机,其主要技术参数如下:
额定功率800kW
额定电压1020V
额定电流840A
额定转速960r/min
最高电压1180V
最大电流1200A
固定磁场削弱系数96%
磁场削弱等级3级
通风量135 m3/min
电机总质量3970kg
和SS4改型机车不同,SS7C型电力机车装有6台ZD120型6极复励脉流牵引电动机,主要技术参数如下:
额定功率800kW
额定电压905V
额定电流持续制945A
额定转速持续制995r/min
最高电压1030V
最大电流1320A
最大转速1840r/min
励磁方式复励,无级削弱(串励绕组固定分路系数87%)
通风量125 m3/min
电机质量3400kg
第三,最近几年,交流传动机车在国内广泛应用,和谐机车采交流传动,其牵引电机为三相交流异步电机,现在沈局主要干线大部分采用HXD3B型电力机车,该机车装有6台三相鼠笼式4极异步牵引电机,型号为Mitrac TM3800 F 主要技术参数如下:
额定功率1632kW
额定电压2183V
直流中间电压(最大)2950V
额定电流498A
额定转速1494 r/min
最大电动机转速3198 r/min
冷却风量108 m3/min
质量2150kg
由以上四种类型牵引电机的主要参数可知,牵引电机的功率不断向大功率发展,电压向高压发展,电流略有减小,单位功率质量不断下降,电机的转速越来越高,适应现代铁路机车对牵引电机的要求。
功率虽有增加,但通风量却没有显著增大,说明电机的发热变弱。
励磁方式由串励发展为他复励,最后交流电机不需要励磁。
说明电机的调速控制由有级调速发展到无级调速。
更加适应了机车运行特性,并且机车的操纵变得越来越简单。
2.牵引电机结构的发展
ZQDR-410型直流牵引电动机,主要由定子和转子两大部分组成,定子主要有机座、四个主磁极、四个换向极、端盖和电刷装置组成。
机座用铸钢铸成,主磁极铁芯用钢板叠制而成,主磁极线圈用软扁铜线绕制。
换向极铁芯用整体钢锻造,电刷为碳刷。
转子由转轴、电枢铁芯、电枢绕组、换向器组成。
转轴由高强度合金钢制造,电枢铁芯由硅钢片冲片叠压而成。
绕组由铜线绕制。
换向器装在电枢轴的非传动端,由梯形铜排和云母片叠压而成。
ZD105脉流牵引电机,主磁极、换向极铁芯采用电工钢片叠压而成,有效的减小电机因磁滞和涡流损耗发热。
主磁极极靴有补偿槽,用以嵌放补偿绕组,这是因为脉流牵引电机的电流脉动成分较大,易产生火花和环火,加装补偿绕组,有效的减小了火花和环火。
ZD120型脉流牵引电机采用了定子全叠片复励结构,进一步降低了磁滞和涡流发热。
复
励结构,串励磁势占电动机磁势1/3,他励磁势占2/3,使得机车在运行时按预先设定的规律控制电机,充分体现了性能先进、运行可靠、维护简单的特点。
但结构较为复杂。
随着电力电子技术的发展,大功率整流及逆变器件的诞生,交流异步牵引电机也迅速发展,HXD3B电力机车的Mitrac TM3800 F牵引电机,结构更为简单,主要由定子、转子、端盖、轴承等部件组成,定子由高导磁率硅钢片叠成,可降低磁滞损耗和涡流损耗。
绕组为双层绕组,整个定子绝缘体系符合交流电机最高耐温等级,即C200 级要求。
转子为短路鼠笼式结构,由短路笼导条和2 个短路环(铜材质)组成,采用中频感应钎焊。
没有换向器(换向器高速旋转时离心力过大易使换向片凸出)电机的转速可达3198 r/min,。
没有换向器,在有限的空间可使电机的功率做的更大,达到1632kW。
绝缘材料等级的提高,可以提高电机的额定电压。
都有利于提高电机单位质量功率,这些因素,满足了铁路运输多拉快跑的要求。
从上述电机的结构可以看出,电机的结构向简单发展,但对材料的要求也越来越高。
3.牵引电机性能的发展
ZQDR-410串励直流电动机,启动时转矩大,高速运行时转矩小,自调节性能好,能够满足机车的运行特性,不需要复杂的控制系统。
缺点是防空转性能差。
ZD105型脉流牵引电机和ZQDR-410电机一样,都是串励电机,性能一样。
而ZD120型为他复励电机,性能介于他励电机和串励电机之间,它既有串励电动机自调节性能好,又有他励电动机防空转性能,缺点是结构较为复杂。
三相异步电动机虽然特性较硬,但现在的机车控制技术可以实现恒转矩启动、恒功率运行的要求。
牵引电机的机械特性以对机车运行无多大影响。
4.牵引电机控制系统的发展
早期的内燃机车控制系统极为简单,电动机功率的依靠对柴油机的控制从而控制牵引电机。
随着计算机技术和大功率电力电子器件的应用,控制系统也发生了翻天覆地的变化,例如,HXD3B电力机车的牵引电机可以按照人为设定的牵引特性运行。
控制极为方便。
通过牵引电机参数、结构、性能和控制的分析,牵引电机向着结构简单、单位质量功率大、易于控制的方向发展。
今后,还将有更新的牵引电机问世,为机车提供强大的、操纵方便的动力。
参考文献
[1] 于颜良主编《内燃机车电传动》,北京:中国铁道出版社,2010
[2] 张友松、朱龙驹主编《SS4型电力机车》下册,北京:中国铁道出版社,1998
[3] 杨永林主编《SS7C型电力机车》,北京:中国铁道出版社,2007
[4] 华平主编《电力机车控制》,北京,中国铁道出版社,2010
[5] 刘洪云《HXD3B型交流传动电力机车牵引电机》电力机车与城轨车辆2010.3
作者简介:
甘永双(1972-),辽宁铁道职业技术学院机车车辆系,讲师。