动车组与牵引电机
动车组高压牵引系统 工作原理
动车组高压牵引系统工作原理一、引言动车组的高压牵引系统是动车运行的核心部分，它负责将电能转化为机械能，驱动列车运行。
本文将详细介绍动车组高压牵引系统的工作原理，涵盖高压电源、牵引电机、控制系统、冷却系统和防护装置等方面。
二、高压电源动车组通过接触网获得高压直流电源，通常为25kV。
这个电源通过受电弓传输到动车组的高压电器箱中。
在高压电器箱内，电源被分配到各个牵引电机和辅助设备。
三、牵引电机牵引电机是动车组高压牵引系统的核心部件，它将高压直流电源转换为机械能，驱动动车前进。
目前动车组主要采用永磁同步电机作为牵引电机，其具有效率高、功率密度大、维护成本低等优点。
四、控制系统控制系统是高压牵引系统的指挥中心，它负责控制牵引电机的转矩和速度，以满足动车的运行需求。
控制系统通过采集动车的运行状态和司机的操作指令，实现对牵引电机的精确控制。
五、冷却系统由于牵引电机在运行过程中会产生大量的热量，因此需要有效的冷却系统来确保电机的正常工作。
冷却系统通常采用液体冷却方式，通过循环的冷却液将电机内部的热量带走，然后通过散热器将热量散发到空气中。
六、防护装置为了确保高压牵引系统的安全运行，动车组还配备了一系列防护装置。
例如，绝缘装置可以防止高压电击；过载保护装置可以在电流过大时自动切断电源；防护罩可以防止人员接触高温或带电部分等。
七、结论综上所述，动车组高压牵引系统的工作原理是一个复杂的过程，涉及到高压电源的获取、电机的能量转换、控制系统的精准指挥、冷却系统的热管理以及防护装置的安全保障等环节。
这个系统在动车的运行过程中发挥着至关重要的作用，为乘客提供安全、舒适、高效的出行体验。
随着技术的不断进步，高压牵引系统的效率和安全性也将得到进一步提高，为未来的铁路运输发展奠定坚实基础。
CRH2型动车组牵引系统电机控制策略的研究.
高速动车组通常采用感应电机作为牵引电机, 因为感应电机具有转速高、转动惯量小, 机械结构坚固耐用、牵引特性良好等优点。
与普通电机驱动方式不同, 高速动车组电机牵引具有一些特点: 电机启动转矩和电流较大, 加速起始阶段电机处于过励磁状态, 充分利用电机设计所允许的磁饱和范围和电流的短时过载能力, 以获得较大的加速度, 使车辆在较短的时间内达到给定速度。
电机速度与电压逐渐协调升高, 当达到变流器母线电压限制后,采取弱磁控制,以减小电机的反电势(主要是动生电动势, 以满足力矩电流需求。
以CRH2型动车组为例,该型动车4动4拖编组包含两个牵引单元,分别由一套受电弓、一台变压器、一套高压电路设备以及两台Ac 一Dc 一Ac 四象限变流器组成,每台变流器同时驱动4 台电机, 全车共有16 台牵引电机,电机额定电压2 000V、电流106 A 、输出功率3000 kW 、额定转速4140 r/ 而n , 额定工作点车辆速度约为210kM/h。
CRH2动车组电机采用间接转子磁场定向控制,控制系统根据牵引模式(牵引力矩给定/ 恒速运行与车辆的运行速度, 分别确定电机牵引扭矩和励磁给定, 计算得到电流、电压给定向量, 经过磁场定向坐标变换实现电流闭环控制, 并进行电压矢量前馈补偿控制。
控制系统除具有磁场角度计算、电流、电压旋转坐标转换等磁场定向控制基本功能外, 还包括转子温升补偿功能以及抑制直流母线二次谐波波动的beat-less控制功能。
本文详细介绍牵引控制的基本原理与各模块的工作原理和作用。
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。
crh5型动车组牵引电机的设计思路
文章标题：深度探讨CRH5型动车组牵引电机的设计思路一、引言CRH5型动车组作为我国高速铁路系统中的一员，其牵引电机的设计思路至关重要。
在本文中，我们将深入探讨CRH5型动车组牵引电机的设计原理、技术特点以及未来发展方向，以便更好地理解和把握这一关键技术。
二、CRH5型动车组牵引电机的基本原理1. 永磁同步电机的应用在CRH5型动车组中，采用了永磁同步电机作为牵引电机的主要驱动装置。
永磁同步电机以其高效、节能和响应速度快的特点，成为了高速列车牵引装置的首选。
其基本原理是利用永磁体产生的磁场与电流产生的磁场相互作用，从而实现电机的驱动。
2. 多级变频控制系统为了更好地发挥永磁同步电机的性能，CRH5型动车组采用了多级变频控制系统。
通过精确控制电机的供电频率和电压，使得电机在不同速度和负载下都能保持高效率运行。
这也是CRH5型动车组能够在高速行驶过程中保持稳定、平顺的重要技术支持。
三、CRH5型动车组牵引电机的技术特点1. 高效率采用永磁同步电机的CRH5型动车组，在高速运行状态下能够保持较高的效率。
这一特点不仅能够降低能耗，还能够提升动车组的整体性能和运行稳定性。
2. 超高速响应永磁同步电机具有响应速度快的特点，这使得CRH5型动车组能够在加速、减速过程中实现平稳、快速的动力输出，提升了列车的晚点率和行车安全性。
3. 可靠性作为牵引装置的关键部件，CRH5型动车组牵引电机在设计上考虑了多种安全因素，包括过载、过热、故障检测等。
这些设计使得牵引电机在长期高强度运行中能够保持可靠性，减少故障发生的可能性。
四、CRH5型动车组牵引电机的未来发展方向1. 轻量化设计随着轨道交通技术的不断进步，对于动车组的整体轻量化设计要求越来越高。
未来CRH5型动车组牵引电机的发展方向之一将是轻量化设计，以提升列车的牵引效率和能源利用率。
2. 高温超导技术应用高温超导技术的发展为电机设计带来了新的可能性，未来的CRH5型动车组牵引电机可能会采用高温超导材料，以实现更高效、更节能的牵引输出。
动车组电机知识点总结
动车组电机知识点总结一、概述动车组电机是动车组的关键部件之一，它负责动车组的牵引和制动工作。
动车组电机的性能直接影响着动车组的运行安全性和经济性。
因此，了解动车组电机的知识点对于动车组维护和运行至关重要。
二、动车组电机的分类1. 永磁同步电机（PMSM）2. 感应电动车3. 牵引电机根据不同的工作原理和应用场景，动车组电机可以分为永磁同步电机、感应电动车和牵引电机三种类型。
永磁同步电机由于具有高效、高功率密度等优点，在动车组中得到广泛应用。
感应电动车主要用于次要驱动或者制动作用。
牵引电机则是用于动车组的牵引系统。
三、动车组电机的特点1. 高效性能2. 大功率密度3. 高可靠性4. 自动化控制5. 可变速6. 高温性能动车组电机在提高效率、功率密度和可靠性方面有着显著优势。
同时，其自动化控制、可变速和高温性能也为动车组的运行提供了便利。
四、动车组电机的工作原理1. 永磁同步电机的工作原理永磁同步电机是利用永磁体的磁场与电流产生的磁场之间的相互作用，实现电能转变为机械能的装置，其工作原理是基于磁场的相互作用来实现电机的运转。
2. 感应电动车的工作原理感应电动车主要依靠电机定子上的感应电流产生的磁场与励磁磁场的交变磁场相互作用产生的机械力矩来实现电机工作，硅钢片的磁滞特性会有所压制主电路中电流的大小。
这就是感应电动车的工作原理。
3. 牵引电机的工作原理牵引电机是利用电能转换为机械能的装置，主要依靠电机转子上产生的磁场与定子的磁场相互作用，从而产生转矩，实现电机的驱动。
五、动车组电机的维护1. 温度监测和散热系统维护2. 轴承维护3. 绝缘维护4. 清洁和检查动车组电机的维护包括温度监测和散热系统维护、轴承维护、绝缘维护、清洁和检查等方面。
这些维护工作能有效延长动车组电机的使用寿命，保障动车组的安全运行。
六、动车组电机的控制1. 变频控制2. 电流控制3. 速度控制4. 转矩控制动车组电机的控制包括变频控制、电流控制、速度控制和转矩控制等方面。
动车组列车牵引电机故障排查与维护手册
动车组列车牵引电机故障排查与维护手册一、前言列车是现代社会最为普遍的交通工具之一，而动车组作为高速列车的代表性存在，被广泛应用和高度关注。
在正常的运营过程中，牵引电机的正常运行是列车运行安全和动力来源的关键，然而，电机故障也是列车运行中常见的故障类型，因此，为了保障列车运营安全和保养保护动车组列车牵引电机，特编写此手册，以期对牵引电机故障排查和维护起到一定的参考作用。
二、牵引电机故障排查1. 故障现象：列车启动无力，速度下降；排查方法：检查电机是否发热，水泵是否正常，检查电机绕组绝缘是否有损坏。
2. 故障现象：电机出现异响，震动；排查方法：检查电机轴承是否过紧或过松，在电机运转过程中是否偏磨，轴承是否有杂音、异响等现象。
3. 故障现象：列车启动后，电机突然停转；排查方法：检查电机电源是否正常，通电是否正常，检查电机控制系统是否正常，检查电机转子是否处于卡死、卡住状态。
4. 故障现象：电机透热感过强，注水不进、水温不降；排查方法：检查水位是否正常，泵是否转动，检测水温传感器、温度控制器是否正常。
三、牵引电机维护1. 定期对动车组列车牵引电机开展维护保养，保证电机运行稳定；2. 检查电机外壳、接线箱和电机出线端是否有烧损痕迹，若有，则需要及时清理、更换损坏部件；3. 定期检查电机绕组绝缘状况，如发现绝缘降低或者损坏情况需要及时进行处理；4. 定期检查电机轴承状况，清洁、注油工作也需每季度进行一次；5. 定期检查制动电阻器开路保护端是否损坏。
总结：动车组列车牵引电机是保障列车正常运行重要的关键部件，需要实施定期保养，并及时进行故障排查和维护，保证其正常、稳定、安全运行，同时提供良好的数字标准趋势来监控电机系统的整个运行情况。
CRH380A牵引电机
CRH380A牵引电机1. 简介CRH380A牵引电机是中国高速动车组CRH380A的关键部件之一。
本文档将详细介绍CRH380A牵引电机的特点、结构、工作原理以及维护注意事项。
2. 特点CRH380A牵引电机具有以下特点：•高效能：牵引电机具备高功率和高转速的特点，能快速带动高速动车组起步。
•节能环保：采用先进的电机控制技术，有效减少能耗，并降低对环境的影响。
•高可靠性：牵引电机采用高品质零部件和可靠性设计，具备出色的可靠性和稳定性。
•长寿命：经过精确计算和测试的牵引电机，能够经受长时间的高速工作而不易损坏。
•易于维护：牵引电机的结构简单，易于拆卸和维护，降低了维修成本和时间。
3. 结构CRH380A牵引电机的结构可分为以下几个主要部分：•外壳：由高强度金属材料制成，具有良好的耐腐蚀性和机械强度。
•定子：由铁芯和绕组组成，绕组经过精确绝缘和安装，确保电流传导和绝缘性能。
•转子：由铁芯和永磁体组成，通过电流激励产生磁场，与定子之间产生相互作用。
•联轴器：将电机与传动系统连接，传递动力并保持同步运作。
•冷却系统：采用强制循环的风冷系统，有效降低电机温度，保证长时间高效工作。
4. 工作原理CRH380A牵引电机的工作原理基于电磁感应和电流互作用的原理。
具体工作过程如下：1.电源供电：将高压直流电源接入电机，提供驱动电能。
2.定子绕组激励：通过定子绕组输入电流，产生旋转磁场。
3.转子磁场感应：转子磁场与定子磁场相互感应，产生电动势。
4.电流互作用：电动势驱动转子电流激励，进一步增强转子磁场。
5.动力输出：转子磁场与定子磁场相互作用，产生转矩，驱动牵引系统。
5. 维护注意事项为确保CRH380A牵引电机的正常运行和延长其寿命，需注意以下几个维护事项：•定期检查冷却系统：清理风道和散热器，保证电机散热效果。
•检测绝缘性能：定期使用绝缘测试仪检测电机的绝缘性能，确保安全使用。
•拆卸维护时注意：在拆卸电机进行维修时，注意磁铁吸力和安全操作。
高铁运作原理
高铁运作原理高铁的运作原理包括牵引和制动。
1、牵引：高速列车采用电动车组编组，每节动车顶部装有受电弓，受电弓从接触网受流获得电能，如CRH1的受电弓从接触网接受25KV 50HZ高压交流电能，经过安装在车底架上的主变压器降成900V 50HZ交流电，降压后的交流电经网侧变流器转换成1650V DC 直流电能，该直流电再经牵引逆变器转换成可变频可变压的三相交流电送给牵引电机，将电能转换成牵引列车的机械能。
制动：电动车组采用复合制动方式，动车采用电制动、拖车采用空气2、制动；动车电制动优先，低速区域的电制动停止工作时或电制动故障时，不足的部分由空气制动补充实施。
第一方面的原因，是高铁的路轨做出了改革，使列车行驶平稳前进，这样才能高速、全速行驶。
另一方面，就是高铁的列车也做出了改革。
俗话说，火车跑得快——全凭车头带。
高铁就不再用火车头来牵引列车，而是使用动车组，几乎所有车轮都一同运转，不仅团结合作力量大，而且变速也灵活了，这样才能提高速度。
传统的列车开动——首先要火车头的车轮转起来，火车头自己先开动起来，然后拖动列车。
可是我们不要搞错了，火车头独自的重量，毕竟比不上整列火车，是不能一口气直接带动整列火车的。
实际火车开动时，火车头要首先牵动第一节车厢，有了第一节车厢一同动起来，增大了火车头运动的能量，才能牵动第二节车厢……整列火车开动起来，其实是一节一节动起来的，有个相当长的过程，需要相当长的时间。
变速也一样，普通火车要跑这么快，就相当不容易了。
再看看高铁——动车组有牵引电机的决不只是火车头，几乎每个车厢都有电动机，几乎每个车轮都是有动力旋转。
这样一来，动车组前进，就像赛龙舟个个都奋力划桨，所有车轮一致地运转，团结力量大，列车相对就变轻了，列车就跑快了；这个情况又有些像部队仪仗队，全体动作一致，指挥操作才灵活，要是动作不协调，改变状态要好长过程，速度就不能这么快了。
总之，高铁原理，至少两个方面，一方面是消除了钢轨连接口，列车才能够全速行驶；另一方面就是使用动车组，所有车轮一同运转，不仅团结力量大，而且动作一致，列车开动和变速都变灵活了。
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动车组与牵引电机
曹连芃
1. 动车组
动车组就是由动车和拖车组成或全部由若干动车固定连挂在一起组成的车组，主要用于高速铁路旅客运输。
目前动车组多数都采用电力驱动，由外部接触网供电。
高铁指的是高速铁路，在高速铁路上跑的依然是动车组，是高速动车组。
在动车组中具有动力（有牵引电机）的车称为动车，没有动力的车称为拖车。
动力集中型列车将动力装置集中安装在列车的一端或两端的动力车（车头、机车）上，车头的车轮是由电机驱动的动力轮，动力车只作牵引不载客。
拖车的车轮无电机驱动，只载客不牵引，图1中上图是动力集中型列车。
图1—动力集中型牵引列车与动力分散型牵引列车
动力分散型列车的动力轮分散在多节车辆，无专用的牵引车，列车的全部车辆都可以载客。
目前高速动车组基本都是动力分散型列车。
在我国动车组主要型号为CRH1、CRH2、CRH3、CRH5、CRH380，每种型号又细分为多种型号。
CRH系列统称为“和谐号”。
2. 牵引电机
牵引电机是直接带动车轮旋转的电机，由于串励式直流电动机有很好的拖动特性，速度控制也方便，长期来电力机车都是采用直流电机牵引。
但直流电机的电刷与换向器磨损是致命的缺点，维护保养频繁又麻烦。
自从有了大功率电力电子器件，各类变流器、逆变器得到普及应用，电力机车开始采用三相交流电机，相比直流电动机交流电动机没有电刷与换向器，没有直接磨损部件，故障率与维护大大减少；由于换向器限制了电压与电流，直流电机无法做到特大
功率，而交流电机可以做到很大的功率；交流电机单位重量功率比直流电机高出2倍以上，造价也低很多，所以目前动车组牵引电机均采用三相交流电机。
交流电机主要是三相异步电机与三相永磁同步电机两种。
2.1. 交流异步牵引电机
下面介绍一种交流异步牵引电机的基本结构：
图2是定子铁芯与转子铁芯，铁芯由导磁良好的硅钢片叠成，内圆周有36个嵌线槽，用来嵌装三相绕组。
图2—定子铁芯与转子铁芯
定子绕组采用三相4极36槽双层叠绕组，图3是嵌有绕组的铁芯。
图3--嵌有绕组的定子铁芯
转子铁芯由导磁良好的硅钢片叠成，外圆周有46个线槽，在铁芯上有通风孔，用来散热并减轻质量，在转子铁芯的槽内镶嵌转子导条，46根导条与两个短路端环组成鼠笼。
见图4。
图4—鼠笼转子
在转子轴两端装上轴承，轴承安装在机座两端的端盖上，图5安装好的三相异步牵引电机。
图5--三相异步牵引电机剖视图
三相异步电机结构简单，维护量很小，在动车牵引电机中得到普遍应用。
2.2. 永磁同步牵引电机
近年来永磁电机发展迅速，交流永磁同步电机相比交流异步电机有单位重量功率高、输出
转矩大等优点，可使牵引电机体积更小，效率更高。
永磁电机定子铁芯由导磁良好的硅钢片叠成，内圆周有36个嵌线槽，用来嵌装4极三相绕组，图6是嵌有三相绕组的定子铁芯。
图6--嵌有绕组的定子铁芯
转子铁芯由导磁良好的硅钢片叠成，在铁芯中开有安装永磁体的孔，还有通风孔，用来散热并减轻质量。
12个永磁体分布见图7，图中灰色的是永磁体，在永磁体两面标有极性，蓝色箭头线是磁力线，在铁芯圆周外的蓝色空心字标出了转子的极性，共4个磁极。
图7—转子永磁体布置与磁场
图8左图是永磁体排列立体图，右图是插入永磁体的转子铁芯。
图8—永磁同步电机转子
图9是组装好的2个永磁转子。
图9—永磁同步牵引电机转子
图10是组装好的永磁同步牵引电机的剖视图。
国外已有一些正式运营的高速动车组采用永磁同步牵引电机。
在国内已有部分地铁列车采用永磁同步电机拖动，用于高速动车组的永磁同步牵引电机也已定型量产，新的高速动车组将配备永磁同步牵引电机。
据报道中国自主研发的TQ-600型高铁永磁牵引电机采用新型稀土永磁材料，有效克服永磁体在高环境温度下失磁这一世界难题。
电机功率600KW，最大功率635kW，同样重量的电机功率提升1.27倍，效率提高3%以上，具有功率密度大、动力转化效率高、过载保护能力强等优点。
图10—永磁同步牵引电机剖视图。