牵引电机
牵引电机
牵引电机一．牵引电动机的组成牵引电动机主要由定子和转子两部分组成。
定子又包括定子铁芯、定子绕组和机座。
定子铁芯由硅钢片叠成，用于放置定子绕组，构成电动机的磁路；定子绕组由铜线绕制而成，构成电动机的电路；机座一般由铸铁或铸钢制成，是电动机的支架。
转子又包括铁芯和转轴。
转子铁芯和定子铁芯相似，也由硅钢片叠成，作为电动机的中磁路的一部分。
铁芯上开有槽，用于放置或浇注绕组，它安装在转轴上。
工作时随转轴一起转动。
绕组分为笼型和绕线型两种。
笼型转子绕组由铸铝导条或铜条组成，端部用短路环短接。
绕线型转子绕组和定子绕组相似。
转轴由中碳钢制成，两端由轴承支撑，用来输出转矩。
为了保证牵引电动机的正常运转，在定子和转子之间存在气隙，气隙的大小对电动机的性能影响极大。
气隙大，则磁阻大，由电源提供的励磁电流大，使电动机运行的功率因数低；但气隙过小，将使装配困难，容易造成运行中定子和转子铁芯相碰。
二．牵引电机的作用铁路干线电力机车、工矿电力机车、电力传动内燃机车和各种电动车辆(如蓄电池车、城市电车、地下铁道电动车辆)上用于牵引的电机。
由于机车既要求有大的牵引力，又要求能高速运行，因此加到电动机上的电压与电流变动幅度较大，故要求电动机能适应较大的调压比，并有一定深度的磁场削弱能力。
牵引电动机在露天工作，环境恶劣，经常受到风沙、雨雪的侵袭，运用地区海拔高度、环境温度的差别很大，空气中的湿度、盐分（海滨区热季）和含尘量也不相同，这些都能使电动机绝缘变差。
因此，牵引电动机的绝缘材料和绝缘结构应具有较好的防尘、防潮能力。
由于牵引电动机在运行中经常启动、制动、过载和磁场削弱，且机车运行时电动机受到冲击和振动都比普通电动机严重，因此，无论是电磁原因或是机械原因都会造成牵引电动机换向困难，换向器上经常产生火花甚至会形成环火。
尤其要指出的是，在脉动电压下工作的牵引电动机，其换向和发热更为困难，因此对脉流牵引电动机的结构选择还要考虑这方面的特殊问题。
牵引电动机的工作原理
牵引电动机的工作原理牵引电动机的工作原理随着时代的发展，交通工具也随之得到了不断的升级和改进。
如今，电动车成为出行的一种新选择，而牵引电动机作为电动车的心脏，其工作原理也备受关注。
本文将从电动机的分类、原理以及性能等方面入手，为大家介绍牵引电动机的工作原理。
一、电动机分类电动机按照用途可分为很多种，其中牵引电动机在电动车中占有重要地位。
按照其转子结构分类，主要有直流电动机、异步电动机和永磁同步电机。
直流电动机最为常见，因为其结构简单，易于控制。
异步电动机能够在恒定负载下提供更好的效率，而永磁同步电机则结构紧凑，动态响应快。
二、牵引电动机的工作原理在电动车中，牵引电动机起到的作用就相当于汽车的发动机，是车辆行驶的动力来源。
其工作原理基于电磁感应，将电能转换为机械输出。
1. 动力系统电池组提供电能，通过牵引电机控制器将电量传输到电机，电机转动塑料车轮，直接驱动车辆运动。
因为电动机可以反向运行，所以可以进行刹车和倒车等操作。
2. 控制系统牵引电动机的速度、扭矩和方向等控制需要借助控制系统实现。
控制系统会通过传感器感知车轮的位置和速度信息，然后通过内置的控制算法，控制转矩的大小和方向，以及电机的速度。
牵引电动机的控制是整个车辆运动的关键，关系到安全性、驾驶体验和能量消耗等因素。
3. 能量转换电动机内部的能量转换包括电能到磁能的转换和磁能到机械能的转换。
其中电能通过直流或交流电源驱动，直接在电机内部产生磁场。
根据由磁场相互作用而产生的力矩，将电能转换为机械能。
同时在能量转换的过程中，电机内部也会产生一定的热量，需要配备散热系统。
三、牵引电动机的性能牵引电动机的性能指的是其各个方面的表现，因此也是选择电动车时需要考虑的重要因素。
1. 转矩电动车需要有足够的转矩，以保证行驶时具有良好的加速性能和爬坡能力。
转矩即产生的力矩，可以通过电机的设计和组件的材料选择来实现。
2. 功率作为心脏所在，电动机提供动力时需要有足够的功率。
请简述牵引电机的工作特点。
请简述牵引电机的工作特点。
牵引电机是用于牵引运输工具的电机。
一般来说，牵引电机的工
作特点包括高起动转矩、宽工作转速范围、高效率、小尺寸等。
首先，牵引电机需要具备高起动转矩，因为牵引电机需要在启动
时提供足够的转矩以使车辆能够启动并行驶。
这意味着牵引电机需要
在设计时考虑到起动时的电流波动，以及力矩的大小和方向。
同时，
牵引电机还需要具备一定的运行转矩，以满足车辆行驶过程中的各种
负载需求。
其次，牵引电机需要具备宽工作转速范围。
在不同的行驶速度下，电机需要提供不同的驱动力矩，因此要求牵引电机能够在不同的转速
下工作。
这一要求也意味着电机需要具备较高的电机技术水平，包括
电机控制技术、电机的机械结构设计和材料选用等方面。
此外，高效率也是牵引电机的重要特点之一。
高效率的牵引电机
可以减少能量的损耗，降低热量的产生，从而提高车辆的续航里程和
使用寿命。
同时，高效率的电机还可以使车辆更加环保，降低碳排放量。
最后，小尺寸也是牵引电机的一个显著特点。
与燃油发动机相比，电动机的体积和重量较小，这可以使整个车辆更加轻便，行驶更加灵活。
另外，小尺寸的电机可以降低零部件的成本，从而提高生产效率
和市场竞争力。
总之，牵引电机作为一种特殊的电机类型，具备高起动转矩、宽
工作转速范围、高效率和小尺寸等特点。
这些特点既是对牵引电机技
术的要求，也为电动车行业的发展提供了一定的技术基础。
直流牵引电机的工作原理及故障处理
直流牵引电机是电动车辆中常用的动力装置，其工作原理和故障处理如下：
工作原理：
1. 电磁感应：直流牵引电机通过电流在磁场中产生电磁力来实现转动。
当电流通过电枢线圈时，在磁场中产生电磁力矩，使电机转动。
2. 换向系统：为了实现电机的正常运转，需要一套换向系统，通常采用电刷与电枢之间的接触和分离来实现电流的换向，使电机能持续旋转。
3. 控制系统：通过对电机的电流、电压进行调节，可以实现对电机转速、转矩等参数的控制。
故障处理：
1. 电刷磨损：电刷是电机中易损件，长时间磨损会导致电刷接触不良或断裂。
解决方法是定期更换电刷或修整电刷端面。
2. 电枢绕组断路：电枢绕组断路会导致电机失去动力。
处理方法包括检查电枢绕组，修复绝缘层或更换损坏的绕组。
3. 电刷与电枢接触不良：这可能导致电机运行不稳定、发热过高。
解决方法是清洁电刷及其座槽，确保电刷与电枢之间的良好接触。
4. 电机过载：长时间超负荷运行会导致电机损坏。
通过限制负载或增加散热措施来避免电机过载。
5. 电机绝缘老*：导致电机绝缘性能下降，可能出现漏电等问题。
解决方法是定期进行绝缘测试，发现问题及时更换绝缘材料或绕组。
6. 电机轴承故障：电机轴承损坏会导致振动、噪音增大。
解决方法是更换损坏的轴承。
7. 控制系统故障：包括电流过大、电压不稳等问题，建议检查电机控制器及相关电气元件，进行故障排除。
在处理以上故障时，需要根据具体情况进行仔细检查和维护，确保直流牵引电机的正常运行，从而保证电动车辆的安全和可靠性。
直流牵引电机有哪些优势
直流牵引电机有哪些优势直流牵引电机在火车、地铁、电动车等交通工具中广泛应用。
那么，相较于其他类型的电机，直流牵引电机有哪些优势呢？本文将为您介绍。
1. 高效率直流牵引电机的转子和定子通过直接铜片接触，减少了电流流失并提高了效率。
相比之下，交流电机因为采用了绕组，电流的流失和损耗相对较高。
2. 响应速度快直流电机启动和停止响应速度非常快，在牵引过程中可以快速响应牵引力的变化，调整速度的改变。
而交流电机由于采用绕组，相对响应速度上稍慢一些。
3. 调速性好直流电机可以通过外加电阻、电枢电压等方式来调整转速，调速范围非常大。
而交流电机的调速范围受制于电源本身，调整难度较大。
4. 起动扭矩大直流电机是通过电流在电枢和磁极之间的相互作用，产生力矩，从而引发转动。
这种机构可以在启动时产生非常大的转动力矩，使得电动车等牵引力大的车辆能够快速启动。
5. 稳定性强由于直流电机无需改变方向，转子和定子总是在同一个方向上旋转，这可以保证转动的稳定性和平稳性。
相比之下，交流电机由于电流变化以及绕组的电磁场变化，转速和扭矩的变化较大。
6. 易于控制和维护直流电机的电路控制相对简单，易于实现各种功能和应用。
与此同时，直流电机有较长的寿命，并且维护和保养相对较方便。
7. 推广前景广阔随着电动车和轨道交通的不断发展，直流牵引电机将会得到广泛的应用和推广，为未来的交通事业做出更大的贡献。
总的来说，直流牵引电机是一种性能非常优越的电机，具有高效率、响应速度快、调速性好、起动扭矩大、稳定性强、易于控制和维护等优点。
相信在未来的交通事业中，直流牵引电机将会发挥越来越大的作用。
直流牵引电动机
3.2.5均压线
• 均压线连接换向片的等电位点。用 来平衡由磁路不平衡而在电枢绕组 内部引起的环流。均压线分为甲种 均压线和乙种均压线。有全额均压、 1/2均压，1/4均压，均压线截面积一 般为电枢导体截面积的20%-30%。
3.1.4补偿绕组
• 补偿绕组设置在主极极靴部分的补 偿槽内，与换向极线圈及电枢绕组 串联，用来消除电枢反应对主极气 隙磁通畸变的影响，使换向器片间 电压分布均匀，从而减少发生环火 的可能性。作用是改善换向防止环 火。但ZD106E、ZD109B、ZD106电 机未设补偿绕组 。
3.1.5端盖和油封结构
直流牵引电动机
中国北车集团永济电机厂
目录
• 1.概述 • 2.牵引电动机的工作特点 • 3.直流电机的基本结构 • 4、电机故障分析 、 • 5、维护保养 • 6.电机的运输与存放
1.概述
• 各种电力传动车辆上所用的牵引发电 机、牵引电动机、辅助电机一起统称 为牵引电机。牵引电动机是驱动内燃 机车、电力机车、电动车辆、地铁车 辆、城市电车及公路车辆运行的主电 机。它的运行性能直接影响机车车辆 的牵引性能及经济技术指标，是电传 动机车上的关键设备。
3、 直流电机的基本结构
•
• 直流电机由定子和转子两大部分构成。定 子的作用是产生磁场，提供磁路和作为机 械支撑。转子（电枢）是产生感应电势和 电磁力矩实现能量转化的主要部件。
• 3.1.定子：包括机座、主磁极、换向极、 补偿绕组、端盖及轴承等部件组成。
• 3.1.1机座
• 机座分为圆形机座和方形机座；圆形机座 又分为铸钢机座和叠片机座；抱轴室悬挂 的机座上带有油箱、油箱集油器；机座主 要功能为导磁和机械支撑。
• 前、后端盖将电机两端封闭，并通 过轴承支撑转子。端盖上开有出风 口，轴承两侧为迷宫式油封。轴承 室的加油量一般为占轴承室总容量 的1/3~1/2，由于有负压作用使电机 漏油，一般端盖设有通大气孔 。
牵引电机的概念
牵引电机的概念
牵引电机是一种可以封闭到机架或结构中的电机，可以在车辆，路边机械，港口设备，工厂设备，铁路机车等设备上使用，它可以提供动力，帮助设备移动和拖动。
牵引电机一般可以分为直流动力电机和交流动力电机两种，其中直流动力电机普遍用于长时间运行的设备，如吊车，汽车，铁路机车和船只等；而交流动力电机通常用于短时间运行的设备，如机床，挖掘机，港口设备和工厂设备等。
牵引电机的特点是结构紧凑，功率较大，重量轻，能够高效率运行。
与其他动力机械相比，牵引电机更省空间，而且不需要额外的动力源，例如汽油或柴油等。
此外，牵引电机可以根据不同的应用需求调整输出力矩，提供不同的功率，同时保持高效率和可靠性。
由于它的这些优点，牵引电机得到了广泛的应用。
- 1 -。
牵引电机故障及其解决策略
THANK YOU
维护措施
更换了损坏的电机，并对列 车的其他牵引电机进行了检 查和维护，确保列车正常运 行。
经验总结
该案例表明了预防性维护策 略的重要性，及时发现并处 理潜在问题可以避免更大的 故障和停机时间。同时，修 复性维护策略也需要快速准 确地诊断和修复故障，确保 列车及时恢复正常运行。
05
展望与未来发展趋势
油液分析法
通过对电机润滑油的理化性能和污 染度等进行检测和分析，判断润滑 油性能和电机内部磨损情况。
智能诊断方法
神经网络法
01
利用神经网络模型对电机运行数据进行训练和学习，实现故障
预测和分类。
专家系统法
02
建立电机故障诊断专家系统知识库，通过推理机制对电机故障
进行诊断和分类。
Hale Waihona Puke 模糊诊断法03利用模糊数学原理对电机故障进行模糊建模和诊断，适用于不
材料升级
采用更先进、更耐用的材料来制造电机，提高其性能和使用寿命 。
工艺改进
优化电机的制造工艺，提高生产效率和产品质量。
案例分析
背景介绍
某地铁牵引电机出现故障， 导致列车无法正常运行。
故障诊断
通过检查电机的电流、电压 、温度等参数，发现电机内 部存在短路和过热问题。进 一步检查发现电机内部的绝 缘层已经损坏。
根据故障发生的原因和特点， 牵引电机故障可分为初期故障 、随机故障和磨损故障等。
牵引电机故障的影响与危害
初期故障通常发生在电机安装或调试阶段，可能导致 设备无法正常运行；随机故障通常难以预测，可能突 然发生，导致列车晚点或延误；磨损故障随着设备运 行时间的延长逐渐出现，可能导致设备性能下降或失 效。
修复性维护策略
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2.三相交流牵引电动机的结构组成
2.1定子的组成
定子由铁心（电工硅钢片叠成）、定子绕组和机座组成。
定子铁心内圆有许多形状相同的槽，用于嵌放定子绕组，机座用于固定和支撑定子铁心，要求有足够的机械强度和刚度。
定子外部固定有端盖。
2.2转子的组成
转子由转子铁心（硅钢片叠成）、转子绕组和转轴组成。
转子铁心安装在转轴上，表面开有槽，用于放置或浇注转子绕组。
在转子的一端安装有风扇，用于转子高速转动时的降温散热。
如图2.1所示。
图2.1三相交流电动机
2.3气隙
气隙大小对异步电动机性能有很大的影响。
气隙大，则磁阻大，励磁电流（滞后的无功电流）大，功率因数降低。
气隙过小，则装配困难，运行不可靠，高次谐波磁场增强，从而使附加损耗增加，起动性能变差。
图2.2
1-轴 10-转子 19-锥形油脂喷嘴
2-电机侧半联轴节 11-深沟球轴承（D端） 20-油脂喷嘴盖
3-进气口盖 12-电缆密封接头（10 Nm) 21-锥形油脂喷嘴
4-接线盒 13-盖板 22-连接线
5-出气口网罩 14-六角头螺钉（8 Nm) 23-接线盒盖
6-轴承保护罩 15-张力垫圈 24-六角头螺钉（8 Nm) 7-圆柱滚子轴承（N端） 16-盖板 25-张力垫圈
8-定子外壳 17-六角头螺钉（8 Nm)
9-定子 18-油脂喷嘴盖
上图所示为3相4极交流异步牵引电动机，在车辆上横向安装，D端为输出端。
此自通风型电机的冷却由安装在N端的内部风扇完成。
进气口位于D端前部、进气口盖（3）的上部；出气口网罩（5）位于N端。
定子结构，由绝缘薄钢片叠层组成的定子（9）铁心总成通过热套方法安装在定子外壳内，从而形成了一个固定的定子单元。
定子铁心总成和定子外壳内有轴向通风风道。
定子绕组被嵌入定子铁心总成的槽内。
槽上有盖子进行密封。
线圈的绕组端部、定子线圈接头和接线条用铜焊连接。
接线盒（4）铸造在定子外壳上，上面用接线盒盖盖住。
连接线通过电缆接线片和接线条用螺栓连接在绝缘子上，并穿
过电缆密封接头（12）通向外部。
它们被固定在定子外壳的接线条上。
带有绕组的定子铁心总成采用真空浸漆。
转子结构，一个由绝缘薄钢片叠层组成的铁心总成热套在高强度热处理钢材制成的转子轴上，左右侧均装有止推环。
转子（10）内有轴向通风风道。
转子铜条镶嵌于铁心总成的槽内。
这些转子铜条和 D 端、N 端的铜焊短路环一同构成了转子绕组。
用于电机冷却的内部风扇安装在轴的 N 端。
内部风扇（N端）和转子压环（D端）上都有一个圆周槽，用于安装平衡块。
用这些平衡块可对转子进行动态平衡的调整。
转子由D端深沟球轴承（11）和N端圆柱滚子轴承（7）支撑。
轴承采用油脂润滑，并配备了重新润滑装置。
使用过的油脂存放在尺寸足够大的空间内。
轴承盒采用无接触迷宫密封环密封。
轴承可通过锥形油脂喷嘴（19）和（21）进行重新润滑。