CRH5牵引电机

1、1概述1.1简介本章内容涵盖所有安装在CRH5电动车组上的常规6FJA3257A牵引电机。整个牵引电机单元由以下各项组成（参见图1畀）:-6极三相鼠笼式感应电机，叠片可见，无壳体（1）;-2个冷却风机单元（左和右），配有引风机和电机固定支架；-弹性悬挂支撑架，用丁机械连接至电动车组的电机部件（3）；-安全联轴器，用于转子轴万向节传动（4）；-用丁抽排电机释放热风的引风机（5）o牵引电机风机单元支撑架安全联轴器热风引风机图“整个电机单元CRH5车体下安装有10台牵引电机，具体如下：-每节端部牵引年上有2台电机（电动车组的单元1和8）；-每节中间牵引年上有2台电机（电动车组的单元2和7）；-每节中

2、部牵引年上有2台电机（电动车组的单元4）。图显示了牵引电机所处的位置。Ms&匕20*0a2t25IR485IsX:j5i?酸?1219IQGqQiysLI-&BlinQgia1.c*?iiJ%3$3RIQQfR9再Rf3q9、iasg&-ms-Q1ftz-Qh5FH-CLE343b490*:0卜MoMQnbiHofuldoptn3&py、217.5牵引电机的前视图（驱动一侧）牵引电机的前视图（转数检测一侧）以下将简耍介绍构成电机的组件（定子包、轴、轴承、转子、绕组和罩）。定子包由非定向性且相互绝缘的磁粒片组成。置丁相应槽中的三相绕组为缩短节距的双层结构，采用星形连接。铜板、所有绝缘材料和定子浸

3、渍物的绝缘均符合H级强制要求。电机的轴由经铸造并回火的合金钢制成。在铸造和粗加工之后，轴耍经过一系列机械和超声试验；在进行了所有的处理之后，采用验磁器对其进行检查。转子轴端部的锥度比为1:20o支承轴的轴承采用脂润滑，两侧的轴承不同：在驱动一侧有一个滚柱轴承，在转速探测一侧则有一个球轴承。转子包由与定子所用相同性质的片组成，它装配在圆柱形衬套上，后者则以负公差键连接至转子轴上。相应槽中的绕组由铜合金条构成，它们之间通过牢固的铜合金环型铜焊相互短接，为了提高机械牢固度，各个环采用2个热安装的具有高机械抗力的青铜环进行铠装。内部零件由2个闭合及支撑罩绝缘，该罩由铁氧体基体球墨铸铁铸造而成，它可隔离

4、并保护内部零件。1.2牵引链说明由装配在3车和6车上的受电弓所获得的高压被适当变压，经另一节车传输，送至1、2、4、7和8车上的驱动逆变器。逆变器将电压变为向牵引电机供电所需的三相电压，并采用在牢固管道中布设电缆的方式实现机械保护，以电缆将驱动电流送至每台电机的高压接线盒。以下列出牵引电机的主耍电气特性：电源电压:最大起动电流:频率：速度范围：三相（零线相线）:1161V：相线与相线间：2011VAHz0至3121rpm1-3可更换组件的位置电机的主耍L.R.U.组件（现场可更换单元，即可在现场更换的单元）有:-整个牵引电机；-速度检测系统；-热探针；-右侧通风单元；左侧通风单元。关于L.R.

5、U.的详细说明，参见第2章，L.R.U.的位置，请参见图213整个牵引电机右侧通风单元左侧通风单元N丄-速度检测系统a1-7N.I.-热探针可更换的牵引电机组件的位置1.4可接触性1.4.1牵引电机的可接触性若想接触到牵引电机，须先拆卸侧面板和车体下的保护面板，然后下至检査坑中。A危险牵引电机在运行中内部存在高压。在进入之前，须查阅本手册的第3章。危险在操作电机之前，应使用停车制动器、常用制动器使车辆停稳，并用楔块阻止转向架的车轮移动。危险由丁使用过程中产生的泄漏，牵引电机往往会过热。与之接触的绕组和零件的温度可能会达到或超过200C。外壳体可接触到室内空气，故其温度值显著低丁绕组的温度值。因

6、此建议在接近电机时耍谨慎，特别是在电动车组运行结束送回之后。III1.5接口牵引电机与转向架及不体下部具有电气和机械接口。以下将对电气和机械接口进行单独分析。1.5.1电气接口引H电机壳体和构架的高压（HV）和低压（LV）电气连接是在牵引电机上实现的。1.5.1.1高压电气连接对定子绕组的供电方式是：3条高压电缆连入电缆输出盒内，后者固定在定子体上，如图仁9所示。电缆经过盒一侧上布置的3个密封口穿入盒中。电缆在盒内与带孔接线柱端接。盒体密封由一个盖子保证，盖的边缘有一个垫圈，在盒体的边缘嵌有一圈橡胶胶水绝缘层。图1-9高压连接1.5.1.2低压连接电机上的低压电气连接是与二相有效传感器和热探针

7、相关的电连接。一条电缆由驱动器对面一侧的罩上所布置的脉冲发生器引出，再进入一根金属管中，并插入到高压连接盒右侧的定子盒上的一个密封盒内。图110低压连接1.5.1.3接地连接接地连接(分流盒一侧)接地连接方式为：用2个M10螺母将2条接地编织带固定在定子壳体上的2个特定点上。2条接地编织带固定在车体底部。a1-111.5.1.4风机电源风机电源由以2个锁紧螺钉密封的三相插座提供(400Vac50Hz)。1.5.1.3接地连接图112左/右侧风机连接1.5.2机械接口在机械方面，牵引电机与车体（固定至构架）及万向轴传动装置（接头）均有接口。1-5.2.1与电机和车体下部分的接口电机被固定至支撑架

8、，其间有紧固在罩上的加劲螺钉作为衬垫。肖接位丁电机上部的2个托架螺钉充当纵向衬垫，在列车运行时可防止电机异常运动。1.5.2.2电机与万向轴传动装置之间的接口在转子的锥形轴上插有一个安全联轴器，轴上固定有万向轴传动装置。2.功能描述2.1简介本章将全而而详细地介绍CRH5电动午组上所安装的6FJA3257A牵引电机的各组成部件。本章还包含各部件的技术特性以及相应的技术数据。2.2牵引电机2.2.1常规信息该电机为6极三相感应式电机，带有强制通风，依照EN60349-2和EN61377标准的规定生产。用丁制造电机的材料符合现行相关标准UNI、ISO、EU、CEI、IEC和DIN的规定。根据不同的

9、耍求，机械加工的尺寸和儿何形状满足现行UNI和ISO标准的规定。2.2.2技术特性技术数据类型极数冷却系统绝缘介电强度传动侧轴承转速传感器测轴承输入参数供电电压电流输出参数连续功率最高速度最大转矩方波效率噪音释放三相鼠笼式感应电机6强制通风200级每分钟9000Vrms/50Hz绝缘滚柱式绝缘球式1161V（零线与相线间）；2011V（相线与相线间）210,9A567,5kW3121g/1*7000Nm95%2.2.2技术特性2.2.2技术特性在1m距离处所释放的噪音108dBo2.2.2.5运行特性下图示出在牵引和制动过程中要求电机达到的特性Illi线。转矩Nm500100025003000

10、350015002000电机速度rpm功率1003000072.2.2.5运行特性2.2.2.5运行特性图2/牵引和制动曲线电机的构造使其温度具有以下特性：27o/ooo平衡速度将为79km/h；仅有6台电机运行时，列车可以在25km的30o/oo恒定坡度上起动并连续运行。平衡速度将为73km/ho电机的电机效率高于93.5%。以下各图示出了根据上述条件计算出的1111线o604020050100150Trainspeed(km/h)20025000806040200080211111列车牵引力和阻力kNa2-2由列车速度决定的牵引力/功率图（60%工作电机）列车速度(km/h)8000图23

11、空间-时间图（300/0o坡度）2.2.3定子定子包由0.5mm厚的非定向性且相互绝缘的磁粒片组成，特斯拉损耗为1.7W/kg。在片上距槽适当距离处，有一系列的通风口。各片被封装、压制及焊接在2个钢液凸缘之间，后者除了压制封装之外，还对罩进行对中和固定。72号槽上的定子三相绕组为缩短节距的双层结构，采用星形连接。铜板、所有绝缘材料和定子浸渍物的绝缘均符合H级强制耍求。定子的浸渍按照以下整体浸渍说明进行，抽真空并加压，采用H级硅树脂涂料。图24定子2.2.4转子转子包由与定子所用相同性质的片组成，它装配在圆柱形衬套上，后者则以负公差插接至转子轴上。片上带有一系列通风口，其中有90个内装有由线排组

12、成的简单笼式绕组，每槽一个，材料为铜合金，传导率特性可以控制及选择。各线条之间通过牢固的银合金电感与铜合金环铜焊在一起相互短接，为了提高机械牢固度，各个环采用2个热安装的具有高机械抗力的青铜环进行铠装。2.2.5转子轴转子轴由经铸造并回火的合金钢制成。铸造和粗加工之后，应对轴进行机械测试和超声探伤；在所有机械加工作业完成后，将采用验磁器对轴进行检査。轴的结构采用宽尺寸，由相应的氏柱和球轴承支承。它可以承受4000J的转矩应力，且无任何性能缺陷。其公差可实现轴承的最佳插接。轴承由润滑脂润滑，并以迷宫式密封件装配在其壳体中，还配有用于过量润滑脂的排放阀。用于日后润滑的润滑器位于罩上。运动经万向轴传

13、至电机，因此插接有“安全联轴器(SAFESETjoint)”的转子轴上配有一个公锥座(锥度1:20)。带轴的转子单元02-52.2.6转子/轴单元的平衡带有轴的转子部件米用适当的平衡试验机进行平衡。所有平衡调整均通过以螺钉适当固定至2个凸缘（插接在轴上）上的组块进行。期望的平衡条件如下：平衡等级G1AA部nnA锁至平衡配垂标准锁定线242蓝色图26平衡：平衡配重的安装A2.2.7罩锁定和转子支撑罩采用铁氧体球墨铸铁熔铸而成，其在40C下的冲击强度特性受控。首先用加强钢螺钉预装定子包上的罩，再将其与穿过定子包的12根高抗力钢制连杆固定在一起，以便与之构成一个单一整体。连杆配有减振气囊。2.2.7

14、罩2.2.7罩图27驱动一侧的罩图28转速探测器侧的罩2.2.8轴承图29NU1022型直滚柱轴承转子轴（驱动一侧）使用的轴承为适合铁路应用的NU1022滚柱型轴承，具有以下主耍技术特性：公差（ISO492）验收依据轴承类型笼型笼的对中径向间隙（ISO5753）热稳定处理所对应的运行温度绝缘体类型绝缘体厚度或电压应用领域滚柱数量正常精度（PO）NFF18331（资格类型S）NU1022型滚柱轴承整体式笼用黄铜在外部环上C3150C陶瓷140MQ,300Vcc铁路21图2106315型绝缘球轴承转子轴（转速探测一侧）使用的轴承为适合铁路应用的6315绝缘球型轴承。该轴承具有以下主耍技术特性：公差

15、（ISO492）验收依据轴承类型笼型笼的对中径向间隙（ISO5753）热稳定处理所对应的运行温度绝缘体类型绝缘体厚度或电压应用领域球数量正常精度（P0）NFF18331（资格类型S）6315型球轴承整体式笼用黄铜在滚动元件上C4H150C陶瓷140MQ,300Vcc铁路821Y.00j-0.152-1；wr.4Cod14.405寸0OL02.16Lo會LGJ2.sLoooinmCMoIooO9L02.2.9速度控制图2/1发音轮电机的角速度由一套非常精确的系统控制，该系统由一个在转子轴中内置有43个齿的发音轮和一个内置丁罩中的磁阻检测器组成，后者可以发送正比丁电机轴角速度的多个脉冲。齿数据NV

16、3Z30gx11msf=55-500Hz下，10gSiemensFP110L60950Gauss100Q25Q（气隙=8）100Q25Q（气隙=8）20Q最大7.5%0.38%/C750V-50Hz/V100MQ磁阻传感器本体内置在一块单体镀锯黄铜中，带有连接导线，该导线由横截面积为1mm2（18AWG）的柔性单极端子制成，采用硅橡胶绝缘。传感器的主耍机械和电气特性如下：3个方向上对半正弦冲击的抵抗能力:3个方向上对连续振动的抵抗能力：磁阻型号电感磁阻A-B（典型值）磁阻B-C（典型值）每段的AR最小值（气隙0*8）2个电阻之间的对称性温度稳定性对地介电稳定性绝缘（以500Vdc试验）在运行阶

17、段校准之后，二相传感器被以Loctite固定在相应的支架上。因此，支架采用4个M6螺钉固定在罩上，螺钉耍紧固在相应的07mm孔中，可以按照预期将传感器与发音轮之间的距离调整为0.4mmo个用丁基准销的孔可以防止二相传感器在罩上的错误装配。2.2.10牵引电机的热保护2.2.10.1热探针电机由一个热探针保护，以防运行过热。该传感器被置丁定子下方的一个密封盒内。传感器及其管状容器的固定凸缘采用“AISI304”不锈钢制造。该容器与采用“等离子焊接”方式制成的凸缘连接。温度传感器由“Pt100Q/0C/B级”型钳热阻构成。按照DIN43760,对丁不同温度下的电阻值，适用的容差如下表所示。表21不

18、同温度下热探针的电阻值C容差aC（近似）10060.250.320.85080.310.210.5501000.120.3+22108.570.150.41+50119.400.210.55+100138.500.300.8+150157.310.401.05+200175.840.481.3+250194.070.591.55-50C-+200C传感器的主耍特性如下:运行温度范围：3个方向上对半正弦冲击的抵抗能力:30gx11ms500V-50HZ/V介电稳定性:2.2.10.2防火防火由相关的牵引调节器（TCU）和TCMS（列车监控系统）通过从双联热探针采集信号（一个从TCU采集，另一个从

19、TCMS采集）以冗余方式实现，两信号采用或（OR）逻辑处理，并遵循以下模式：当达到警告阈值（170C）时，所涉及的逆变器被同时停机；当达到“报警”阈值（2009）时，牵引逆变器和所涉及的启用均被永久停止；当牵引逆变器和所涉及的启用已被永久停止时，TCU会向TCMS发送“牵引电机定子过热”信息，当达到起火阈值（230C）时，TCMS将启用“司机室操作台”上的“传输过热”。上述条件仅在热探针所示的定子温度返回预期限值内并在之前进行了清空系统试验后方可被复位。如果发现热探针故障，TCU不会启用任何保护干预操作，而只是将诊断信息送至TCMSoTCMS会将此诊断信息与热探针中的相应数据进行比较，如果陶者均提示故障，则热探针将发出牵引逆变器停机指令，并启用工作司机室操作台上的“传输过热”提示。2.2.10.3检査电机通风是否正常它在比上述保护耍低的层次上提供了对定子绕组的一种热保护，适用丁防止其因电机通风不足而发生损坏。它由牵引调节器实现，牵引调节器将初始基准温度视为热探针所示的温度，以此估计牵引电机转子的温度（热映像）。保护被激活时，TCU将停止受控的牵引逆变器。2.2.11冷却系统预期每台牵引电机有2台风机，一台在左侧，