交流牵引电动机

1、第四节、交流牵引电动机三相交流牵引电动机（包括变频异步牵引电动机和自控同步牵引电动机）是跛着现代大力率变流技术的迅速发展而发展起来的.除工业上应用以 外，现己被成功地应用于铁道干线车和高速动车上。异步牵引电动机转子上没有换向器及带绝缘的绕组.不存在换向火花和环火稳定性问题，因此，它结构简恨、运行可靠.可以以更高的圆周速度 运转，使机车具有很宽的调速范围。1.交流牵引电动机的技术优越性由于交流牵引电动机没有换向器工作面圆周速度的限制，因而可以选用高的转速和大的传动比，这样，能显著减轻电机的重量，以抉得较大的单位重 量功率。另外，交流电动机充分利用了原直流电机换向器所占的空间.热量能沿定子圆周均匀

2、散发，改善了电机的冷却效果.明显地增长了电机的寿 命。交流电机的优越性可由下表所示的德国电力机乍用的两种电机参数比较中得到证实，也可由日本东洋电机公司制造的交流、直流牵引电机参数比 较得到证明。两种不同类型牵引电动机参数比较表1电机种类三相异步电动机脉流电动机型号BQCA843UZII6-64K安装机车型号BRI20181.2功率（kW）14001360 （5rnin）持续功率（kW）1400810电机电压（V）22001050持续电流（A）360 （相）830最大转速（r/min）36001860转于直径（mm）930950重量kg）23803630单位重虽:功率（kW/kg）0.5880.

3、375由上表可以看出.对于中小型容虽:的电机，在大致相同的重最和外型尺寸情况下牵引电动机的功率一般比直流电动机的功率大30%。中、小容冕交、直流电机参数比较表2电机类型交流异步电动机直流牵引电动机型号TDK6200-ATDK8270-A小时功率(kW)165130小时转速(r/min)1565L450绝缘等级CC重量(kg)770776机座外径(mm)570570单位重量功率(Kw/kg)0.2140.168单位重量转矩(Nm/Kg)1.3161.1目前，从国外统计资料来看，不同类型电机其单位重量功率可达到的比值约为：直流电动机为0.33kW/kg.同步电动机为0.5kW/kg,异步电动机为

4、0.68kW / kgo随着科技的发展，异步电动机的单位重量功率值将越来越高。如日本新干线上300系列原型试验车.所采用的交流异步牵引电动机其功率 达到300kW，但重坦不足400kg,单位重量功率可达0.75kg.这一经济技术指标，对世界各国正在大力发展的高速机乍尤为有利。众所周知，高速机乍 为改善机乍和轨道的动力学性能.除了改进机乍机械部分结构外，还需减轻簧下重虽，而采用单位重量功率大的异步电动机则是一条行之有效的途径。表3列出了欧洲各国用于电力机车的交流异步电动机的技术参数和经济指标。电力机车用交流异步电动机参数表3制造国家德国德国意大利瑞士丹麦电机型号ITB2824BAZ7096 /

5、AE4026FRA7059EA3000电机功率(Kw)14281250 1250 1105 1020 电压(V) 2050 1730 3200 2190 2050 电流A) 510 493364 352转速(r/min) 1490 1279 2060 1300最大转速(r/min) 40003440 2898绝缘等级C重量(kg)26502010280021001950单位重量功率(kW/kg)0.5390.6220.4460.5260.523单位重量转矩(Nm/kg)3.453.6762.073.861二.交流异步牵引电动机的基本结构异步牵引电动机主要由定子和转于两部分组成。定于通常是无机壳

6、叠片形式.铁芯两端装有摩压板，压板间用拉杆或钢板固定，用电焊将压板、 铁芯和拉杆等焊成一个整体。定子压板又作为转子轴承支架，通过端盖和压板的止口来固定转子部分。转于通常是鼠笼型，其绕组用铝或铜硅铝合金 铸成，容虽较大的牵引电动机则采用铜材料制成。由于异步牵引电动机都采用降低频率起动，起动时集肤效应很小，从磁路饱和及结构简值的理由考 虑，转子可以采用矩形槽。考虑到变频异步电动机控制方式复杂和运行条件恶劣，异步牵引电动机结构上有如下特点。（1）由于异步牵引电动机运行时，需承受来自线路的强烈振动.因此需采用比普通异步电动机校大的气隙（通常为l.5mm2.5mm）=（2）定子槽型一般采用开口型，这样可

7、以用成型绕组以获得良好的绝缘性能.增加运行的可靠性。对于选用气隙较小的电机，可在定子槽口开通 风槽口，这样可增加通风效果，同时还可以增加电机漏抗，减小谐波电流的影响。（3）定、转于铁芯冲片选用0.5mm厚的高导磁、低损耗的冷轧硅钢片.要求内、外圆同时落料，以保证气隙的均匀度。转于铁芯内孔与轴用热套 固定.取消键槽配合，以满足牵引电机频繁正反起动的要求。（4）鼠笼转子的导条与端环间的联接用感应加热银铜钎焊，对于最大转速校大的牵引电动机，可在端环外侧热套非磁性护环，以增加强度和刚度。（5）采用耐热等级高、厚度薄的聚醍亚胺薄膜和云母带作定厂主绝缘。并通常选用C级绝缘材料作H级温升使用.以提高电机热可

8、靠性。（6）开始使用绝缘轴承阻止由于三相电流不平衡时产生的轴电流流过轴承，避免轴承受到电腐蚀，保证轴承寿命。（7）为配合变频调速系统进行转速（差）闭环控制和提高控制精度，在电机内部应考虑装设非接触式转速检测器。（8）为适应高速列车运行需要异步牵引电动机大多采用全悬挂方式（或称架承式悬挂），这种悬挂方式的优点是电机的全部重虽都在簧上，大 大减少了冲击和振动对电机的影响。架承式电机又分为实心轴和空心轴两种传动方式。实心轴传动多用于中型牵引电动机.如德国西门子公司在地铁 车辆上设计厂专用的球形万向联轴节，置于轴伸和小齿轮中间.以补偿运行中轮对和电机间相对垂直位移，避免电机承受弯矩和轴向力，延长轴承寿

9、 命。空心轴多用于电力机车用的大容虽:的牵引电动机，动轴两端采用齿形联轴节结构，便于折装。三、我国典型交直交传动电力机乍中三相交流异步牵引电动机的结构特点和技术参数1. YD103S型异步牵引电动机YD1035型异步牵引电动机是AC400O型交流传动客运电力机车用牵引电动机，其结构如图4 一 25所示。该电机为抱轴悬挂式.体积比较小，但电 机与轮对中心距较大为595皿。因此，在电机与轮对的滚动抱轴箱之间需要增加一个支架，支架为箱式结构，它与机座之间采用8个M36螺检固定. 并且用定位销定位。电机定子由机座、定子铁心、定子线阙等部件组成，转于采用铜条转子。传动端端盖采用空心盘式结构，传动端轴承采

10、用NU332ECM/C4VA301短圆 柱轴承，非传动端采用NJ31SECM/VA301+HJ318带角圈的轴承。在非传动端轴承外侧安装有测速齿盘与株洲电力机乍研究所研制的速度传感器。YDI035型异步牵引电动机的主要技术参数如表4 一 5所示。2. JD121型异步牵引电动机JD121型异步牵引电动机是DJZ型交流传动客运电力机车用牵引电动机，其结构见图4 一 26,它采用无机壳基本结构。定子绕组绝缘采用200级耐 电晕绝缘系统，定子绕组采用专用的拓扑原理涨形机制造。转于为铜合金鼠笼型，采用株洲电力机车研究所和中南大学联合开发的专用铜合金导条、 端环焊接而成。两端端环上套有专用铜合金护环。传

11、动端轴承使用油润滑.传动端、非传动端均采用陶瓷绝缘轴承。定子设计有一排轴向通风孔，转于设计有两排轴向通风孔。3. JD128型异步牵引电动机JD128型异步牵引电动机是“中华之星”动乍组用牵引电动机，与JD121型异步牵引电动机一样，它也采用无机壳基木结构。定子绕组绝缘采用 200级耐电晕绝缘系统，定子绕组采用专用的拓扑原理涨形机制造。转子为铜合金鼠笼，采用株洲电力机车研究所和中南大学联合开发的专用铜合金导 条、端环焊接而成。两端端环上套有专用铜合金护环。定于设计有一排轴向通风孔.转于设计有两排轴向通风孔。定子传动端的压圈上有T削出风口，定于非传动端的压阙上有连接出线盒的孔.整台 电动机靠两端压阙上的12个M3o螺孔安装在托架上，托架再固定在转向架上。传动端端盖为铸钢件.靠它固定齿轮箱体，齿轮箱体外周开有通风孔.利用齿轮箱内的飞溅润滑油来润滑传动端轴承。非传动端端盖为高强度铸 铝