地铁牵引电机

.1、交流牵引电机讲座，(吴顺海)株洲南车电气有限公司2004年10月，2、交流牵引电机讲座提纲，交流牵引电机设计原则，交流牵引电机结构特点，交流牵引电机制造工艺，交流牵引电机试验，交流牵引电机维护，3、交流牵引电机概述、国内外交流牵引电机发展现状、国内交流牵引电机发展趋势、国内交流牵引电机发展水平、国内电机存在的主要问题及解决方案。4、国内外交流牵引电机发展现状，新干线日本川崎、三菱、日立德国ICE西门子欧洲X 2000-ABB法国TGV柊司中国“中国之星”、“奥地利之星”、“蓝箭”、“先锋”、“中原之星”。5，西门子交流异步牵引电机，6、西门子交流异步牵引电机，7、ABB交流异步牵引电机，株洲南车交流异步牵引电机有限公司。株洲南车交流异步牵引电机有限公司。10、西门子交流异步牵引电机，11、交流牵引电机发展趋势，交流、DC、交流、异步变频、直接转矩控制、轴控制、齿条控制、功率集中和功率分散、大功率丙类绝缘、全叠片、铜排转子。12、国内交流牵引电机发展水平、设计开发能力-设计高水平电机工艺制造能力-基本物理质量水平与工艺制造能力-具有一定水平的实际运行条件-是评估期内的主要差异-电机特性的一致性、材料差异、制造工艺差异、物理工艺控制差异。13、交流牵引电机的设计原则、交流电机调速的优点、交流电机的基本工作原理、交流电机调速的基本工作原理、交流牵引电机的设计特点、转矩特性。14、交流电机调速的优点？与DC电机相比，交流电机的转速范围高于DC电机，交流电机的单功率高于DC电机，交流电机的结构比DC电机简单，交流电机的恒功率范围比DC电机宽，交流电机的维护成本较低，但交流电机的调速比DC电机困难。异步电动机的概念，异步电动机的基本工作原理是：定子馈入三相交流电后，在气隙中产生一个以同步速度旋转的磁场。磁场切割转子导杆后，在转子导杆中感应出电流。当带电的转子导杆处于气隙旋转磁场中时，产生电能使转子与定子旋转磁场同向旋转。由于转子导杆中的电流是由转子导杆切割定子绕组产生的气隙磁场引起的，转子的转速只能低于气隙旋转磁场的同步转速，永远无法实现同步。否则，转子导杆与气隙磁场同步旋转，转子导杆不再切断磁场产生感应电流和电能，转子也不能旋转，所以按此原理运行的电机称为异步电机。交流电机的旋转磁场是什么？三相对称绕组对称布置在电机定子上。正弦交流电被引入每个相绕组。单相绕组在气隙中产生脉动磁势(脉动磁场)。脉动磁势的幅度随着电流不断变化。三相绕组在空间上相差120，由三相绕组产生的合成磁势(磁场)是旋转磁势(旋转磁场)。旋转磁势(旋转磁场)被称为旋转磁势(旋转磁场)，因为旋转磁势(旋转磁场)的振幅是恒定的，并且振幅方向在圆周方向上旋转。交流电机的转差率是多少？滑动频率是多少？什么是滑倒？异步电动机转子的实际转速和定子旋转磁场的同步转速之差称为电动机转速差。通常，同步速度n1和电机转子速度N之差与同步速度n1之比称为s、Rm、19、异步电动机的气隙、极数、相数，电动机的气隙是存在于电动机定子和转子之间的间隙，通过气隙产生交变磁场来完成机电能量的转换。交流电机的极数是指定子绕组按照圆周上的偶数均匀排列而成的磁极数。一般来说，有2、4、6和8个极点。定子绕组接线时形成。与DC电机不同，交流电机的极数与转速有关。交流电机的相数也是由定子绕组按照一定的空间值均匀排列在圆周上形成的。通常有三相和六相绕组。当施加的电压和频率恒定时，因为电机的参数是固定的，所以电磁转矩只是转差率的函数。异步电动机的机械特性(M-S曲线)。21，交流电机的基本工作原理，22，交流电机的基本工作原理，在1s0的范围内，电机处于电机运行状态，电磁转矩和转子转速方向一致。S=1是启动操作状态。在sn1中，电磁转矩为负，n为正，电机处于再生制动操作(异步发电)。在s1范围内，电磁转矩为正，n为负，电机也处于制动状态。这种制动方式效率低，电机从电网吸收的电能和机械能在电机内部消耗，用于电梯下降等特殊场合。23，交流电机基本工作原理，最大转矩：电磁转矩与转差率之差，dM/ds=0。简化后，在给定电机参数和定子频率的情况下，最大转矩与定子相电压的平方成正比。对于给定的电机参数和定子相电压，最大转矩与定子频率的平方成反比。24、交流电机的基本工作原理，最大转矩关系到电机能否稳定运行。电机能稳定运行；电机不能稳定运行。起动扭矩(S=1)。25、交流电机的基本工作原理，增加电机转子回路的电阻值可以增加电机的起动转矩。对于给定的电机参数和定子频率，起动转矩与定子相电压的平方成正比。对于给定的电机电压和定子频率，起动转矩与定子-转子电抗(x1 x2)成反比。根据上述公式，可以从以下几个方面调节异步电动机的速度：改变电动机绕组的极对；改变电机绕组的连接方式，逐步调速。改变滑移率；也叫串级调速；适用于绕线转子异步电动机，通过转子电路中串联电阻或串联附加电势来调速。27、交流电机调速原理，改变电机电源的频率。这是最先进、最复杂的调速方法。这种调速方法的特点是能实现频繁的正反转、起动和制动操作，调速范围宽，调速精度高。基本原理是改变应用于异步电动机的电源频率，而电网上50Hz的工业频率不能改变。因此，需要一套变频装置将工频转换成DC，反之亦然，转换成所需频率的交流电。这种调速方法称为变频调速。当电源电压恒定时，如果频率降低，主磁通将增加。在电机主磁路的总体设计中，基频下主磁通量的轻微增加必然会使主磁路过饱和，并导致励磁电流急剧增加，这是不允许的。因此，在进行频率调制时，必须调整电压。有两种方法。一种是恒定不变的流量控制方法。29、交流电机调速原理，电磁转矩，由于转差率小，第一项中分母远大于第二项，因此，30、交流电机调速原理，当电机转矩与电源频率无关时，只要fr通过闭环系统保持恒定，就可以获得恒定的转矩运行。let，Mmax=常数，spee32、交流电机调速原理，恒功率调速，当加速到一定速度时，电机进入恒功率控制模式。以U1E1为例，有两种恒功率控制模式，恒定，恒定，fr=恒定。这种控制模式的过载能力是恒定的。33岁。交流电机调速原理。由于电源电压不能无限增加(绝缘系数)，在一定程度上(额定电压)，电压保持恒定，导致第二控制模式，U1=恒定，s=fr/f1=恒定。当频率从基频到高频时，主磁通减小，相当于弱磁调速。因此，此时kT1/f1，对于具有一定参数的电机，恒功率调速范围是有限的。34，交流电动机的调速原理，n=60f (1-s)/p，35，交流牵引电动机的设计特点，异步牵引电动机设计中要考虑的主要问题，异步牵引电动机采用电压逆变器供电，恒转矩段是脉宽调制波，恒功率段是方波供电，因此电源中含有大量的电压谐波，谐波电压会在电动机中产生谐波电流。电机绕组中k次谐波电压产生的谐波电流有效值为，36，交流牵引电机的设计特性，xs和xr-分别为定子基波漏抗和转子基波漏抗换算成定子，电机绕组中总相电流有效值为，I-电机绕组中总相电流有效值。37、交流牵引电机的设计特点，以及大量高次谐波的存在使得挤压效应的问题，这是只有在普通电机启动时才考虑的，在异步牵引电机正常运行时也必须考虑。挤压效应增加了电机的电阻，降低了漏抗，从而增加了谐波电流的幅值及其对电机的影响。由于逆变器供电，电机绕组中的电流谐波增加了电机的定子电流，增加了电机的损耗和电机的温升，降低了电机的效率和功率因数。*逆变器供电对电机性能有影响，因此异步牵引电机的设计必须给予特殊考虑，38、交流牵引电机的设计特点、*电机变速运行时，采用自通风异步牵引电机，需要考虑电机减速对冷却能力降低的影响。恒功率运行时，应考虑转速增加时电机过载能力降低的影响。应考虑电机的性能，以在整个运行间隔内达到最佳。39、交流牵引电机的设计特点、电机起动特点和谐波转矩问题，异步牵引电机起动用恒转矩控制转子电流不变。不必考虑选择起动电流小、起动转矩大的转子槽形状，以及特殊的定子和转子槽匹配，以防止谐波转矩像普通电机一样“卡死”。当电机在低频运行时，谐波转矩会产生严重的脉动。为了减小转矩脉动，在电机设计过程中，应适当增加转子绕组的漏电感和转子绕组的电阻。40、交流牵引电机的设计特点、*机车总体要求为牵引电机，机车总体要求为牵引电机应体积小、重量轻。在电机设计中应始终贯彻这一要求，以便充分利用电机的有效材料。异步牵引电动机优于DC电动机，因为高转速增加了异步牵引电动机转子的机械应力。因此，在电机设计中，必须充分考虑转子材料结构的选择及其对电机电磁设计的限制。在选择电机绝缘结构和轴承结构时，还应考虑其他问题，如逆变器供电引起的电机定子绕组防电晕、磁路不对称引起的轴电流和静电感应等。电机设计中还应考虑由于机车架控制、车轮直径差异和电机特性差异造成的电机负载分布不均匀的问题。42、交流牵引电机的设计特点、采取的措施、异步牵引电机定子的合理设计和转子槽采用图中所示的槽来减小挤压效应的影响，不受挤压效应影响的槽漏抗可适当增大。定子绕组采用耐电晕FCRKAPTON薄膜线，轴承采用绝缘轴承，防止轴电流损坏轴承。为了防止高次谐波在转子铁芯表面产生涡流损耗，不对转子铁芯表面进行加工，并对定子和转子之间的气隙进行冲压。为了减小机车架控制、轮径差和电机特性差对电机负载分布不均匀的影响，设计了合适的转差频率。因此，采用具有电阻率和优异高温机械性能的铜导体棒。交流牵引电机的特性曲线是什么？效率、功率因数、转差频率、电流、电压、扭矩、功率、46、特性曲线中的各种参数概念、额定功率：指电机在规定条件下正常工作时转轴上的机械功率输出。额定电压：指电机在额定工况下工作时，定子线端的线电压输入。线电压和相电压之间的关系与定子绕组连接有关。额定电流：当电机在轴上输出额定功率时，定子绕组中的线路电流，额定电压加到定子绕组上。额定频率：额定工作条件下输入交流电的频率。中国将标准电源频率设置为50Hz。功率因数：定子相电压和相电流相位差的余弦值，也是电机有功功率和无功功率的比值。效率：电机输出功率与输入功率之比。额定功率、电压、电流、效率和功率因数之间的关系如下：牵引电机转矩特性、电机转矩特性、负载转矩特性、负载转矩特性、负载变化引起的电机速度变化、转矩、频率、0、0，以及负载转矩特性、负载转矩特性、使电机速度恒定的频率变化、转矩、频率、0、电机起动转矩、电机工作转矩、电机最大转矩。48、交流牵引电机的结构特点、交流牵引电机的基本结构、交流牵引电机的定子、交流牵引电机的转子、交流牵引电机的轴承、交流牵引电机的传感器、交流牵引电机的接线盒、交流牵引电机的通风结构、交流牵引电机的基本结构、交流牵引电机的基本结构由定子、转子、轴承、端盖、传感器、接线盒等组成。50、交流牵引电机基本结构图。51、交流牵引电机的定子，定子由机架、线圈、引线、槽楔等组成。52、交流牵引电机的转子，转子由铁芯、导杆、端环、转轴、支架、风扇(自通风电机)等组成。53、交流牵引电机轴承、带绝缘层圆柱滚子轴承、整体保持架加强滚子、向心球轴承、54、交流牵引电机传感器、55、交流牵引电机传感器、56、交流牵引电机传感器、57、交流牵引电机接线盒、58、交流牵引电机通风结构、59、交流牵引电机制造工艺、交流牵引电机典型制造工艺、交流牵引电机线圈制造工艺、交流牵引电机绝缘工艺、 交流牵引电机轴承装配工艺、交流牵引电机机架加工工艺、交流牵引电机冲压工艺、交流牵引电机典型制造工艺、61、交流牵引电机线圈制造工艺、交流牵引电机绝缘工艺、同一线圈匝间绝缘。 其功能是将电机绕组不同电位的导体相互隔离，以避免匝间短路。例如：电枢线圈匝间绝缘(电磁线)、主副磁极线圈匝间绝缘(纤维漆布、坯布、复合箔等)。)，其中电磁线绝缘不仅是线圈的完整匝间绝缘，也是线圈对地绝缘的组成部分。由于匝间绝缘较弱，制造时必须避免损坏。64、交流牵引电机绝缘技术，接地绝缘是指电机绕组与外壳和其他不带