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第五章辅助电机的设计第三节 机车交流辅助传动系统电机的设计机车辅助传动系统的作用内燃机车辅助传动系统的作用：保障柴油机、牵引电动机、牵引电器正常的工作环境及工作条件，带走他们工作过程中产生的热量，提供其工作所需的风压、机油和燃油等及向控制系统提供电源，起动柴油机及给牵引发电机提供励磁。
电力机车辅助传动系统的作用：保障变压器、牵引电动机、牵引电器正常的工作环境及工作条件，带走他们工作过程中产生的热量，提供其工作所需的风压及向控制系统提供电源。
机车辅助传动系统的组成首先介绍一下传统的机车辅助传动系统的构成，对于内燃机车和电力机车分别如下：对于传统的内燃机车，其辅助传动系统主要包括由机械传动、静液压传动和由直流电动机直接驱动三种形式组成。
由辅助传动装置传递动力的辅助设备，有励磁机、启动发电机、前后通风机、测速发电机、冷却风扇及由直流电动机直接驱动的空气压缩机、机油泵、燃油泵等。
以东风 为例，其辅助传动装置的组成如下：在柴油机输出端，由柴油机曲轴经牵引发电机转子轴和弹性法兰、万向轴与起动变速箱相连。
起动变速箱共有两个输出轴分成四个输出端；经两个弹性套柱联轴器分别带动起动发电机和励磁机；经尼龙绳联轴器带动通风机；经三角皮带带动测速发电机。
在柴油机自由端，由柴油机曲轴经传动轴直接带动静液压变速箱。
通过静液压变速箱两测输出轴的内花键，直接带动静液压泵，然后由静液压系统管路将泵打出的高压油输送给静液压马达，直接带动冷却风扇。
静液压变速箱中间轴下部的输出轴，经尼龙绳连接轴带动后通风机。
我国目前电力机车上的辅助电源大多数仍为旋转式的劈相机。
劈相机的电动相绕组（ 相、 相绕组）连接到主变压器辅助绕组的次边，发电相绕组（ 相）则与负载相连。
三相负载的 相电流和 相电流直接从单相电网获得， 相电流则通过异步劈相机获得。
劈相机将单相电源劈成三相电源，供给机车辅助电路的所有三相异步辅助电动机。
在电力机车上，除了辅助压缩机组电动机为直流电动机外，所有辅助电动机均为三相异步电动机。
《电力机车电机》课程学年实施性教学大纲一、课程任务本课程是电力机车专业的一门专业基础课程。
本课程的任务是：使学生具备本专业高素质劳动者和中初级专门人才所必需的电机的基本知识和基本技能，为学生学习专业知识和职业技能，提高全面素质，增强适应职业变化的能力和继续学习的能力打下一定的基础。
本课程的教学目标是：使学生具备本专业必需的电机的基本知识和基本技能，培养学生理论联系实际，初步形成分析问题和解决问题的能力，为学习专业知识和职业技能打下基础，并注重渗透职业道德教育，逐步培养学生的辨证思维能力，增强学生的自我学习意识。
（一）知识教学目标通过本课程的学习，应使学生达到下列要求：1、掌握直流电机、变压器、异步电动机的基本知识。
2、掌握牵引电动机的工作原理、特性、技术参数及结构。
3、理解直流、脉流牵引电动机的运行及换向问题的分析方法。
4、掌握牵引电动机的试验、运用、维护、常见故障的分析处理。
5、掌握主变压器、平波电抗器的工作原理、技术参数及结构、运用、维护、常见故障的分析处理的一般方法。
6、明确异步劈相机及辅助电机的工作原理、结构、运用、维护、常见故障的分析处理的一般方法。
（二）能力培养目标1、初步掌握牵引电动机的常见故障的分析处理及检修的一般方法。
2、初步掌握异步劈相机及辅助电机的维护、常见故障的一般处理方法。
3、掌握电机实验的方法，具备正确选择、使用与实验相关的仪器设备及工具的能力。
二、教学内容和要求（一）理论教学部分课题一绪论1、掌握电机的作用及分类。
2、了解牵引电机的发展概况。
课题二直流电机基本知识1、直流电机的工作原理和基本结构掌握直流发电机的发电原理和直流电动机的转动原理，理解换向器在直流发电机和直流电动机中的作用；掌握直流电机的用途和基本结构；了解直流电机励磁方式的分类；理解直流电机的型号、额定值的含义。
2、理解电枢反应的含义，掌握电枢反应的结果。
3、掌握直流电机电枢电动势和电磁转矩的表达式。
4、了解直流电机影响换向的原因，掌握改善换向的方法。
关于电力机车辅助电源系统的解析电力机车辅助电源系统是机车的重要组成部分，担负着除机车牵引系统主电路以外各种装置的供电任务，是提供风源的空气压缩机、空调、通风机等辅助电动机的三相交流电源，电热器、冰箱、信息显示装置的电源等。
机车辅助电源系统由三相交流辅助电源和直流电源系统组成。
早期的电力机车三相交流辅助电源装置采用旋转劈相机方式，这种电源装置体积大、重量重、响应性差、效率低、噪声大，故障率高，需经常检查、维修。
随着电力电子和开关器件的发展，采用igbt的新型辅助逆变系统正在替代传统的劈相机三相交流系统。
辅助逆变系统不仅为机车各辅助电机提供对称三相电源，同时可满足辅助电机软启动、软制动，不受电网波动影响。
为防止因辅助供电设备故障而影响机车正常运行，辅助逆变系统同时设置各种故障保护及冗余功能。
机车直流电源系统主要由整流装置、蓄电池组成，为机车的控制系统及照明系统等提供所需直流电源，为蓄电池充电，在升弓前或高压设备、牵引变压器故障时，由蓄电池给上述设备供电。
2 三相交流辅助电源系统该系统多采用辅助变流器生成三相交流电压为机车辅助电气设备供电。
辅助变流器根据输入侧的不同将主电路可分为交一直一交型和直一交型；根据输出的不同，可分为恒压恒频(cvcf)逆变器和变压变频(vvvf)逆变器。
在机车上，除了提供恒压恒频的辅助变流器，为节约能耗、降低通风机噪声，按照不同状态下设备所需要的功率来涮节电压和频率的vvvf辅助变流器。
通常，在同一种车型上的cvcf逆变器和vvvf 逆变器硬件结构相同，仅控制方式不同。
下面分别探讨交一直一交型和直一交型辅助变流器的实现方案。
2．1 交一直一交型辅助变流器交一直一交型辅助变流器是南牵引变压器辅助绕组供电，与牵引变流器相同，一般由网侧变流器、中间直流环节、三相逆变器3部分组成。
由于接触网电压的波动较大，因此，交一直一交型辅助变流器输入的单相交流电也有较大的波动，为了获得稳定的中间直流环节电压，辅助变流器的网侧必须采用可控整流电路。
