机车电机铁道机车86课件

e7d195523061f1c031c703ae827a41d82d848b4543d3ea7289D8E8F86A53FC6163EC8A81A8A66F8C4722339FE4B4358C18D1CC4D5B5DBA40FE7B27962A37062774402BE64D77ED352C2DED658BBCE1924F7F5CA635EC059DDD75B425AB74741BE89B049FB33C280179CB353C47E136C5305ECE3B1F58DF5D7F651E99C4817240C7D8DA3EDCBBE309|铁道机车学院辽宁铁道职业技术学院精品资源共享课程知识模块一直流电机知识点4直流牵引电机换向及通风冷却机车电机1直流牵引电机换向2直流牵引电机通风冷却知识模块一直流电机知识点4直流牵引电机换向及通风冷却|铁道机车学院|铁道机车学院一、直流牵引电机换向电机运行时电枢不停地旋转，当旋转的电枢元件从电枢绕组的一条支路经电刷进入电枢绕组的另一条支路时，元件中电流的方向发生改变，这种绕组元件中电流方向的改变称为换向，电流方向的改变过程称为换向过程。1.火花现象和火花等级2.产生火花的原因3.改善直流牵引电动机换向的方法4.换向器上的环火知识模块一直流电机知识点4直流牵引电机换向及通风冷却知识点4直流牵引电机换向及通风冷却一、直流牵引电机换向1.火花现象和火花等级|铁道机车学院直流电机运行时，其电刷与换向器之间常常伴有火花。火花通常出现在电刷的后刷边，发生火花是直流电机换向不良的直接表现。如果火花在电刷上范围很小，亮度微弱，呈浅蓝色，它对电机运行并无危害，不必要求绝对没有火花。但当火花在电刷上范围较大，比较明亮，呈白色或红色，就会灼伤换向器及电刷，影响电机的正常运行。因此，火花的大小直接反映了直流电机换向性能的好坏。知识点4直流牵引电机换向及通风冷却|铁道机车学院我国国家标准《电机基本技术要求》火花级别电刷下火花的特点换向器及电刷状态1无火花换向器上没有黑痕，电刷上没有灼痕电刷边缘仅小部分有微弱的点状火花，或有非放电性的红色小火花电刷边缘大部分或全部有轻微的火花换向器上有黑痕，但用汽油能擦去，同时在电刷上有轻微的灼痕2电刷边缘全部或大部分有强烈的火花换向器上有黑痕，用汽油不能擦去，同时，电刷上有灼痕，如短时出现这一级火花，换向器上不出现灼痕，电刷不被烧焦或损坏3电刷整个边缘有强烈的火花，同时有大火花飞出换向器上黑痕相当严重，用汽油不能擦出，电刷上有灼痕，如在这一级火花下短时运行，则在换向器上将出现灼痕，同时电刷将被烧焦或损坏一、直流牵引电机换向1.火花现象和火花等级知识点4直流牵引电机换向及通风冷却一、直流牵引电机换向2.产生火花的原因|铁道机车学院电磁原因（1）机械原因（2）化学原因（3）知识点4直流牵引电机换向及通风冷却|铁道机车学院由电机电磁方面的原因产生的火花称为电磁火花。换向时，线圈中电流方向发生改变，大小也发生变化，铁心磁场随之变化，产生感应电动势，此电动势极为复杂，有电抗电动势、电枢反应电动势，都阻碍电流换向引起电磁火花。电磁原因（1）一、直流牵引电机换向2.产生火花的原因知识点4直流牵引电机换向及通风冷却|铁道机车学院牵引电动机在运行中受到强烈振动，换向器、转子和电刷装置不良也会导致电机产生火花，这类火花称为机械火花。机械火花的产生可以归纳为两大类：1）换向器及电机旋转部分的缺陷2）电刷装置的原因。机械火花呈红色或黄色，连续而较粗，沿切线方向飞出，且在换向器表面产生无规律的黑痕。电磁原因引起的火花呈白色或蓝色，连续而细小，基本上都在后刷边燃烧，换向器上留下有规律的黑色痕迹。机械原因（2）一、直流牵引电机换向2.产生火花的原因知识点4直流牵引电机换向及通风冷却|铁道机车学院电机长期运行之后，换向器滑动面会覆盖一层很薄的薄膜，电刷在与换向器接触时，并不是直接与换向器钢片本身接触，而是通过这层薄膜与换向器铜片接触。要获得良好的换向，除保持电磁和机械方面的良好条件外，还必须在换向器表面形成均匀而光亮的薄膜层，不正常薄膜的出现将预示着电机换向的恶化。化学原因（3）一、直流牵引电机换向2.产生火花的原因知识点4直流牵引电机换向及通风冷却|铁道机车学院1）薄膜的形成、化学成分及作用（a）金属氧化膜，由氧化铜和氧化亚铜的混合物组成；（b）碳膜，在氧化膜上面，由微小的碳粒、石墨和其他附着物组成。化学原因（3）一、直流牵引电机换向2.产生火花的原因知识点4直流牵引电机换向及通风冷却|铁道机车学院2）不正常的换向器薄膜（a）黑片：无光泽的黑膜。（b）条纹和沟槽（c）电刷轨痕：平行的电刷轨道之间在色调上的不同。（d）铜毛刺：指在换向片边缘出现像碎片一样的毛刺，逐渐发展成薄铜片延伸至云母槽内。（e）换向器表面高度磨光：指换向器表面的氧化膜被摩擦掉，露出本铜色，抛光发亮，像镜面一样。化学原因（3）一、直流牵引电机换向2.产生火花的原因知识点4直流牵引电机换向及通风冷却改善换向的目的在于消除电刷下的火花。消除换向火花的实质，是设法减小换向元件中附加换向电流。从换向过程分析可知，减小换向元件中的附加换向电流，可通过减少换向元件合成电动势和增大换向回路电阻两条途径实现。设置换向极（1）一、直流牵引电机换向3.改善直流牵引电动机换向的方法换向极装在电机几何中性线上，其作用是在元件的换向区域内建立一个换向极磁势。设置换向极应满足以下条件：1）极性正确2）换向极绕组必须与电枢绕组串联3）换向极磁路处于低饱和状态|铁道机车学院换向极知识点4直流牵引电机换向及通风冷却|铁道机车学院增加换向回路的电阻（2）一、直流牵引电机换向3.改善直流牵引电动机换向的方法换向回路电阻主要是决定于电刷与换向片之间的接触电阻，增加接触电阻可以减小附加换向电流的数值，从而改善电机换向。电力机车上广泛采用高接触电阻的电化石墨电刷。综上所述，电刷性能和结构对电机换向影响很大，选择电刷是十分重要的，必须根据不同电机的具体情况来考虑。知识点4直流牵引电机换向及通风冷却|铁道机车学院一、直流牵引电机换向4.换向器上的环火直流和脉流牵引电动机在某些恶劣（重载运输、坡道运行、深度磁场削弱）条件下运行时，正、负电刷之间可能形成一股强烈的环形电弧，同时伴有闪光和巨响，这种现象称为环火（俗称放炮，是因为产生环火的瞬间，电机发出巨大的响声）。知识点4直流牵引电机换向及通风冷却|铁道机车学院飞弧（1）一、直流牵引电机换向4.换向器上的环火环火具有很大的破坏力，轻则烧伤换向器和电刷，此外，环火时电弧还可能由换向器表面飞跃到换向器前压圈、转轴、刷架圈、磁极铁心或机座上，造成电机接地，这种现象称为“飞弧”。知识点4直流牵引电机换向及通风冷却|铁道机车学院扫膛（2）一、直流牵引电机换向4.换向器上的环火环火相当于电枢通过电刷直接短路，可能烧断电枢绕组并且甩出，造成电机“扫膛”。知识点4直流牵引电机换向及通风冷却|铁道机车学院动轮踏面擦伤（3）一、直流牵引电机换向4.换向器上的环火环火时电机处于发电机状态，这时，电流经环火电弧直接流入励磁绕组，使电机反电动势猛增，电枢绕组产生很大的反向短路电流，使电机处于发电机运行状态，产生一个很大的制动转矩，由于列车惯性很大，造成动轮踏面擦伤。知识点4直流牵引电机换向及通风冷却|铁道机车学院一、直流牵引电机换向4.换向器上的环火产生环火的原因：由于电刷磨损下来的碳粉或电刷碎片以及换向器磨损下来的铜粉聚积在换向片间的沟槽内，加之油泥从电动机外部飞溅到换向器上，这些脏物在两个换向片间形成导电桥。当换向片间电压过高时，此导电桥燃烧而形成火花，这就是电位火花，若片间电压足够大，会在这些导电尘粒燃烧后，出现片间电弧，或称单元闪络。此电弧使周围的空气游离，当换向器转动，该电弧随换向器一起转动，并且由于电弧形成的气体内压力及作用在电弧上的电动力使电弧拉长，当电弧向前扩展时，它遗留下来的电离气体是导电的，因而电弧维持不灭，以致引起环火。知识点4直流牵引电机换向及通风冷却|铁道机车学院一、直流牵引电机换向4.换向器上的环火防止环火的措施：①在设计电机时，限值换向器上电位梯度和最大片间电压值。②采用适当形状的主极极靴，以改善电位分布情况。③装置补偿绕组。④在实际运用中加强维护清理和采取保护措施。|铁道机车学院二、直流牵引电机通风冷却电机发热对电机运行性能有很大影响，温度过高，将使绝缘材料损坏而丧失绝缘性能，以致影响电机的使用寿命，严重时甚至把电机烧毁。同时，过高的温度会引起电机零部件变形，直接影响电机的安全运行。1.电机的温升2.牵引电动机的通风冷却知识模块一直流电机知识点4直流牵引电机换向及通风冷却知识点4直流牵引电机换向及通风冷却|铁道机车学院二、直流牵引电机通风冷却1.电机的温升电机某一部件的温度

与周围介质温度

之差，称为该部件的温升，即在实际使用中，我国有关技术标准规定，冷却空气温度的标准值为

25

C，但绝缘材料不同，电机各部件温升限值不同。电机部件测量方法绕组绝缘材料的不同相应于连续、小时或断续定额的温升限值EBFHC定子绕组电阻法115130155180200电枢绕组电阻法105120140160180换向器温度计法105105105105105知识点4直流牵引电机换向及通风冷却|铁道机车学院二、直流牵引电机通风冷却2.

牵引电动机的通风冷却通风作用越强，风速越大，散热能力就越强，在同样热量下，电机的温升就越低。采用强迫式独立通风的牵引电动机，内部的空气压力一般是大于大气压力。牵引电动机的通风系统：冷却空气由换向器端上部进风口进入换向器室，然后分成两路：一路经换向器表面，电枢和磁极之间空气隙及主极、换向器之间的间隙，到非换向器端；另一路经换向器套筒的内孔道、电枢铁心内部通风孔道和电枢后支架到非换向器端。两路汇合后，由后端盖的排风孔排出。知识点4直流牵引电机换向