電力機車牽引電機工作原理
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電力機車牽引電機工作原理,牽引電機是機車進行機械能和電能相互轉換的重要部件,主電路由兩個逆變器單元,使輪對轉動而驅動機車運行,具有良好的調速性能。以下分析電力機車牽引電機工作原理
電力機車牽引電機工作原理1
一、基本工作原理
直直型電力機車通常稱爲直流電力機車,是現代電力機車最爲簡單的一種。它使用的是直流電源和直流串勵牽引電動機。目前有些工礦電力機車、地鐵電動車組和城市無軌電車仍採用這種型式。
二、直流電力機車的特點
通過分析直流電力機車的工作原理,可以得出直流電力機車具有以下特點:
(1)機車結構簡單,造價低,經濟性好。
(2)採用適合於牽引的直流串勵電動機,牽引性能好,調速方便。
(3)控制簡單,運行可靠。
(4)供電效率低。由於受牽引電動機端電壓的限制,接觸網電壓一般爲1500~3000V。傳輸一定功率時電流較大,接觸網導線耗電量較大,因此供電效率低。
(5)基建投資大。爲了減少接觸網上的壓降,電氣化區段的牽引變電所數量較多,造成基建投資大。
(6)有級調速。由於早期機車使用調壓電阻起動、調速,因此調節過程中有能量損耗使效率很低,同時也難以實現連續、平滑地調節。隨着電力電子技術的發展,應用直流斬波技術進行調速,可以對牽引電動機端電壓進行連續、平滑地調節,從而實現無級調速。
綜上所述,直流電力機車由於受牽引電動機端電壓的限制,網壓不可能太高,從而限制了機車功率的進一步提高。隨着現代鐵路運輸事業的發展,直流電力機車顯然已不適應幹線大功率的要求。一般應用於工礦及城市交通運輸。
電力機車牽引電機工作原理2
牽引電動機是驅動車輛動輪軸的主電動機,用於車輛的加速及制動。
牽引電動機的定子繞組接通三相交流電,在定子空間將產生旋轉磁場。轉子繞組在旋轉磁場中將產生感應電動機和感應電流,從而使轉子受到電磁力的作用而轉動。
牽引電動機有許多類型,諸如直流牽引電動機,脈流牽引電動機,單相整流子牽引電動機,交流旋轉感應(異步)牽引電動機,交流同步牽引電動機和直線牽引電動機。
牽引電動機是電力機車的重要部件之一,它安裝在車體下面的轉向架上。通過牽引電動機轉子軸端的齒輪與輪對軸上的齒輪相齧合,當電力機車在牽引狀態時,牽引電動機將電能轉換成機械能,使輪對轉動而驅動機車運行。
組成
牽引電動機主要由定子和轉子兩部分組成。
定子又包括定子鐵芯、定子繞組和機座。定子鐵芯由硅鋼片疊成,用於放置定子繞組,構成電動機的磁路;定子繞組由銅線繞制而成,構成電動機的電路;機座一般由鑄鐵或鑄鋼製成,是電動機的支架。
轉子又包括鐵芯和轉軸。轉子鐵芯和定子鐵芯相似,也由硅鋼片疊成,作爲電動機的中磁路的一部分。鐵芯上開有槽,用於放置或澆注繞組,它安裝在轉軸上。工作時隨轉軸一起轉動。繞組分爲籠型和繞線型兩種。籠型轉子繞組由鑄鋁導條或銅條組成,端部用短路環短接。繞線型轉子繞組和定子繞組相似。轉軸由中碳鋼製成,兩端由軸承支撐,用來輸出轉矩。
爲了保證牽引電動機的正常運轉,在定子和轉子之間存在氣隙,氣隙的大小對電動機的性能影響極大。氣隙大,則磁阻大,由電源提供的勵磁電流大,使電動機運行的功率因數低;但氣隙過小,將使裝配困難,容易造成運行中定子和轉子鐵芯相碰。
要求
(1)應有足夠大的啓動牽引力和較強的過載能力。
(2)具有良好的調速性能。保證電動車組在不同行駛條件下,有寬廣的`速度調節範圍,並在速度變化範圍內,充分發揮牽引電動機的功率。在正反方向運行時,其特性儘可能相同。
(3)直流牽引電機機換向可靠。在大電流、高電壓、高轉速及磁場削弱條件下運行時,換向火花不應超過規定的火花等級。
(4)各部件應具有足夠的機械強度,以保證電動機在最惡劣的條件下可靠的工作。
(5)牽引電動機的絕緣必須具有很高的電氣強度,並具有良好的防潮和耐熱性能,以保證電動機有足夠的過載能力,並在其壽命期限內可靠工作。
(6)牽引電動機的結構應充分適應電動列車運行和檢修的需要。如電動機的傳動與懸掛應使動車與鋼軌間的動力作用盡量減小;對灰塵、潮氣及雨雪的侵入有良好的防護;便於檢修和更換電刷等。
(7)必須儘可能地降低牽引電動機單位功率的重量,使電磁材料和結構材料得到充分利用。
電力機車牽引電機工作原理3
電力機車的話就是電能轉化成了機械能,通過車輪與軌道的摩擦力而產生牽引力。
力的作用方向與車輛運動方向相同,力的大小取決於原動機的功率和車輛的運動速度,可由車輛使用者根據需要而控制。常記爲F牽,與阻力相對。
實際應用的機車牽引力按照力的傳遞過程可分爲幾種,由動輪輪週上作用力而產生的切向外力,稱爲輪周牽引力;車鉤牽引力(或稱挽鉤牽引力)是指機車用來牽引列車的牽引力,等於輪周牽引力減去機車全部運行阻力。
牽引力的計算:
牽引力的計算在鐵路機車車輛方面尤其常見,是重要的性能指標之一。實際應用的機車牽引力按照力的傳遞過程可分爲幾種,由動輪輪週上作用力而產生的切向外力,稱爲輪周牽引力。
車鉤牽引力(或稱挽鉤牽引力)是指機車用來牽引列車的牽引力,等於輪周牽引力減去機車全部運行阻力。而根據車輛的工作狀態,牽引力又可分爲起動牽引力、持續牽引力和最大牽引力。
起動牽引力是指車輛從靜止狀態起動時所能夠發出的牽引力,其發揮受到粘着限制;最大牽引力是指車輛在不對自身機械構成破壞的情況下所能發出的最大牽引力,其值通常與起動牽引力相同。
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