郑铁院机车电传动系统课件03直流牵引电动机的特性

第三章直流牵引电动机的特性

第一节牵引电动机的一般概念第二节直流牵引电动机的工作特性第三节各种励磁方式直流牵引电动机的特性分析第四节直流牵引电动机的起动、反转、调速和制动第一节牵引电动机概述牵引电动机是驱动机车车辆动轮轴的主电动机。是电传动机车、车辆的主要部件之一。牵引电动机的基本特性与同类型的普通电动机大体相同，但是为了满足牵引电动机特殊的使用条件，在设计参数选择和结构形式上不同于普通电动机。

1.牵引电动机的工作条件

2.直流牵引电动机的特性

3.各种励磁方式直流牵引电动机的特性

4.牵引电动机的磁场削弱

牵引电动机工作条件

1.使用环境恶劣。2.外形尺寸受限制。3.动力作用大。4.换向困难。5.负载分配不均匀。牵引电动机必须满足的要求

1.应用足够大的启动牵引力和较高的过载能力。2.具有良好的调速性能。3.换向可靠。4.牵引电动机各个部件应具有足够的机械强度，以保证电机在最恶劣的运行条件下能可靠地工作。5.牵引电动机的绝缘必须具有很高的电气强度，并具有良好的防潮和耐热性能，以保证电机有足够的过载能力，并在其寿命期限内可靠地工作。6.牵引电动机的结构应充分适应机车运行和检修的需要。如电机的传动和悬挂应使机车与钢轨间的动力作用尽量减小；对灰尘、潮气及雨雪的侵入有良好的防护；便于检修和更换电刷等。7.必须尽可能地降低牵引电动机单位容量的重量，使有效材料和结构材料得到充分利用。第二节直流牵引电动机的特性

直流牵引电动机的特性有工作特性和机械特性。

当牵引电动机的电压为恒定时，电动机的转速、转矩和效率与电枢电流的关系曲线称为直流牵引电机的工作特性即：速率特性转矩特性效率特性

电动机的机械特性是指电动机转速和电磁转矩之间的关系。励磁方式不同的电动机具有不同的特性。他励和并励相同，因此只需分析并励、串励、复励三种电动机特性。转速特性

根据电动机的电势平衡方程式可得转速公式：从上式可以看出，在和均为常数时，影响电动机转速的因素有两个：（1）是电枢回路的电阻压降；（2）是磁通变化。各种电动机的转速特性如图：转矩特性

直流电动机的电磁转矩公式为：各种电动机的转矩特性如图：

并励电动机，磁通不随电枢电流变化，转矩与电枢电流成正比，转矩曲线为一近似直线（曲线1）电动机，在轻载时磁路不饱和，可以认为∝，则,所以转矩曲线近似为一双曲线（曲线2）效率特性

电机的效率可用下式表示：

ΣP是电动机的总损耗，它包括铜耗、铁耗、机械损耗和附加损耗。铜耗与电流的平方成正比，为可变损耗，可用比例关系KˊI2表示，铁耗和机械损耗可认为与I无关，为不变损耗用K表示，电机的总损耗ΣP=KˊI2+K，将其代入上则根据此式画成曲线，即为电机的效率特性。机械特性

电磁转矩和电枢电流有比例关系，机械特性具有与转速特性相似的形状电力拖动机组稳定运行条件

电动机和被它拖动的生产机械组成电力拖动机组。生产机械的负载特性有的为与转速无关的恒转速特性，有的为与转速成正比的负载特性，有的为与转速的平方成正比的负载特性。电动机带动生产机械，以某一稳定速度运行时，电动机的电磁转矩必须等于生产机械的阻转矩。

在电动机的机械特性与负载特性的交点上，若则机组能稳定运行。机车的牵引特性

牵引电动机产生转矩，通过齿轮传动装置传递到机车动轮上，并在动轮缘产生牵引力驱动列车运行。牵引电动机速度特性n=f(I)和转矩特性T=f(I)，只有经过换算即可求出机车的速度特性VK=f(I)，和牵引力特性FK=f(I)，再由机车速度特性和牵引力特性得出机车牵引特性FK=f(VK)。第三节直流牵引电动机的特性分析

串励和并励电动机特性的比较1.自调节性能如右图所示,串励牵引电动机的牵引力和速度能按照机车的运行条件自动进行调节，自调节性能好。直流牵引电动机的特性分析2.功率的利用串励牵引电动机能在各种运行条件下充分发挥机车的功率，功率利用较好。直流牵引电动机的特性分析串励牵引电动机在各种条件下负载分配差别较小。牵引电动机特性有差异时的分配

直流牵引电动机的特性分析电压波动对牵引电动机工作的影响并励牵引电动机在电压波动时，电流和牵引力冲击都比串励牵引电动机大直流牵引电动机的特性分析防空转性能

并励牵引电动机由于特性较硬，牵引力随转速的上长而大幅度下降，轮周牵引力很快地低于粘着牵引力，使粘着迅速恢复；串励牵引电动机特性较软，牵引力下降很小，转速将继续上升，粘着不易恢复，形成空转。综合以上分析可看出，作为机车的牵引动力，串励牵引电动机具有自调节性能好，功率利用好，并联工作时负载分配较均匀，受电网电压波动的影响较小等优点。因此被广泛地应用于电传动机车上。但是，机车