和谐HXD1型机车用变频异步牵引电机
HXD1型机车总体介绍
和谐1型机车是在西门子公司的“欧洲短跑手”机车平台上，结合其DJ1型交流电力机车在中国大秦线上的运用经验，充分考虑到了大秦运煤专线的特殊环境而研制的一款适用于中国干线铁路重载货运的新型交流电力机车。
第一节机车主要特点和谐1型交流电力机车就其电气传动方式而言，属于交-直-交传动的范围，它有接触网供给高压交流电，在机车上降压、整流通过中间直流环节变成直流电，然后再通过牵引变流器、辅助逆变器将直流电变换成三相交流电，用来驱动交流牵引电机及其它辅助三相交流电机。
机车由电气部分、机械部分和空气管路系统三大部分组成一个有机整体，互相配合，又各自发挥独特作用，共同保证机车性能的正常发挥。
机车电气部分的主要功用是将来自接触网的电能变为牵引列车所需要的机械能，实现能量转换，同时还实现机车的控制。
机车机械部分主要用来安设司机室和各种电气、机械设备，承担机车重量，产生并传递牵引力及制动力，实现机车在线路上的行驶。
电力机车的空气管路系统作用是产生压缩空气供机车上的各种风动器械使用，并实现机车及列车的空气制动。
和谐1型交流电力机车由两节机车重联而成，机车采用国际标准电流制，即单相工频制，电压为25 kV，并能适应中国铁路接触网较宽的电压范围的特点，其每节机车上配备有相同的主电路、辅助电路和控制电路系统，每节机车均可单独运行。
每台机车其两节车主电路之间是通过车顶高压连接器在网侧相连，它使得每台机车仅使用一个受电弓便可实现整台机车的供电。
机车的每节车都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2个2次谐振电抗器的主变压器，通过4个四象限整流器(4QC)向两个独立的中间直流电压环节充电。
每台转向架上的2台三相异步电动机作为一组负载，由连接在中间直流环节中的一个脉宽调制逆变器供电。
因此两路中间直流环节相互独立，所以整台机车牵引力有75％的冗余，从而提高了机车的可利用率。
中间直流环节还连接有谐波吸收电路、过压保护电路和接地检测电路。
HXD1型交传电力机车电气原理分析与故障处理
HXD1型交传电力机车电气原理分析与故障处理课题名称:HXD1型交传电力机车电气原理分析与故障处理二级学院铁道牵引与动力学院班级学生姓名指导老师完成日期2014届毕业设计任务书一、课题名称:HXD1型交传电力机车电气原理分析与故障处理二、指导教师:XX三、设计内容与要求1、课题概述随着轨道交通装备的飞速发展，交传电力机车已普遍应用于我国铁路运输，其中HXD1型电力机车使用广泛，电力机车乘务员和检修人员必须熟练掌握其电气原理和故障分析判断的方法，本课题主要针对铁道司乘、检修方向的学生，要求学生能整体全面了解HXD1型电力机车的总体结构、控制原理、界面显示，能整体分析HXD1型电力机车主电路，辅助电路、控制电路原理，并能根据HXD1型电力机车实际运用中的故障进行分析，根据实际情况进行故障处理方案的设计。
使学生更好的理解交传电力机车的工作原理，培养学生运用所学的知识来分析解决本专业范围内的问题，使学生建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法。
2、设计子课题1)HXD1型电力机车主电路的原理分析与故障处理2)HXD1型电力机车辅助电路的原理分析与故障处理3)HXD1型电力机车控制电路受电弓控制环节的原理分析与故障处理4)HXD1型电力机车控制电路主断路器控制环节原理分析与故障处理3、设计内容与要求1)HXD1型电力机车的总体结构与设备布置2)HXD1型电力机车布线与电气接口布置3)HXD1型电力机车的相关电气线路的电气原理分析4)对HXD1型电力机车常见故障进行分析与判断，设计故障处理方案，编写HXD1型电力机车常见故障判断处理流程，5)绘制相关电气原理图。
四、设计参考书1《HXD1型电力机车》中国铁道出版社《电力机车控制》中国铁道出版社《电力电子技术》中国铁道出版社《牵引电器》西南交大出版社《电气制图及图形符号国家标准汇集》中国标准出版社五、设计说明书要求1、封面、目录 23、内容摘要(200~400字左右，中英文)4、引言5、正文(设计方案比较与选择，设计方案原理、计算、分析、论证，设计结果的说明及特点)6、结束语7、附录(参考文献、图纸、材料清单等)六、毕业设计进程安排第1周:资料准备与借阅，了解课题思路、设计要求说明。
和谐HXD1型机车用变频异步牵引电机
１Ｂ ６４ ０Ｄ ２ Ｔ ２２—Ｔ ０ 型变频异步牵引电机。该电机由西门子
公 司开发 ， 其设计符合 Ｉ Ｃ ０４ — Ｅ ６ ３ ９ ２的要求 ， 有着 优异 的 调速性能 ， 克服 了直流 电机的许多缺点。
８４ １
额定转速 ／ ｍｎ ｒ ｉ～ ・
最高转速 ／ ｍ ｎ ｒ ｉ ・
１ ２ ６ ７
３ ６ ０ ４
７
工作频率范围 ／ ｚ Ｈ
极对数
０ １７ ～ １
２
６
绝缘等级 （ 一体化真空浸无溶剂漆 ）
冷却方式
２０级 ０
强迫风冷
冷却风量 ／ ｍ Ｓ
悬挂方式
质量 ／ｇ ｋ
Ｉ ｖ ｒ ｅ － ｅ ｓ ｎ ｈ ｏ ｏ ｓｔ ａ ｔｏ ｔ ｒｆ ｒｔ ｐ ｎ ｅ ｔ ｒ ｆ ｄ ａ ｙ ｃ ｒ ｎ ｕ ｒ ｃ ｉ ｎ ｍｏ ｏ ｙ ｅＨＸＤ ｃ ｍ ｏ ｉ ｅ ｏ １ｌ ｏ ｔｖ ｏ Ｄ Ｎ ｉｊ ｎ Ｅ Ｇ Ｒ －ｉ ｇ ａ
（ｈ ｚｏ Ｓ １ ｔｃ ｔｒ ０，ｔ．Ｚ ｕｈｕ４ ２０ ， ｈｎ ） Ｚ ｕｈｕＣ ＲＥｅ ｒ ０ ． ｄ， ｈ ｚｏ １０ １ Ｃ ｉ ｃ ｉＭ０ Ｃ Ｌ ａ
作者简介 ： 日江。 邓 工程师 。９４年毕业于华 中理工大学 电机专业 ， １ ９ 现从事电机设计开发１作。 二
一１一 ８ 维普资讯邓 日江 ・ 和谐 Ｈ １ ＸＤ 型机车用变频异步牵 引电机 ・０ ７年第 １ ２０ 期
该 电机定 子主要 由铁 心 、 子 压 圈 、 板 、 定 筋 定子线 圈
Ｈｏ Ｘ １型 大 功 率 交 流 传 动 电 力 机 车 采 用 引 进 的
电力机车基本常识及牵引传动系统考试题
一、填空题（每题2分，共20分）1.HXD1电力机车牵引系统主电路主要由网侧、主变压器、(主变流器)及(牵引电动机)等电路组成。
2.和谐型电力机车牵引电机是变频（异步）牵引电机。
3.2004年底2005年初，中国铁路为提高(大秦运煤专线)的运能，同时也为促进铁路装备技术的现代化。
铁道部与中国南车集团株洲电力机车及(德国西门子)签约，订购180辆八轴大功率货运机车.4.HXD1型机车自2007年交付(太原铁路局湖东机务段)运用，主要用于(大秦铁路)，牵引运煤重载货运列车。
5.HXD1主电路形式：机车采用(交-直-交)电传动技术，每节车配装一台水冷(IGBT) 变流器，给四台三相异步动机供电，辅助逆变器集成在主变流器中.6.BVAC N99交流真空主断路器是由（瑞士赛雪龙）公司生产的。
7.BVAC N99交流真空主断路器分为（高压）、中间绝缘和（控制）三个部分。
8.主变压器是交流电力机车上的一个重要部件，用来将（接触网）上取得的（25KV）高压电变换为具有多种等级的低电压，以满足机车各种电机、电器工作的需要，保证机车正常运行。
9.HXD1型机车车顶安装有（受电弓）、（主断路器）、高压接地开关高压、高压电压互感器、避雷器、高压隔离开关、高压穿墙套管、车顶母线和支持绝缘子等高压电气设备。
10.真空主断路器具有（绝缘性能高）、（采用真空灭弧，环境稳定性好）、结构简单、开关容量大、机械寿命长、维护保养简单、与空气断路器有互换性等特点。
二、选择题（每题2分，共20分）1、HXD1型机车总功率为（A）A.9600KWB. 7200KWC. 6400KW2、电力机车避雷器主要用于机车的（B）保护。
A.接地B.过电压C.过电流D.短路3.HXD1电力机车每节车有(B）个相互独立的主传动变流系统和辅助变流系统。
A.1B.2C.34.HXD1电力机车主变流器从主变压器次边取电通过(C) 个四象限斩波器(4QC)向两个独立的中间电压直流环节供电。
HXD1C型电力机车常见故障与处理
HXD1C型电力机车常见故障与处理摘要HXD1C型电力机车是我国重载机车中常见的电力机车车型，其运行稳定，重载效率高，适应诸多的地区和天气情况而受到我国广大的铁路运营路段所接受。
所以笔者此次的毕业设计是通过对HXD1C型电力机车中最为常见的集中故障进行优化，通过对通风系统、隔离故障和车钩缓冲及夏季运行重司机室积水的问题进行了分析，并提出了笔者认为可以解决问题的处理措施。
希望此次的设计能够给HXD1C型电力机车的高效运行带来帮助，也为自己将要到来的工作提供理论基础。
关键词：HXD1型电力机车；故障；处理第1章引言铁路交通运输在中国是最重要的一种交通运输方式，铁路交通的发展直接关系着中国国民经济的繁荣发展；在“十五”期间发布的重点改造和强化建设中国铁路主通道相关文件中，“八横八纵”在一定程度上为铁路行业的快速发展创造了有利条件，同时也适应国民经济和社会发展的需求。
电力机车和内燃机车作为中国铁路体系的主要运输形式，为提高国民经济效益的优越性做出了巨大贡献；中国根据自身国情以及能源资源情况，确定了铁路运输牵引动力以电力牵引为主，以电力机车、内燃机车逐渐取代蒸汽机车，并将增加电力机车的担负运量作为铁路运输的重点工作。
牵引电机作为电力机车的主要关键结构，在电力机车处于运行状态时，牵引电机能够将接收到的电能转换为驱使机车快速前行的机械能；当电力机车处于制动状态时，牵引电机转换成发电机，通过轮子与铁轨产生制动力并将机械能转换成电能。
交流电力机车作为中国目前主流的机车，结构简单，体积较小，方便放置于空间相对窄小的电力机车内部。
HXD1C型电力机车内部工作是由主变压器接收到的电能转换成驱动行驶的机械能，同时也能将制动机械能转换成电能，HXD1C型电力机车自身结构比较复杂并且长期受到恶劣工作环境的影响，其运行的可靠、安全性直接决定着电力机车的安全行驶，HXD1C型电力机车常见故障的发生在很大程度上会造成严重的铁路交通安全事故，造成国民经济的巨大损失和严重的社会影响。
电力机车考试题
HXD1型电力机车基本常识及牵引传动系统考试题姓名：部门：得分：一、填空题（每题2分，共20分）1.HXD1电力机车牵引系统主电路主要由网侧、主变压器、( )及( )等电路组成。
2.和谐型电力机车牵引电机是变频（）牵引电机。
3.2004年底2005年初，中国铁路为提高( )的运能，同时也为促进铁路装备技术的现代化。
铁道部与中国南车集团株洲电力机车及( )签约，订购180辆八轴大功率货运机车.4.HXD1型机车自2007年交付( )运用，主要用于( )，牵引运煤重载货运列车。
5.HXD1主电路形式：机车采用( )电传动技术，每节车配装一台水冷( ) 变流器，给四台三相异步动机供电，辅助逆变器集成在主变流器中.6.BVAC N99交流真空主断路器是由（）公司生产的。
7.BVAC N99交流真空主断路器分为（）、中间绝缘和（）三个部分。
8.主变压器是交流电力机车上的一个重要部件，用来将（）上取得的（）高压电变换为具有多种等级的低电压，以满足机车各种电机、电器工作的需要，保证机车正常运行。
9.HXD1型机车车顶安装有（）、（）、高压接地开关高压、高压电压互感器、避雷器、高压隔离开关、高压穿墙套管、车顶母线和支持绝缘子等高压电气设备。
10.真空主断路器具有（）、（）、结构简单、开关容量大、机械寿命长、维护保养简单、与空气断路器有互换性等特点。
二、选择题（每题2分，共20分）1、HXD1型机车总功率为（）A.9600KWB. 7200KWC. 6400KW2、电力机车避雷器主要用于机车的（）保护。
A.接地 B.过电压 C.过电流 D.短路3.HXD1电力机车每节车有( ）个相互独立的主传动变流系统和辅助变流系统。
A.1B.2C.34.HXD1电力机车主变流器从主变压器次边取电通过( ) 个四象限斩波器(4QC)向两个独立的中间电压直流环节供电。
A.2B.3C.45.HXD1电力机车每节车辅助变流系统由( )个相同PWM逆变器组成为机车的辅助设备供电。
和谐型电力机车
和谐型大功率电力机车和谐货运电力机车是南车集团和北车集团与国外企业合作，引进消化吸收技术，并国产化的新一代交流传动货运机车。
分为每轴1200KW的和谐1、2、3型（1、2型为八轴，3型为六轴），以及六轴每轴1600KW的和谐1B、2B、3B，以及六轴每轴1200KW的1C、2C、3C。
一、HXD1型电力机车1.发展历程1985年初中国铁路曾为解决晋煤外运的运输瓶颈问题而从欧洲50Hz集团引进了150台（300节）当时最先进的8轴大功率直流传动电力机车——8K型电力机车。
时隔20年，在2004年底2005年初时，中国铁路为进一步提高大秦运煤专线的运能，同时也为促进铁路装备技术的现代化，同株洲电力机车有限公司-西门子合资公司签订了180台（360节）采用欧洲技术的8轴大功率交流传动电力机车——HXD1型电力机车（DJ4 A款）。
HXD1型机车是在西门子公司的“欧洲短跑手”机车平台上，结合其DJ1型机车在中国大秦线上的运用经验而研制的一款适用于中国干线铁路重载货运的新型机车，在设计中尤其考虑到了大秦运煤专线的特殊环境。
首台HXD1型机车于2006年11月8日在中国南车集团株洲电力机车有限公司竣工下线，其编号为HXD10001及0001B。
该车型担当大秦运煤专线2万t列车的牵引任务，目前全部配属太原局湖东车辆段。
截止2007年年底，株洲机车厂共出厂120多台HXD1型电力机车。
2.功能介绍HXD1型电力机车有三种型号：HXD1,HXD1B,HXD1C。
HXD1型电力机车是由两节完全相同的4轴电力机车通过内重联环节连接组成的8轴重载货运电力机车，每节机车设有一个司机室，为一完整系统。
1）主电路形式：机车采用交-直-交电传动技术，每节车配装一台水冷1GBT 变流器，给四台三相异步电动机供电，辅助逆变器集成在主变流器中；2）控制系统：采用西门子SIBAS32系列的微机控制，TCN网络通讯技术；3）车体采用中央梁承载方式，采用独立通风方式；4）转向架：采用低位牵引杆，基础制动采用轮盘制动；5）空气制动系统采用CCBII制动系统，电制动采用再生制动；6）机车具有外重联控制功能，司机可以在一个司机室对两台重联机车进行控制；根据铁道部要求，机车装有LOCOTROL远程重联控制系统，适合于多机分布式重载牵引。
和谐动车系列HXD1,HXD2,HXD3之间的比较
和谐1型HXD1动力机车机车车体车体采用整体承载结构型式，全部由钢板及钢板压型件组焊而成的全钢焊接结构，司机室、侧墙、底架等主要部件构成一体，车体顶盖可拆卸，以便于车内设备吊装，整个车体组成一箱形壳体结构。
车内采用中央走廊方式,走廊地板采用平整、具有防滑功能的花纹钢板，车内设备安装骨架主要采用导轨式安装结构，便于实现车内设备的模块化设计及其安装。
车体两端司机室下方装有排障器，排障器采用板式结构，排障器能进行上下调节，以保证其距轨面高度为110＋10 0mm。
车体前端结构设计能在不拆除排障器的情况下更换车钩及缓冲器。
排障器上装有防落保护装置。
为了适应机车中央布线及布管需要，车体底架中央纵梁上部为内凹结构，在保证结构强度的情况下预留足够的布线空间。
车体侧下设有4个架车支承座和供检修用的四个支承点，在车体支承座架起距轨面高度不超过2500mm的条件下，转向架和主变压器可从车体下推出。
车体侧梁外侧设有4个检修作业用吊车销孔，前后牵引梁两旁分别设有救援用的吊车销孔。
在机车检修库内，天车吊钩距轨面高度达到9,000 mm的条件下，能把机车车体内各屏柜和部件单独吊入和吊出。
车体与转向架间设有连接装置，可使车体转向架一并起吊。
车体主要参数：车体总宽度3100mm车体宽度（扶手杆处）3248 mm车体长度（两端面间）约17138 mm车体底架长度,16839 mm单节车车钩纵向中心线距离17611 mm车钩中心距轨面高,880mm±10 mm车体顶盖距轨面高,4103 mm转向架转向架主要由构架、轮对、驱动单元、一系悬挂和二系悬挂、一系减振器和二系减振器、牵引装置（转向架和车体的连接）、制动装置和转向架附属装置等组成。
主要技术特点：a）满足25t轴重电力机车的运用要求；b）驱动系统采用抱轴悬挂驱动；c）构架由侧梁、横梁和端梁等组成，各梁均采用箱形焊接结构；d）一系悬挂系统由轴箱拉杆、橡胶件、弹簧、油压减振器等组成，轴箱拉杆两端安装球形橡胶关节，和一系簧一起实现轴箱定位；e）二系悬挂采用高挠螺旋钢弹簧配以垂向油压减振器，横向减振器设置在构架两端，同时起到抗蛇行作用；f）牵引装置采用低位推挽式牵引装置；g）基础制动采用轮盘制动；主要技术参数：机车轴式2(B0－B0)轨距1435 mm轴重25t最高运行速度120 km/h轴距2250mm＋2000 mm机车全轴距16260 mm轮径（新/半磨耗/全磨耗）1250mm/1200mm/1150 mm轮对内侧距1353 mm允差+0.5-1mm踏面形状JM3型传动方式单侧斜齿轮传动传动比6.235(106/17)电机悬挂方式滚动抱轴悬挂驱动装置采用同HXD1型机车的轮对驱动系统结构，牵引电机采用滚动抱轴悬挂，由轮对、轴箱、牵引电机、齿轮箱、抱轴等主要零部件组成。
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由于变流器供电对电机磁路造成干扰， 导致变频电 机轴承容易产生电腐蚀， 使轴承损伤， 缩小轴承使用寿 命， 特别是大功率电机， 这种现象更显著。
摘 要 ： 介 绍 ＨＸＤ１ 型 大 功 率交 流 传 动电 力 机 车用 １ＴＢ２６２４－ ０ＴＤ０２ 型 变 频异 步 牵 引电 机 的 基 本 结 构 、 技 术 参 数 和 特
性， 并结合该电机的特征阐述了变频牵引电机的设计参数选取要点。
关键词： 变频牵引电机； 异步电动机； 参数； 结构； 特性
第 ３０ 卷 第 １ 期 ２００７ 年 １ 月 ２０ 日
◆ 大功率机车 ◆
电力机车与城轨车辆 Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅｓ ＆ Ｍａｓｓ Ｔｒａｎｓｉｔ Ｖｅｈｉｃｌｅｓ
Ｖｏｌ． ３０ Ｎｏ． １ Ｊａｎ． ２０ｔｈ， ２００７和谐 HXD1型机车用变 Nhomakorabea异步牵引电机
邓日江
（ 株洲南车电机股份有限公司， 湖南 株洲 ４１２００１）
３．２ 制动特性 电机制动功率为 １ １７６ ｋＷ。 制动起始点亦即最高制动速度点、制动恒功起 始点 ：
电机的制动力矩为 ３ ３４０ Ｎ·ｍ， 转速为 ３ ３０５ ｒ／ｍｉｎ。 制动恒功结束点： 电机的制动力矩为 ５ ４４０ Ｎ·ｍ， 转
速为 ２ ０６５ ｒ／ｍｉｎ。 制 动 结 束 点 ： 电 机 制 动 力 矩 为 ５ ４４０ Ｎ·ｍ， 转 速 为
可见， 变频电机极数不能只根据使电机体积和重量 最小的原则选择， 还必须考虑变流器的 限制、频率、损 耗 分布和功率因数等因素。１ＴＢ２６２４－ ０ＴＤ０２ 变频异步牵引 电机就采用了 ４ 极结构设计， 完全符合极数的选择原则。 ４．３ 定子导体
沿定子槽高度存在分布不均的磁场， 靠近槽口处最 强， 导致导线中电流密度分布不均， 导体靠近槽口处电流 密度最大， 使得电阻增大， 铜耗增加。对小功率电机散嵌
电 机 转 子 主 要 由 导 条 、端 环 、压 圈 、铁 心 和 转 轴 等 部 件组成， 采用铜条鼠笼结构， 特别适用于逆变器供电工 况。为获得更大的额定功率和减少损耗， 转子铁心进行了 优化设计。
电机转轴采用锻造的优质合金钢材料， 具有较高的 机械强度、抗疲劳性能和耐冲击性能。
采用高品质的绝缘轴承， 能有效地防止电流腐蚀， 运 行可靠。非传动端轴承采用润滑脂润滑， 并具有补充润滑 脂的功能。传动端轴承采用油润滑， 经过优化设计的润滑 油路既能保证充分的润滑油润滑轴承， 又不至于因油太 多而导致轴承发热和油泄露， 齿轮磨耗留下的杂质也不 会与润滑油一起进入轴承， 确保轴承安全运行。轴承密封 采用无接触式迷宫结构。轴承计算寿命不少于 ２００ 万 ｋｍ。
１ＴＢ２６２４－ ０ＴＤ０２ 变频异步牵引电机与传动系统匹配 了大的传动比。为了达到如此大的传动比， 电机转轴采用 了内圆锥轴伸结构。 ４．２ 电机极数
通常机车用异步牵引电机极数可以选择 ４ 极和 ６ 极。 从电动机设计的原则来看， 为了获得单位质量的最大转 矩， ６ 极电机比 ４ 极电机好， 因为 ６ 极电机比 ４ 极电机的 气 隙 磁 密 高 、线 圈 端 部 短 和 定 子 内 径 大 。然 而 在 实 际 运 用 中， ４ 极电机比 ６ 极电机更优。在相同转速下， ４ 极电机的 工 作 频 率 比 ６ 极 电 机 低 ３０％， ４ 极 电 机 的 最 高 工 作 频 率 一 般 在 １２０ Ｈｚ 左 右 ， 而 ６ 极 电 机 的 最 高 工 作 频 率 达 到 １８０ Ｈｚ 左右。极数大， 电机工作频率高， 变流器的开关损 耗大， 效率低； 而且， 极数大， 工作频率高， 励磁电流大， 漏 抗大， 铁耗高， 导致电机功率因数低， 效率低。特别在高速 区， ４ 极电机比 ６ 极电机有更高的效率和好得多的功率因 数， 并且容易获得更宽的恒功区而不影响其他性能。
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ ｂａｓａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｙｐｅ １ＴＢ２６２４－ ０ＴＤ０２ ｉｎｖｅｒｔｅｒ－ ｆｅｄ ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｍｏｔｏｒ ｆｏｒ ｔｙｐｅ ＨＸＤ１ ｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅ． Ｔｈｅ ｋｅｙ ｐｏｉｎｔｓ ｔｏ ｓｅｌｅｃｔ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｉｎｖｅｒｔｅｒ－ ｆｅｄ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｍｏｔｏｒ ａｒｅ ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｙｐｅ １ＴＢ２６２４－ ０ＴＤ０２ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｍｏｔｏｒ．
该电机铁心采用优质冷轧硅钢片叠压而成， 该硅钢 片绝缘性能强， 导磁性能好， 铁磁损耗小。
定子绕组匝间绝缘采用耐电晕薄膜， 主绝缘采用交 叉叠包的玻璃布补强有机硅云母带和亚胺薄膜， 嵌装后 整体真空压力浸有机硅漆， 具有良好的电气性能以及防 潮、防霉、耐振、寿命长、可靠性高等特点。绝缘等级 ２００ 级， 可以承受 １０ ｋＶ／μｓ 以上的匝间冲击电压。
１—Ｎ 端端盖； ２—定子； ３—转速传感器； ４—转子； ５—Ｎ 端轴承； ６—Ｄ 端轴承； ７—主动齿轮； ８—Ｄ 端端盖。
图 １ １ＴＢ２６２４－ ０ＴＤ０２ 型电机横剖面图
收稿日期： ２００６－ １２－ １０ 作者简介： 邓日江， 工程师， １９９４ 年毕业于华中理工大学电机专业， 现从事电机设计开发工作。
３ 特性
３．１ 牵引特性 起动点： 电机转矩为 ９ ３３７ Ｎ·ｍ， 转 速 为 ０， 恒 转 矩 起
动至 １３７ ｒ／ｍｉｎ。 恒转矩转折点： 电机力矩 ９ ３３７ Ｎ·ｍ， 转速 １３７ ｒ／ｍｉｎ。 恒功起始点： 电机力矩 ６ ７７０ Ｎ·ｍ， 转速 １ ７２６ ｒ／ｍｉｎ。 恒功结束点： 电机力矩 ３ ５３７ Ｎ·ｍ， 转速 ３ ３０５ ｒ／ｍｉｎ。
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｉｎｖｅｒｔｅｒ－ ｆｅｄ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｍｏｔｏｒ； ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍｏｔｏｒ； ｐａｒａｍｅｔｅｒ； ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ； ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ
ＨＸＤ１ 型 大 功 率 交 流 传 动 电 力 机 车 采 用 引 进 的 １ＴＢ２６２４－ ０ＴＤ０２ 型变频异步牵引电机。该电机由西门子 公司开发 ， 其设计符合 ＩＥＣ６０３４９－ ２ 的 要 求 ， 有 着 优 异 的 调速性能， 克服了直流电机的许多缺点。
冷却方式
强迫风冷
冷却风量 ／ｍ３·ｓ－１
１．３５
悬挂方式
滚动轴承的抱轴式悬挂
质量 ／ｋｇ
约 ２ ５００
２ 结构
１ＴＢ２６２４－ ０ＴＤ０２ 型电机采用滚动轴承的抱轴式悬挂 方式横向安装， 每台 ＨＸＤ１ 型机车由 ８ 台该电机驱动。该 电机采用铜条鼠笼转子。为适应不带电抗器的 ＩＧＢＴ 变流 器的运行， 电机进行了优化设计。１ＴＢ２６２４－ ０ＴＤ０２ 电机主 要由定子、转子、端盖和轴承等部件组成， 其横剖 面图 如 图 １ 所示。
１ 主要技术参数
额定功率 ／ｋＷ
１ ２２４
额定电压 ／Ｖ
１ ３７５
额定电流 ／Ａ
５８４
效率 ／％
９４．５
最高电压 ／Ｖ
１ ４２０
最大电流 ／Ａ
８１４
额定转速 ／ｒ·ｍｉｎ－１
１ ７２６
最高转速 ／ｒ·ｍｉｎ－１
３ ４６０
工作频率范围 ／Ｈｚ
０～ １１７
极对数
２
绝缘等级（ 一体化真空浸无溶剂漆）
２００ 级
在定子铁心齿中安装有温度传感器， 用于监控定子 绕组温度， 保证电机的安全运行。
牵引电机的转速测量及转向确定是由装在电机非传 动端的双通道速度传感器完成的。它给出两路相差 ９０° 的速度信号， 这两个信号用来测量电机转速和判定电机 转向， 以便对电机进行控制。两路信号的相位差用来判断 电机转向。
电机采用强迫通风空气冷却结构。电机设计使用寿 命为 ３０ 年。
现代电机设计追求高效率以节约能源， 高效率电机 主要考虑降低电机铜耗， 因为电机损耗主要体现在铜耗。 电机铜耗包括定子铜耗和转子铜耗， 将电机定子和转子 的电阻减小， 即可减少电机铜耗。对提高效率来说， 电阻 越小越好， 但对变流器供电的电机， 由于存在控制特性的 匹配问题， 转子转差率不能太小； 而且 由于 ＨＸＤ１ 型机车 电机是并联运行的， 转差率更不能太小。所以在满足变流 器运行的要求下， 取最小的转差率以获得电机的高效率。
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电力机车与城轨车辆·２００７ 年第 １ 期
绕组来说， 这个问题容易解决； 大功率电机采用成型绕 组， 有效的方法是降低导体的高度和增加导体的宽度。
１ＴＢ２６２４－ ０ＴＤ０２ 变频异步牵引电机定子绕组导体高 度较小， 宽度较大。为了有效降低导体刚度利于绕组成型 尺寸的稳定性和便于嵌装， 在宽度方向采用两根并绕的 方式。 ４．４ 转子导条和槽形
１３７ ｒ／ｍｉｎ。
４ 设计探讨
１ＴＢ２６２４－ ０ＴＤ０２ 变 频 异 步 牵 引 电 机 应 用 于 ＨＸＤ１ 型 机车， 遵循了变频异步牵引电机基本设计原则， 在选择参 数时， 进行了仔细地权衡， 其设计经验值得借鉴。 ４．１ 电机起动转矩和传动比
机车设计时应根据负载要求选择合适的起动牵引 力。为满足起动牵引力的要求， 可以在电机的起动转矩和 齿轮传动比之间进行匹配， 以达到双方最优。可以选择大 传动比， 降低电机的转矩； 也可以要求电机高转矩， 选择 小传动比， 降低对传动齿轮的要求。起动牵引力一定时， 传动比大， 电机起动转矩小， 电机起动电流小， 可以选择 较低磁场密度， 降低电机的磁场饱和度， 利于控制的准确 性和稳定性， 同时降低综合成本。电机与传动系统的最优 匹配是在保证齿轮强度的前提下， 选择大传动比， 降低电 机起动转矩。