电力机车直流电机检修与维护-直流电机启动、调速、反转与制动

任务七直流电动机的起动、调速、反转与制动项目一直流电机检修与维护1、个别传动：指一台牵引电动机只驱动一个轮对，它是借助电机轴上的小齿轮驱动轮对轴上的大齿轮来实现机车牵引运行的。

个别传动的优点：当一台牵引电动机发生故障时，可单独切除，不会影响其他电机工作，而且充分利用了机车下部空间。

个别传动的缺点：个别轮对容易空转，从而使机车的粘着牵引力降低。牵引电动机的传动与悬挂

（1）抱轴式悬挂抱轴式悬挂是指牵引电动机一侧通过滑动轴承抱在机车动轮轴上，另一侧通过弹性缓冲装置悬挂在机车转向架的横梁上。其重量约一半是直接压在机车动轮轴上，称为簧下重量；另一半通过转向架经轴箱弹簧压在轮轴上，称为簧上重量。故这种悬挂方式也称为半悬挂。一般适用于速度不超过120km/h的客、货两用机车。牵引电动机的传动与悬挂

（1）抱轴式悬挂牵引电动机的传动与悬挂

1、机座2、出线盒3、抱轴油盒123牵引电动机的传动与悬挂

（2）架承式悬挂架承式悬挂是将牵引电动机完全固定在转向架上，这样，牵引电动机的全部重量都成为转向架减振弹簧以上的重量，即成为簧上重量。牵引电动机的传动与悬挂

2、组合传动：

每个转向架上只安装一台牵引电动机，通过变速齿轮装置驱动该转向架的每一根动轮轴。牵引电动机的传动与悬挂

牵引电动机的主要特点1.使用环境恶劣2.外形尺寸受限制3.动力作用大4.换向困难5.负载分配不均匀牵引电动机的传动与悬挂

牵引电动机必须满足的要求1.有足够大的启动牵引力和较强的过载能力2.具有良好的调速性能3.换向可靠4.牵引电动机各个部件具有足够的机械强度5.具有很高的电气强度，良好的防潮和耐热性能6.结构适应机车运行和检修需要牵引电动机的传动与悬挂

直流电动机的起动、调速、反转与制动

电动机的起动是指电动机接通电源后，由静止状态加速到稳定运行状态的过程。直流电动机的启动过程中不仅转速发生变化，而且转矩、电流也发生变化。当忽略电枢绕组电感时，电枢电流Ia，如果他励直流电动机在额定电压下直接起动，由于起动瞬间n=0，Ea=0，故起动电流Ist为：

1.直流牵引电动机的起动直流电动机的起动、调速、反转与制动因为电枢电阻Ra很小，所以，直接起动电流将达到很大的数值，通常可达到（10~20）IN。会造成以下不良后果：（1）使电动机换向恶化，产生严重的火花，导致电刷和换向器表面烧损；（2）产生很大的电磁转矩，使传动机构和生产机械受到强烈冲击而损坏；（3）使电网电压波动，影响供电的稳定性。因此，启动时必须限制启动电流。1.直流牵引电动机的起动

限制启动电流，可降低电动机外加电源电压或增大电枢回路的电阻。

考虑到节能、平滑调速及需较大起动牵引力的要求，直流牵引电机在起动时，通常采用降低直流牵引电机的端电压进行启动，即司机启动时，采用低级位运行。直流电动机的起动、调速、反转与制动1.直流牵引电动机的起动2.直流牵引电动机的转向直流电动机的旋转方向取决于电磁转矩方向，而电磁转矩的方向取决于磁通和电枢电流相互作用的方向。要改变其转向，一是改变电枢电流的方向，二是改变励磁电流的方向。如果同时改变电枢电流和励磁电流的方向，则电动机的转向不会改变。直流牵引电动机为了与整流装置进行配套设计，采用的是保持电枢电流方向不变，改变励磁电流的方向的方案，从而实现了机车运行方向的改变。直流电动机的起动、调速、反转与制动3.直流牵引电动机的调速

在电动机机械负载不变的条件下，用人为方法调节电动机转速叫做调速。电动机转速为：当负载不变时，影响电机转速的有三个因素：（1）电机电枢端电压U；（2）电枢回路的总电阻∑Ra；（3）主极磁通量Φ。

直流电动机的起动、调速、反转与制动

电枢回路串接电阻调速电枢串电阻调速的优点是设备简单，操作方便；缺点是：（1）由于电阻只能分段调节，所以调速的平滑性差。（2）能耗较大（3）经济性差直流电动机的起动、调速、反转与制动3.直流牵引电动机的调速

改变电源电压优点：电源电压如能平滑调节，就能实现无极调节；调速中无附加能量损耗。缺点：需要专用的调压电源，成本较高；转速只能调低，不能调高。直流电动机的起动、调速、反转与制动3.直流牵引电动机的调速

改变主磁通调速优点设备简单，控制方便、功率损耗小，可以提高电机的转速，是直流牵引电动机常用的调速方法之一。

直流电动机的起动、调速、反转与制动3.直流牵引电动机的调速在机车上，为了扩大调速范围，当电机电压接近或等于额定电压时，进行磁场削弱。4.直流牵引电动机的制动牵引电机需要停转或从高速运行转换到低速运行，需要加一个制动转矩来实现。制动转矩分为两种：（1）机械制动（2）电气制动（能耗制动和再生制动）

直流电动机的起动、调速、反转与制动

能耗制动：利用直流电机的可逆性原理，把直流电动机变成发电机。电机转子靠惯性继续旋转，切割方向未变的磁通，所感应的电势仍存在且方向不变，但电枢电流的方向改变，电磁转矩的方向随之改变，成为制动转矩。机车的动能被转换成电能，消耗在制动电阻上。直流电动机的起动、调速、反转与制动4.直流牵引电动机的制动注意的问题：串励发电机特性不稳定，需要改成他励；能量没有被利用，且产生出大量的热能；不易迅速制停；电机的转速越高，制动转矩越大，制动的效果越好；而低速时，制动转矩相应变小，需要配用机械制动，使电机迅速停转。直流电动机的起动、调速、反转与制动4.直流牵引电动机的制动回馈制动：若保持磁通方向不变，当转速升高到一定数值后，感应电势Ea大于电源电压U，电枢电流方向与Ea同向，电机作发电机运行，电磁转矩与转向相反起制动作用，发电机产生的电能送回电网。需注意的问题：（1）在机车上采用回馈制动，需配套全控整流装置；（2）采用回馈制动时，电网容量要足够大。直流电动机的起动、调速、反转与制动4.直流牵引电动机的制动直流电动机的起动、调速、反转与制动4.直流牵引电动机的制动[例2]

一台他励直流电动机的铭牌数据为PN=10kW，UN=220V，IN=53A,nN=1000r/min，Ra=0.3Ω，电枢电流最大允许值为2IN。（1）电动机在额定状态下进行能耗制动，求电枢回路应串接的制动电阻值。（2）用此电动机拖动起重机，在能耗制动状态下以300r/min的转速下放重物，电枢电流为额定值，求电枢回路应串入多大的制动