牵引电机知识

牵引电机一．牵引电动机的组成牵引电动机主要由定子和转子两部分组成。

定子又包括定子铁芯、定子绕组和机座。

定子铁芯由硅钢片叠成，用于放置定子绕组，构成电动机的磁路；定子绕组由铜线绕制而成，构成电动机的电路；机座一般由铸铁或铸钢制成，是电动机的支架。

转子又包括铁芯和转轴。

转子铁芯和定子铁芯相似，也由硅钢片叠成，作为电动机的中磁路的一部分。

铁芯上开有槽，用于放置或浇注绕组，它安装在转轴上。

工作时随转轴一起转动。

绕组分为笼型和绕线型两种。

笼型转子绕组由铸铝导条或铜条组成，端部用短路环短接。

绕线型转子绕组和定子绕组相似。

转轴由中碳钢制成，两端由轴承支撑，用来输出转矩。

为了保证牵引电动机的正常运转，在定子和转子之间存在气隙，气隙的大小对电动机的性能影响极大。

气隙大，则磁阻大，由电源提供的励磁电流大，使电动机运行的功率因数低；但气隙过小，将使装配困难，容易造成运行中定子和转子铁芯相碰。

二．牵引电机的作用铁路干线电力机车、工矿电力机车、电力传动内燃机车和各种电动车辆(如蓄电池车、城市电车、地下铁道电动车辆)上用于牵引的电机。

由于机车既要求有大的牵引力，又要求能高速运行，因此加到电动机上的电压与电流变动幅度较大，故要求电动机能适应较大的调压比，并有一定深度的磁场削弱能力。

牵引电动机在露天工作，环境恶劣，经常受到风沙、雨雪的侵袭，运用地区海拔高度、环境温度的差别很大，空气中的湿度、盐分（海滨区热季）和含尘量也不相同，这些都能使电动机绝缘变差。

因此，牵引电动机的绝缘材料和绝缘结构应具有较好的防尘、防潮能力。

由于牵引电动机在运行中经常启动、制动、过载和磁场削弱，且机车运行时电动机受到冲击和振动都比普通电动机严重，因此，无论是电磁原因或是机械原因都会造成牵引电动机换向困难，换向器上经常产生火花甚至会形成环火。

尤其要指出的是，在脉动电压下工作的牵引电动机，其换向和发热更为困难，因此对脉流牵引电动机的结构选择还要考虑这方面的特殊问题。

HXD3机车牵引电机1 牵引电机的特点及参数1.1 概述YJ85A型电机是逆变器供电的三相鼠笼式异步牵引电机，其整机图片见右图。

该机为滚包结构，单端输出；采用强迫外通风，冷却风从非传动端进入，传动端排出；采用三轴承结构，三个轴承均为绝缘轴承；在二端盖处设有注油口，使用中可补充润滑脂。

1.2 牵引电机的工作特点牵引电机是机车的重要部件，它安装在转向架上，通过齿轮与轮对相连。

机车在牵引运行状态时，牵引电机将电能转化成机械能，通过轮对驱动机车运行。

机车在制动状态运行时，牵引电机将机械能转换成电能，此时机车处于发电状态。

图1 YJ85A牵引电机整机图片牵引电机的工作条件十分恶劣：负载变化大，冲击和振动严重，恶劣的风沙、雨雪气候、受酸碱性气体影响侵蚀严重。

对于交流变频调速异步牵引电机来说，还有一个特殊之处，就是要在PWM波调制、含有大量谐波和尖峰脉冲的、非标准的正弦波电源供电下工作。

机车在云相中，牵引电机要在启动、爬坡这样的大电流状态下运行；要在平之路上轻载高速下运行；要过弯道、过道岔这样的冲击和振动状态下运行；还要能适应沿海多雨潮湿、内地干燥风沙的环境。

1.3 牵引电机的设计要求此处省略许多·外锥齿轮输出：由于电机的扭矩较大，采用锥柄齿轮将使转轴的内锥孔加工困难，本电机采用外准齿轮输出，该结构由德国的VOITH公司设计，在欧洲和美国有运行经验，证明轴与齿轮的强度是安全可靠的。

·耐电晕绝缘材料的采用，是针对PWM波调制的供电电源下工作的交流变频调速异步电机，为仿制绝缘失效所采取的一项有效措施。

这是经过实验室实验证明和其他多种电机的多年生产经验证明的。

但是本机车的PWM波调制的电源由于开关频率较低，供电电源的谐波和尖峰脉冲含量较小，电机的主绝缘系统未采用耐电晕绝缘材料，但在绕组嵌放前，在定子铁芯的槽底喷有一层耐电晕的绝缘漆。

·采用绝缘轴承，是为了防止轴电流对轴承的电蚀。

轴电流的产生是由于非正弦波电源供电和制造中电机内部结构误差引起磁场的不对称所致。

第五章牵引电动机第一节牵引电动机的特点和技术参数牵引电动机是电力机车的重要部件之一，它安装在转向架上，通过传动装置与轮对相连。

机车在牵引状态运行时，牵引电动机将电能转换成机械能，通过轮对与钢轨产生牵引力，并通过轮对驱动机车运行。

当机车在电制动状态下运行时，牵引电动机转换成发电机将机械能转成电能，通过轮对与钢轨产生制动力。

牵引电动机的工作条件十分恶劣，主要表现在以下几方面。

①工作环境恶劣牵引电动机悬挂在转向架上，经受着灰尘、雨雪的侵蚀和不断变化的环境温度并承受着来自轮轨间的冲击和振动。

②负载变化频繁牵引电动机要按机车运行的需要，不断改变工况：机车起动、爬坡时，电机在大电流下工作；机车高速牵引运行时，磁场削弱过深；机车下坡或阻力减小时，电机转速会超过额定值。

所有这些都会使电机换向恶化。

牵引电动机又在脉动电流下工作，韶山7E型电力机车的脉动系数为0.28~0.33。

与直流牵引电动机相比，脉流牵引电动机发热更严重，换向更困难。

③空间限制牵引电动机位于两轮对之间，其轴向、径向尺寸都受限制。

又需要单位体积的输出功率大，所以要求电机结构紧凑和采用高性能绝缘材料及导磁材料。

④动力作用大牵引电动机承受着来自机车轮轨动力作用产生的冲击、振动。

韶山7E型电力机车所用的牵引电动机为带有补偿绕组的六极他复励ZD120A型脉流牵引电动机，电机外形见图5—1。

图5—1 ZD120A型脉流牵引电动机外形ZD120A型脉流牵引电动机在额定电压下的转速、转矩和效率特性曲线如图5—2所示。

图5—2 ZD120A型脉流牵引电动机特性曲线一工作条件ZD120A型脉流牵引电动机在下列条件下可正常工作1 海拔不超过1200m2 最高环境空气温度400C（遮荫处）3 最低环境空气温度－400C4 空气相对湿度：最湿月月平均相对湿度最大90％(该月月平均最低温度250C)5 机车受雨、雪、风、沙的侵袭时，电机冷却空气需经滤清6 机车正常运行时产生的冲击和振动二主要技术参数额定功率 (小时制) 850kW(持续制) 800kW额定电压 (持续制) 910V最高电压1030V额定电流 (持续制) 940A最大工作电流1320A最小恒功电流830A额定转速 (持续制) 995r/min最高恒功转速1665r/min最高转速1840r/min供电方式三段桥相控整流脉流供电励磁方式他复励、无级削弱串励绕组固定分路系数0.87最大励磁率βmax=0.953最小励磁率βmin=0.478 绝缘等级 H/H通风方式强迫外通风通风量 125m3/min保护方式防护式悬挂方式架承式全悬挂传动方式单边直齿，轮对空心轴六连杆传动齿轮传动比 75/32=2.34375三主要结构参数电枢直径φ650mm电枢铁心长 270mm电枢实槽数 93电枢槽形尺寸 8.8mm×40.6mm电枢每槽元件数 4电枢导体排列方式交叉立放电枢绕组形式单迭绕组电枢绕组支路数 6电枢绕组节距 1~16电枢绕组电阻(200C) 0.01032Ω均压线数 93均压线节距 1~125换相器直径φ500mm换向器片数 372换向器长 132mm换向器节距 1~2极数 6主极气隙 5.5mm串励绕组匝数 4他励绕组匝数 32串励绕组电组(200C) 0.0030296Ω他励绕组电阻(200C) 0.08254Ω换向极绕组匝数 6换向极第一气隙 10mm换向极第二气隙 5.5mm换向极绕组电阻(200C) 0.002431Ω补偿绕组匝数 7补偿绕组电阻 (200C) 0.008378Ω每刷握电刷数 3质量转子 1150kg定子 1770kg总质量 3400kg四部分配件参数电刷型号 D374B或DE—7电刷尺寸 2(10mm×40mm×55mm)轴承型号传动端 SKF NU332ECM/V A301换向器端 SKF NH322ECM/V A301 原始游隙大端径向 0.165~0.215小端径向 0.125~0.165小端轴向 0.23~0.45润滑脂牌号：机车牵引电动机轴承脂L—XEGEB2五电机各部分允许温升当冷却风量为125m3/min时，冷却空气温度在10~400C电机各部分允许温升限制值列于下表5-1六螺栓紧固力矩列于下表5-2第二节电机结构ZD120A型牵引电动机结构如图5—3和图5—4所示主要由定子、转子、电刷装置等部分组成。

直流牵引电机是电动车辆中常用的动力装置，其工作原理和故障处理如下：
工作原理：
1. 电磁感应：直流牵引电机通过电流在磁场中产生电磁力来实现转动。

当电流通过电枢线圈时，在磁场中产生电磁力矩，使电机转动。

2. 换向系统：为了实现电机的正常运转，需要一套换向系统，通常采用电刷与电枢之间的接触和分离来实现电流的换向，使电机能持续旋转。

3. 控制系统：通过对电机的电流、电压进行调节，可以实现对电机转速、转矩等参数的控制。

故障处理：
1. 电刷磨损：电刷是电机中易损件，长时间磨损会导致电刷接触不良或断裂。

解决方法是定期更换电刷或修整电刷端面。

2. 电枢绕组断路：电枢绕组断路会导致电机失去动力。

处理方法包括检查电枢绕组，修复绝缘层或更换损坏的绕组。

3. 电刷与电枢接触不良：这可能导致电机运行不稳定、发热过高。

解决方法是清洁电刷及其座槽，确保电刷与电枢之间的良好接触。

4. 电机过载：长时间超负荷运行会导致电机损坏。

通过限制负载或增加散热措施来避免电机过载。

5. 电机绝缘老*：导致电机绝缘性能下降，可能出现漏电等问题。

解决方法是定期进行绝缘测试，发现问题及时更换绝缘材料或绕组。

6. 电机轴承故障：电机轴承损坏会导致振动、噪音增大。

解决方法是更换损坏的轴承。

7. 控制系统故障：包括电流过大、电压不稳等问题，建议检查电机控制器及相关电气元件，进行故障排除。

在处理以上故障时，需要根据具体情况进行仔细检查和维护，确保直流牵引电机的正常运行，从而保证电动车辆的安全和可靠性。

动车组电机知识点总结一、概述动车组电机是动车组的关键部件之一，它负责动车组的牵引和制动工作。

动车组电机的性能直接影响着动车组的运行安全性和经济性。

因此，了解动车组电机的知识点对于动车组维护和运行至关重要。

二、动车组电机的分类1. 永磁同步电机（PMSM）2. 感应电动车3. 牵引电机根据不同的工作原理和应用场景，动车组电机可以分为永磁同步电机、感应电动车和牵引电机三种类型。

永磁同步电机由于具有高效、高功率密度等优点，在动车组中得到广泛应用。

感应电动车主要用于次要驱动或者制动作用。

牵引电机则是用于动车组的牵引系统。

三、动车组电机的特点1. 高效性能2. 大功率密度3. 高可靠性4. 自动化控制5. 可变速6. 高温性能动车组电机在提高效率、功率密度和可靠性方面有着显著优势。

同时，其自动化控制、可变速和高温性能也为动车组的运行提供了便利。

四、动车组电机的工作原理1. 永磁同步电机的工作原理永磁同步电机是利用永磁体的磁场与电流产生的磁场之间的相互作用，实现电能转变为机械能的装置，其工作原理是基于磁场的相互作用来实现电机的运转。

2. 感应电动车的工作原理感应电动车主要依靠电机定子上的感应电流产生的磁场与励磁磁场的交变磁场相互作用产生的机械力矩来实现电机工作，硅钢片的磁滞特性会有所压制主电路中电流的大小。

这就是感应电动车的工作原理。

3. 牵引电机的工作原理牵引电机是利用电能转换为机械能的装置，主要依靠电机转子上产生的磁场与定子的磁场相互作用，从而产生转矩，实现电机的驱动。

五、动车组电机的维护1. 温度监测和散热系统维护2. 轴承维护3. 绝缘维护4. 清洁和检查动车组电机的维护包括温度监测和散热系统维护、轴承维护、绝缘维护、清洁和检查等方面。

这些维护工作能有效延长动车组电机的使用寿命，保障动车组的安全运行。

六、动车组电机的控制1. 变频控制2. 电流控制3. 速度控制4. 转矩控制动车组电机的控制包括变频控制、电流控制、速度控制和转矩控制等方面。

內燃机车电力传动（二）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一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—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;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I H !极；5—电枢绕组；6—底脚；7—电枢槽；8—机座（磁辘）；9—电枢铁芯; 10—极靴。

15—前端盖；16—主极线圈；17—主极铁芯。

•:•直流电动机的基本工作原理图2—3 直流电动机的工作原理＞改变电源正负极，或改变磁场方向时, 电枢线圈所受的电磁力都将反向，电枢反向旋转。

主磁极：由励磁磁势建立主磁场，磁场方向：N 一S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abed电磁力定律：载流导体在磁场中要受到电磁力的作用电磁力大小：f x = B x l z s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感应出电势（电动机中为反电势）感应电势大小：e = BJv 感应电势的方向：按右手定则决定中电流换向，从而保证每个磁极下线圈边中的电流始终是一个方向，使电磁转矩的方向不变，电机按一定方向连续旋转。

换向器:其作用是使旋转中的电枢线•:•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。

＞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小取决于并联支路线圈和总线圈数量的多少。

直流牵引电机是一种常用于电动车、铁路机车等交通工具的驱动装置，其工作原理主要是将电能转换为机械能来驱动车辆行驶。

下面是直流牵引电机的工作原理及故障处理方法：
1. 工作原理：
-直流牵引电机由定子和转子两部分组成。

定子上有一定数目的电枢线圈，转子上则悬挂着一定数目的永磁体或励磁线圈。

-当电源施加到定子上时，产生的电磁场会将转子转动，从而实现牵引。

同时，为了控制电机的速度和方向，需要通过外部电路对电枢线圈进行控制。

2. 故障处理：
-电机无法启动：检查电源供给是否正常，电枢线圈是否损坏，电刷是否磨损过度，电机转子是否卡死等。

-电机发热：检查电机是否正常通电，电枢线圈是否短路，电刷是否与电枢接触不良，风扇是否运转正常等。

-电机转速异常：检查电枢线圈中的电阻值是否正常，电枢线圈是否短路，电刷是否磨损或接触不良等。

针对不同的故障问题，需要采取不同的处理方法，如更换损坏的部件、
进行维护保养、检查电路连接等。

同时，在平时的使用过程中，应该注意对直流牵引电机的日常检查和维护，以延长其寿命并保证运行安全可靠。