内燃机车电力传动2__第二章牵引电机.pptx

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内燃机车理论培训电器电路部分分解课件

❖ 2、经常用干燥压缩空气清楚换向器表面的炭粒。
❖ 二、刷架的维护保养 ❖ 1、应经常清楚刷杆上的炭粉、油污，保持刷杆表
面清洁，有裂纹时应及时更换。 ❖ 2、刷握压指灵活，弹簧压力在（45±5）N ❖ 3、电刷在刷盒内应上下活动自如，发现电刷与换
向器接触面处产生偏磨，城凹形状，说明电刷与刷盒配合太松。 ❖ 4、电刷与换向器表面的接触面积不应小于电刷全面积的80%。 ❖ 5、电刷磨耗过限或产生崩裂，刷瓣松动、变色应更换电刷。 ❖ 一台电机，一组有2个电刷，4组共8个电刷，更换时要同时全部更换。
第二章直流牵引电机
❖ 东风7C型机车共装配约17台电机，分别用于能量转换与动力传递及完成机车运转所必不可少的辅助工作，其中直流电机占多数。
❖ 第一节直流电机的主要结构
❖ 一、定子
定子是电机的静止部分，它的作用是产生磁场和支撑转子，由机座、主磁极、和换向极等组成。
❖ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、转子
转子是电机的转动部分，它的作用是感应电势和通过电流，转子主要由电枢和换向器等组成。
当微机恒功调节器系统发生故障时，还可用故障励磁调节器，继续给励磁机励磁，维持机车运行。
在主发电机最高恒功率电压限制下，为扩大恒功率速度范围，对机车的牵引电机进行以及磁场削弱。由一套过渡控制电子装置，根据机车轮对的速度信号自动进行磁场削弱的转换。
近几年发展，有电子恒功率调节器发展到综合电子恒功率调节器，现在已达到微机恒功率调节器。
❖ 6、电控驱动装置
❖ 电控驱动装置，由电控阀和风动装置两部分组成。
❖ 电控阀：在电空驱动装置中用来控制风动装置的风路，当电控阀线圈通电并达到一定数值后，衔铁被吸下，打开风路，当线圈失电时，衔铁释放，断开风路。

内燃机车理论培训(电器电路部分)分解

二、刷架的维护保养 1、应经常清楚刷杆上的炭粉、油污，保持刷杆表面清洁，有裂纹时应及时更换。 2、刷握压指灵活，弹簧压力在（45±5）N 3、电刷在刷盒内应上下活动自如，发现电刷与换向器接触面处产生偏磨，城凹形状，说明电刷与刷盒配合太松。 4、电刷与换向器表面的接触面积不应小于电刷全面积的80%。 5、电刷磨耗过限或产生崩裂，刷瓣松动、变色应更换电刷。一台电机，一组有2个电刷，4组共8个电刷，更换时要同时全部更换。
主发电机是一台TQFR-3000型三相交流同步牵引发电机，它产生的三相交流电经硅整流柜三相桥式全波整流后，输送给六台并联的ZQDR-410A型牵引电动机，再由它通过牵引齿轮驱动车轮旋转。从整流柜道牵引电动机之间设有六个主接触器，分别控制六台牵引电动机的通断。另外，还设有两个转换开关（G型车是一个复合转换开关）用它转换牵引电动机励磁绕组电流的方向，改变牵引电机的转向，从而控制机车的前进或后退。
45/36 105/94 248/221 2625/1175 他励
第二章直流牵引电机
东风7C型机车共装配约17台电机，分别用于
能量转换与动力传递及完成机车运转所必不可少的辅助工作，其中直流电机占多数。

第一节直流电机的主要结构一、定子定子是电机的静止部分，它的作用是产生磁场和支撑转子，由机座、主磁极、和换向极等组成。二、转子转子是电机的转动部分，它的作用是感应电势和通过电流，转子主要由电枢和换向器等组成。
3、联锁触头用来使各控制电器按规定的先后
顺序闭合和断开，以实现机车运行要求的某种电器联锁作用。辅助触头又称为联锁触头。正联锁：电器在无电状态下，断开的辅助触头称为常开触头（又叫正联锁）反联锁：闭合的辅助触头叫长闭触头（又叫反联锁） 4、按触头的接触形式分类触头可分为点接触、线接触和面接触三种

《内燃机车牵引控制技术》教学课件—内燃机车电路2

（1）要空压机自动工作，需要司机进行怎样的操作呢？合空压机自动开关“10K”。
YD工作受风压开关YK控制：当风缸风压低于750kPa，YK闭合，YC线圈得电，YD工作；当风缸风压上升至900kPa，YK断开，YC线圈失电，YD停止工作。
一. 空气压缩机打风电路
1.空压机自动控制电路（2）按合10K后，内部电路如何工作？ ① YC线圈电路
§3-4 柴油机启动后的辅助电路
二. 启动发电机发电电路
2.固定发电电路
①DTQ故障导致QF不发电——人为转入固定发电
什么情况下可以人为转入固定发电，司机如何判断，需要进行哪些操作呢？
若闭合5K后，2V和3A没反应，可以人为转入固定发电。
再闭合固定发电开关8K。
GFC吸合，FLC释放，QF得固定的励磁电流。
当UQF上升至127V→浮充电电流达100A → Rc端电压达12.2V → FLJ线圈达电流0.5A，FLJ触头动作，自动控制转入固定发电。
2.固定发电电路
§3-4 柴油机启动后的辅助电路
二. 启动发电机发电电路
②DTQ故障导致QF发电超压——自动转入固定发电
发电超压时，电路如何工作呢？
FLJ触头控制——GFC线圈得电电路
二. 启动发电机发电电路
GFC辅助触头工作表
序号 1 2 3
位置 A89 E74 L64
正/反
所在电路
正 GFC线圈电路
正固定发电信号灯电路
反 FLC线圈电路
动作及用途合：自锁，保持GFC得电。合：接通固定发电信号灯10XD。断：使FLC线圈失电，主触头断开。
复习
1.在柴油机起动之后，使QF正常发电，司机需要什么操作？ 2.识读电路 ① FLC线圈控制电路 ② FLC主触头工作电路（即：QF他励绕组得电电路）

内燃机车理论培训(电器电路部分)解读

柴油机的启动是由一台ZQF-80型起动发电机拖动，该发电机在柴油机起动时由蓄电池供电。待起动后断开电源由柴油机带动，电动机状态转成发电工况，并由电压调整器控制其输出励磁，保持发电电压恒定在110V，用来向低压用电设备及控制电路供电。柴油机转速控制是通过一套无极调速的电子装置，根据司机控制器发出的指令，控制调速器步进电机，实现对柴油机的无极调速。
45/36 105/94 248/221 2625/1175 他励
第二章直流牵引电机
东风7C型机车共装配约17台电机，分别用于
能量转换与动力传递及完成机车运转所必不可少的辅助工作，其中直流电机占多数。

第一节直流电机的主要结构一、定子定子是电机的静止部分，它的作用是产生磁场和支撑转子，由机座、主磁极、和换向极等组成。二、转子转子是电机的转动部分，它的作用是感应电势和通过电流，转子主要由电枢和换向器等组成。
在主发电机最高恒功率电压限制下，为扩大恒功率速度范围，对机车的牵引电机进行以及磁场削弱。由一套过渡控制电子装置，根据机车轮对的速度信号自动进行磁场削弱的转换。近几年发展，有电子恒功率调节器发展到综合电子恒功率调节器，现在已达到微机恒功率调节器。机车具有多种安全保护措施，保证机车、柴油机和电气设备可靠的运行。在微机恒功率调节器内部装有防空转保护装置，当即车轮对发生空转时，可以自动降低主发电机的输出功率。对机车空转进行保护。柴油机设有超速行车保护、水温超温卸载、低油压卸载和曲轴箱超压停机等保护。主电路中设有过流卸载、接地卸载和蓄电池充电过流保护等。
四、火花等级
换向火花的大小直接反映直流电机换向好坏。火花等级：1级、1—、1—、2级、3级共五级，其中前三级火花均为持续运行中对换向器电刷无害的火花，在2级火花作用下，换向器会出现灰渣和墨色痕迹，2级火花只允许在短时间内出现，不允许有3级火花。

内燃机车电力传动(课件)

方向与电抗电势一样，阻碍电流换向
2.2.3换向极电势
eH 2WH l SVS BH
S
N
+
N + +
S
S
VS
2 1
is
eH es
er
3
1、电阻换向
i
is
TH
er es eH
e 0
t is
2、延迟换向
i
is
TH
er es ＞eH
e 0
t is
i
3、加速换向
U I S RS n C e
3.1 改变电源电压调速 U 2＞U1
n
n2
C A B
n1
n2 U 2 n1 U 1
U2 U1
IS
3.2 削弱磁场调速 Cm1 I S 1 Cm2 I S 2
n
I S 2 1 I S 1 2
B A
n2
C
n1
＜ 1
1
IS
n1 U I S 2 RS 1 n2 U I S 1 RS 2
C
1.2同步发电机中感应电势的频率与极对数、转子转速之间的关系
pn f 60
TQFR—300型发电机
f 165H Z , n 1100 / min,p 9 r
1.3每相电势有效值
单匝元件电势有效值
E 4.44 f1
元件为短距时，短距的电角度为β E 4.44 f cos
M
1.4 牵引电动机负载变化时的运行状态 n
I SA
A
U E SA RS
nA
B
B
ESA Ce nA
M A Cm A I SA

内燃机车电力传动2第二章牵引电机

枢反向旋转。
转。
2021/2/23
3
❖具有八个线圈的直流电动机
在实际的直流电机中，电枢上都不只有一个线圈，而是有许多
线圈均匀且牢固地嵌放在电枢铁芯槽中。
➢ 换向器由八个互相绝缘的换
向片组成。
➢ 八个线圈通过换向片联接，
构成了一个闭合的绕组。
➢ 位于磁极中性线上两个电刷
将闭合的绕组分成了两个并
联的支路。
2021/2/23
9
（三）功率平衡方程式和电机效率
电磁功率：
Es
Is
pN 60a
60 2
Is
pN 2a
Is
M
无论是电动机还是发电机，在电功率EsIs与机械功率Mω能量变换过程中，能量守恒。
在能量转换过程中，不可避免地会伴随着各种各样的损耗：
➢机械损耗 ΔP机电机轴承，电刷与换向器之间，旋转部分与空气之间存在的摩擦损耗。
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7
（一）电压平衡方程式
IS +
IS +
ES M RS
IL +
U
U
ES M
RL
UL
RL
RS
-
-
（a）串励电动机
-
（b）他励电动机
图2—11 直流电动机的电路图
对于串励电动机
U = Us + UL = Cenφ+ Is（Rs + RL) = Es + IsRD 对于他励电动机
U = Us = Cenφ+ IsRs = Es + IsRs 由于RD值很小，电压降IsRD不大，故U≈ES。
图2—2 直流电动纵向剖面
1—吊环；2—机座，3—端盖；4—风扇；5—电枢绕组； 6—后压圈；7—轴承；8—轴；9—电枢铁芯；10—前压圈； 11—换向器压圈；12—换向器；13— 电刷；14—刷握装置； 15—前端盖；16—主极线圈；17—主极铁芯。

《内燃机车牵引控制技术》教学课件—内燃机车电路3

3. 电阻制动时所需柴油机功率较小，过高的功率对柴油机工作不利，但过低的转速会降低牵引电机的通风冷却效果。因此电阻制动时主手柄位不宜太高或太低。
二. 电阻制动操作 1.主手柄逐步退回“0”位，使主电路、励磁电路失电，保证主电路无电转换。 2.换向手柄置于制动位，使HKg转至制动位，实现电路由牵引到制动状态的转换。
2.预热锅炉的基本工作原理
向预热锅炉内泵风和燃油，然后点火使燃料燃烧，产生热量；冷却水在管道内不断流经预热锅炉而被加热；加热后的水在机油热交换器中将一部分热能传给机油，使机油同时升温。
三. 预热锅炉控制柜的开关
§3-7 预热锅炉电路
1YK 预热锅炉电源转换开关
预热锅炉电路可由车内的XDC供电，也可由车外220V的单相交流电供电，用1YK来选择供电的方式：
无论主电路直流、交流侧任意位置接地时，DJ线圈都将通过电流，其值达到0.5A时，DJ吸合进行接地保护，切断LC、LLC线圈电路。
2.接地保护电路
五. 接地保护电路
3.接地保护动作后的现象
信号灯4XD和7XD亮、柴油机卸载。
§3-6 机车保护电路
4.故障解除后的解锁
接地继电器内部有机械联锁装置，无法靠电路解锁，故障解除后，需人为扳动解锁杆进行解锁。
如果机车在电阻制动时再加空气制动，机车轮对可能抱死。用KLF保护。当电阻制动时，KLF得电，其作用是：如果自动制动阀置制动位时，机车制动缸压力自动缓解为零，机车不产生空气制动力，但不影响列车车辆空气制动。
励磁电路
三. 电阻制动电路
① 2HKg(1)切断CF向L提供励磁电流的通路； 1HKg(2)接通电阻制动控制箱工作电源和0位封锁线电路；零位封锁线电路接通时，励磁机无励磁电流，机车无制动力。

内燃机车电力传动

内燃机车电力传动————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：内燃机车电力传动第一节概述内燃机车的原动机一般都是柴油机，从柴油机曲轴到机车动轮(轮对)之间,需要一套速比可变的中间环节,这一中间环节称为传动装置。

内燃机车的传动装置有电力传动、液力传动和机械传动三种，电力传动又分为直-直流电力传动、交-直流电力传动、交-直-交流电力传动和交-交电力传动，目前国内使用的DF4、DF5、DF7、DF8、DF11等型机车均采用交-直流电力传动。

一、电力传动装置的作用1.传动作用将机车柴油机曲轴输出的机械能进行能量变换，传递给轮对，驱动机车运行，并使机车具有理想的牵引特性。

要求机车牵引力和运行速度都有一个比较宽广的变化范围，并且在较大的机车速度范围内，柴油机都始终在额定工况下运行，即柴油机的功率能够得到充分发挥和利用。

此外，机车应具有足够高的启动牵引力。

2.制动作用利用直流电机的可逆原理，在电阻制动工况时，将直流牵引电动机改为直流发电机，通过轮对将列车的动能转变为电能，消耗在制动电阻上，在以热能的形式逸散到大气中。

在这过程中，牵引电动机轴上所产生的反力矩作用于机车动轮上而产生制动力。

这种制动作用称为电阻制动。

传动装置应保证机车电阻制动性能的要求。

3.辅助作用驱动机车辅助装置的一些泵组工作，或对机车系统中的油水经行预热，以及机车照明、取暖等。

4控制作用按照机车设计要求和操纵顺序，自动或手动完成有关器件的动作，以保证柴油机在无负载情况下启动，进行转速调节，保证机车在起动过程中的平稳，并能保证机车换向运行等。

以达到操纵控制机车正常运行的目的。

5.监视及保护作用使机车操纵者能正确了解机车各部分的工作状态，及时显示某些必要的参数值。

当机车某部位出现故障时，能自动显示或采取有效措施，以尽量维持机车运行和避免事故的扩大。

二、交-直流电力传动基本原理及组成部分柴油机工作时产生的动力由曲轴输出,通过弹性联轴器与同步牵引发电机相连,发电机将柴油机的动能变成电能即三相交流电输出,经整流后送给直流牵引电动机,电动机再将电能变成动能经齿轮传递给轮对形成牵引力。

东风10D内燃机车电传动基础课件

第二章电机
TQFR-3000E同步主发电机外形图
第二章电机
第三节牵引电动机
东风10D型调车内燃机车共装有六台直流串励牵引电动机,电机通过抱轴承悬挂在机车车轴上。一、结构
ZDl09Z型牵引电动机结构
1-62318QTU轴承；2一档油板；3一前端盖；4一刷杆；5一换向器；6一电刷；7一主极线圈；8一主极铁芯；9一机座；lO一电枢线圈；11-后端盖；12一E32330EEQTU轴承；13一换向极铁芯；14-换向极
第二章电机
三、直流电机的换向
电机在工作中，电枢绕组元件从N极下向S极下(或从S极下向N 极下)过渡时其元件中电流方向要进行改变，这种绕组元件电流方向改变的过程称为换向。
由于直流电机换向的存在，在电刷与换向器之问常会出现火花，火花的大小直接反映了直流电机换向的好坏。火花大小程度分为5个等级：1级、11 级、11 级、2级、3级。
（2）换向器片间云母下刻情况：正常的换向器云母下刻深度为1.2～1.6 mm，换向器片两侧0.5×45°倒角处应无毛刺。
第二章电机
换向器的维护和保养
（1）经常用高压风清除换向器表面的碳粉，如换向器表面有油或轻度的黑色痕迹，可用干净布蘸酒精擦抹。
（2）如换向器表面有较明显的烧伤痕迹，而且用布擦抹无效时，可用00#玻璃砂布紧贴换向器表面进行打磨，时间不宜太长。打磨后须用高压风吹净。
东风10D内燃机车电传动
第一章电气系统概述
第一节电力传动装置
内燃机车的动力是柴油机，从柴油机到机车动轮之间，由电气设备组成的中间环节，叫做电力传动装置。它的任务是使柴油机工作特性适合于机车牵引的要求。
东风10D型调车内燃机车采用交—直流电力传动装置。传动装置主要包括：同步主发电机、牵引电动机、启动发电机、励磁机、蓄电池、牵引整流柜等。为控制、保护和监视这些设备正常工作，还装设许多辅助设备。如：内燃机车控制器、转换开关、接触器、继电器、司机控制器、电测仪表、照明系统等。

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M
PN
2a
I
s
Cm
Is
Cm—转矩常数，决定于电机的结构； φ—磁通（Wb）；
Is—电枢电流（A）；M—电磁转矩（N · m）。
➢ 感应电势的计算公式
Es
PN 60a
n
Ce
n
Ce—电动势常数决定于电机的结构； φ—磁通（Wb）；
n —电机转速（r/min）；Es—感应电势（V）。
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8
（二）转矩平衡方程式
➢ 电动机瞬态的转矩平衡方程式：
M
(t)
M z (t)
M 0 (t)
J
d
dt
M—电磁转矩，Mz
—负载阻力转d—惯性转矩。
dt
➢ 电动机稳定运行条件下的转矩平衡方程式：
MJ
J
d dt
0
则 M = MZ + M0
一般M0 （由摩擦损耗和铁磁损耗等引起）较小，故M≈MZ。
➢ 所有的线圈都被利用来产生
电磁转矩和感应电势，其合
成感应电势和电磁转矩的大
图 2—4 具有八个线圈的直流电动机
小取决于并联支路线圈和总
线圈数量的多少。
2020/11/28
4
二、直流电动机的电磁转矩和感应电势
电磁转矩和感应电势是直流电动机实现机电能量变换所不可缺少的两个要素。
➢ 电磁转矩的计算公式
内燃机车电力传动
（二）
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1
第一节直流牵引电动机
一、直流牵引电动机的工作原理
在交—直流电力传动装置中，广泛采用直流串励电动机作为驱动机车车辆的牵引电动机，它的工作原理与一般直流串励电动机相同。
图2—1 直流电动机横向剖面
1—主极线圈；2—主磁极；3—换向极线圈； 4—换向极；5—电枢绕组；6—底脚； 7—电枢槽；8—机座（磁轭）；9—电枢铁芯； 10—极靴。
5
❖直流电机的可逆性
在一定的条件下，直流电机既可作为电动机运行又可作为发电
机运行，由此应用于机车上的牵引工况和电阻制动工况。
➢ 电动机工况：克服反电势，输入电能，产生电磁转矩，驱动
电机负载旋转，将电能转变为
机械能。
➢ 发电机工况：由原动机拖动电机旋转，在电枢绕组中产生感
图 2—10 直流电机不同运行方式下的电磁转矩和感应电动势
枢反向旋转。
转。
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3
❖具有八个线圈的直流电动机
在实际的直流电机中，电枢上都不只有一个线圈，而是有许多
线圈均匀且牢固地嵌放在电枢铁芯槽中。
➢ 换向器由八个互相绝缘的换
向片组成。
➢ 八个线圈通过换向片联接，
构成了一个闭合的绕组。
➢ 位于磁极中性线上两个电刷
将闭合的绕组分成了两个并
联的支路。
图2—2 直流电动纵向剖面
1—吊环；2—机座，3—端盖；4—风扇；5—电枢绕组； 6—后压圈；7—轴承；8—轴；9—电枢铁芯；10—前压圈； 11—换向器压圈；12—换向器；13— 电刷；14—刷握装置； 15—前端盖；16—主极线圈；17—主极铁芯。
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2
❖直流电动机的基本工作原理
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9
（三）功率平衡方程式和电机效率
电磁功率：
Es
Is
pN 60a
60 2
Is
pN 2a
Is
M
无论是电动机还是发电机，在电功率EsIs与机械功率Mω能量变换过程中，能量守恒。
在能量转换过程中，不可避免地会伴随着各种各样的损耗：
➢机械损耗 ΔP机电机轴承，电刷与换向器之间，旋转部分与空气之间存在的摩擦损耗。
(a) 电动机；
(b) 发电机。
M——电磁转矩； MZ——阻力转矩； MT——拖动转矩
应电势，输出电能，即将机械能转变为电能；而电磁转矩的方向与拖动转矩的方向相反，称为制动转矩。
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6
三、直流电机的基本方程式
直流电机是传动系统中进行机电能量变换的元件。直流电机的基本方程式是指直流电机电系统中的电压平衡方程式、机械系统中的转矩平衡方程式以及功率平衡方程式。这些方程式综合了电机内部的电磁过程，同时也表达了电机外部的运行特性及功率平衡关系。
U——电源电压（V）；
Us——电枢绕组的端电压（V）；
UL——（UL=ILRL）励磁绕组的端电压（V）；
ES——电枢反电势（V）； Is——电枢电流（A）； IL——励磁电流（A）； Rs——电枢绕组电阻（Ω）； RL——励磁绕组电阻（Ω）； RD——（RD=RS+RL）电枢回
路的电阻（Ω）。
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（一）电压平衡方程式
IS +
IS +
ES M RS
IL +
U
U
ES M
RL
UL
RL
RS
-
-
（a）串励电动机
-
（b）他励电动机
图2—11 直流电动机的电路图
对于串励电动机
U = Us + UL = Cenφ+ Is（Rs + RL) = Es + IsRD 对于他励电动机
U = Us = Cenφ+ IsRs = Es + IsRs 由于RD值很小，电压降IsRD不大，故U≈ES。
➢铁损耗ΔP铁电枢铁芯中由磁滞和涡流所引起的能量损耗一旦电机旋转，不管它是否带负载，机械损耗和铁损耗就会存在，
因此通常把这两项损耗合起来叫做空载损耗ΔP空，即ΔP空=ΔP机+ΔP铁 ➢铜损耗ΔP铜
因为电枢绕组、励磁绕组、电刷、电刷和换向器接触处都存在电阻，
合为RD，近似为铜导体电阻，当有电流流过时，就会产生铜损耗ΔP铜 =I2RD。
感应出电势（电动机中为反电势）
感应电势大小：e = Bx l v 感应电势的方向：按右手定则决定
图 2—3 直流电动机的工作原理
➢ 换向器：其作用是使旋转中的电枢线圈中电流换向，从而保证每个磁极下线圈
➢ 改变电源正负极，或改变磁场方向时，边中的电流始终是一个方向，使电磁转
电枢线圈所受的电磁力都将反向，电矩的方向不变，电机按一定方向连续旋
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10
❖直流电机功率平衡关系
根据能量守恒定律，电机的输入、输出和损耗之间存在一定的平衡关系。
P1=UIS
P=EIS
P=Mω
P2=MZω
ΔP铜
ΔP机
ΔP铁
ΔP空
图2—12 直流电动机的功率平衡图
➢ 主磁极：由励磁磁势建立主磁场，磁场
方向：N S
ex
➢ 静止的电刷（ A和B）与换向器滑动接触，
将直流电引入电枢线圈abcd
fx
➢ 电磁力定律：载流导体在磁场中要受到
电磁力的作用
换向器
ex fx
电磁力大小：fx = Bx l is 电磁力的方向：由左手定则决定
一对电磁力形成电磁转矩Mx ➢ 电磁感应定律：运动导体切割磁力线必