电力机车主电路分析与检查（十八）

1、（二）平波电抗器平波电抗器是串接在牵引电动机回路中的电感装置，可用来减小 整流电流的脉动，以改善牵引电动机的换回和限制过高的温升。1.平波电抗器的结构txp系列平波电抗器为国产ss系列电力机车配套的平波电抗器。ss4改型电力机车上采用txp7型平波电抗器，ss8型电力机车上采 用txp8型平波电抗器。ss4改型及ss8型电力机车的每节车内装有 一台平波电抗器，它的4组电抗绕组分别串入4台牵引电动机电路中。主受疾苗赛图267 txp7型平波电抗器1 铁心组;2引线;3-绕组;4油道隔板组;5压钉螺栓;6-挡油圈;7垫脚绝缘。txp7型平波电抗器市铁心组装、绕组、引线、油道隔板组等4部分组成，如图

2、2-67所示。txp7型平波电抗器为带气隙的铁心式平波电抗器，有气隙是为了 有效地改善牵引电机的换向，要求脉动系数在很宽的负载范围内基本 保持不变，因此平波电抗器的电感电流特性曲线在其工作范围内近似 一条双曲线。根据具有气隙磁路的特点，只要合理选择气隙长度是能 满足这一要求的。所以，机车上的平波电抗器不仅工作在脉流工况， 而il耍求电感值随负载变化而变化。因此在动力牵引的iec标准上， 称平波电抗器的电感为脉流电感，也可称为摆动电感。铁心组装铁心构成平波电抗器的磁路，铁心组装情况如图2-68所示。除图中所示零部件外，还有夹件绝缘、压梁绝缘、夹板绝缘、压 钉螺栓、接地片等。铁心采用0. 5mm厚

3、的电工钢片叠成，电工钢片牌号为dw470-50o 这种电工钢片为晶粒无取向冷轧电工钢片，表面有涂层，但不很牢固。 在冲剪、运输过程中要小心，不要碰破涂层。该种电工钢片表血波浪 小，叠片系数可达0. 96o3iiii图2-68平波电抗器铁心组装1-铁心；2-散热器侧上夹件；3-变压器侧上夹件；4-散热器侧下夹件；5-变压器侧下夹件；6上压梁；7下压梁；8-拉螺杆；9-气隙垫块；10-穿心螺杆。值得注意的是，平波电抗器一般不能采用晶粒取向冷轧电工钢 片。在额定工况下，平波电抗器铁心在交、直流同时励磁时，磁通密 度已达饱和（因为受尺寸和重量限制，磁通密度取得很高），若采用 晶粒取向冷轧电工钢片，会造

4、成电感量过低，使脉流系数超过30%。 而无取向冷轧电工钢片虽然起始饱和磁通密度并不高，但高饱和时， 它的磁化曲线仍具有较人的斜率，因而在高饱和工况下尚有较人的脉 流电感。平波电抗器铁心柱截面近似圆形。铁心柱的中间部分做成分段 的，每柱有若干段铁心饼。铁轨截面为矩形，铁轨截面大于心柱截面，这是对矩形铁轨截面 的一般要求。在铁轨和铁心饼之间以及铁心饼与铁心饼之间，均安置 有气隙垫块，气隙垫块的材料为环氧玻璃布板。铁心中的磁通在通过气隙时，一部分垂直穿过，另一部分则由气 隙外面绕行而过，后者称绕行磁通，如图2-69所示。气隙越大，绕 行磁通越多，绕行磁通垂直穿过电工钢片边缘时，会产生较大的涡流 损耗

5、和噪咅。气隙分段后，每段气隙相对减小，绕行磁通相应减少， 产生的涡流损耗及噪音就显著减少。绕行磁通o图269通过气隙的磁通气隙分段布置对平波电抗器电感特性有影响，因此，必须使心柱 气隙排放在绕组高度以内，至少低于绕组两个端面10mmo这样可以 减少散磁通，使电感计算较为准确。在结构设计、施工生产、故障检修时，要注意防止平波电抗器的 铁心短路。磁短路会使平波电抗器气隙失去作用，从而使平波电抗器 不能运行。在垂直方向，上、下铁轨与分段铁心之间由两心柱处4根 m22的不锈钢拉螺杆拉紧。在txp7型平波电抗器上，在铁心窗口中 间增设了两根m30的不锈钢拉螺杆。所选不锈钢均为非导磁不锈钢， 这样可避免由

6、于拉螺杆所造成的磁短路问题。上、下铁辄采用穿心螺杆拉紧夹件夹紧；铁心饼采用穿心螺杆拉 紧夹板绝缘夹紧。夹件与电工钢片、穿心螺杆与电工钢片、穿心螺杆 之间都有绝缘措施，以避免铁心的短路故障。拉螺杆和穿心螺杆安装在铁心上时，应使它们彼此z间不构成巨 回路。例如拉螺杆，可在拉螺杆一端用绝缘套管隔断电回路；再如， 穿心螺杆所拉紧的夹板绝缘木身就起到了隔断电回路的作用。匝回路 会使螺杆发热、损耗增大、绝缘老化烧损，最终导致铁心短路。要认真对待平波电抗器铁心接地问题，接地片的设置也要注意方 法，否则亦会造成铁心的短路故障。为了防电感，以使牵引电动机电 流的脉动系数都在允许的范围之内。当故障运行时，例如切除

7、一个转 向架上的两台电机，初始电感降低，但牵引电动机在额定电流运行吋, rti于磁势减少一半，使磁路不饱和，从而使额定电流下的电感变化不 大。绕组采用连续式，两铁心柱上的绕组绕制方向相反。绕组绕制在附有8根撑条的绝缘筒上。撑条用电工绝缘纸板加工 制成，用以构成油道，加强绕组的散热。绝缘筒用酚醛纸筒制成。同一铁心柱上的4组绕组彼此间有10mm的油道。绕组要经过浸漆处理，一般浸1032醇酸树脂漆。绕组浸漆可以 增加机械强度，但是降低了耐电强度和散热能力。由于平波电抗器额 定电流较人，而电压等级并不太高，因此通过浸漆可进一步获取抗短 路能力和过载能力。引线在平波电抗器绕组外部，连接绕组各引出端和油箱

8、上出线端子的 导线称为引线。引线将电感线圈串接在电机冋路。对引线有3个要求：电气性能、机械强度和温升。引线在尽量减 小器身尺寸的前提下，应保证足够的电气强度；为承受运行的颠簸、 长期运行的振动和短路电动力的冲击，应具有足够的机械强度；对长 期运行的温升，短路时的温升和大电流引线的局部温升，不应超过规 定的限值。引线的常见形式有棵圆线、纸包圆线、裸母线排、电缆和铜管等。 txp7型平波电抗器的引线采用裸母线排，由绕组两侧岀线的方式。绕组出线通过钎焊焊在铜排上，铜排将绕组出线引到油箱的出线 装置处，铜排与出线装置之间再通过软编织线（或接线片）连接。将两铁心柱上同位置的绕组并联成为一组电感线圈的纸包

9、导线 称之为联接线，如图8-22所示。txp7型平波电抗器的铜排和油箱出线装置z间的连接采用软编 织线结构。油道隔板组如果平波电抗器仅用强迫油循环风冷（ofaf）,那么循环的油基 本上在器身与箱壁之间通过，仅有很小的一部分通过绕组内部，其原 因为油箱壁与器身z间的油流阻力比绕组内部的油流阻力小得多。由 于绕组内部的循环油以自然对流为主，因此邻近上部绕组的油温明显 地比油箱中的上层油温高出io°c以上。止在试验或运行中由于静电感应作用使 铁心及各金属零部件间产生悬浮电位而导致局部放电，平波电抗器的铁心必须确保一点可靠 接地，接地片的设置就是为了确保铁心一点接地的。铁心垫脚上的定位孔和油

10、箱底的定位钉之间不可避免地存在间隙，平波电抗器在机车 运行时也就不可避免地产生相对位移。同时，平波电抗器采用带气隙的分段铁心结构，较高 的平波电抗器其稳定性也就相对较低，“摇身”现象必须予以重视。为了防止平波电抗器的 “移动”和“摇动”，要求对平波电抗器的上下都进行固定。平波电抗器的上部通过上夹件 与汕箱的3个壁进行固定，卜部通过下夹件的两端与汕箱的两个壁进行固定。为了便于操作, 在汕箱的下部开有手孔。txp7型平波电抗器为降低铁心装配后的总高度，上、下铁轨开了原铁心的上。下两表 面均开有油槽，心往铁饼的高度为60mm。绕组平波电抗器的每个铁心柱上套有一个绕组。每个绕组由4组构成，两铁心柱上相

11、同位 置的各组线圈通过联线彼此井联，构成4组电感线圈。每组电感线圈和一台牵引电动机串联。 四组电感线圈从上到下按c4y4、c2y2、c3y3、c1y1排列（即按4、2、3、1排列）, 对应机车主电路中的4m、2m、3m、号电机。4组电感线圈共铁心（磁路）布置的设计方式比起4组电感线圈设计成独立的4个电 抗器而言，可以节省空间尺寸和重量。但小电流时，4组电感线圈的电感值略有差异，上、 下两个电感线圈的电感值稍人，小间两个电感线圈的电感值则稍小。设计时，适当加人绕组 c3y3c4y4y2c2yc图270平波电抗器引线联接图采用强迫导向油循环风冷方式是改善平波电抗器内部冷却，提高 容量负荷能力的一种有效措施。这种冷却方式的优点是采用结构方面 的措施，使从冷却装置来的油