牵引电机悬挂方式

牵引电机的三种悬挂方式

动力车和机车的牵引电机是通过传动装置驱动轮对的，牵引电动机悬挂，是指牵引电动机的安装方式。牵引电机和传动装置在动力车上有不同的悬挂方式，常用的悬挂方式有以下三种：抱轴式悬挂，车体悬挂，转向架悬挂。轴悬式又称牵引电动机半悬挂，架悬式和体悬式又称牵引电动机全悬挂。以下就这三种悬挂方式的结构、工作原理和优缺点进行介绍。

一、抱轴式悬挂

1、定义

牵引电动机抱轴式悬挂，或称半悬挂（traction motor semi-suspension）：牵引电动机的一端通过抱轴承刚性抱合在车轴上，另一端弹性悬挂在转向架构架的横梁或端梁上的安装方式。牵引电动机质量的一半支悬在构架上，为簧上质量，故称半悬挂。牵引电动机的另一半质量压在车轴上，为簧下质量。

2、结构图

左图为弹性轴悬式牵引电机

1—牵引电动机；2—车轴；3—空心轴；

4—抱轴承；5—大齿轮；6—弹性元件。

3、工作原理

固装在牵引电动机电枢轴上的小齿轮与固装在车轴上的大齿轮组成一级减速装置，牵引电动机驱动车轴回转。借助于抱轴承的定位作用，保证了牵引电动机电枢轴与车轴平行，且大小齿轮的中心距保持不变，保证了大小齿轮的正常啮合。

弹性轴悬式也属于牵引电动机半悬挂（轴悬式）。弹性轴悬式的结构与刚性轴悬式相似，见上图。牵引电动机的一端弹性支在转向架构架上，另一端通过抱轴承支承在空心轴上，此空心轴套装在车轴的外面，从动大齿轮固装在空心轴端部，空心轴两端通过弹性元件支承在轮心上，牵引电动机输出的力矩通过小齿轮传至大齿轮，通过空心轴、弹性元件传至轮对，空心轴与车轴一同旋转。装在轮心上的弹性元件，既要支承牵引电动机约一半的重量和空心轴及大齿轮的全部重量，还要传递牵引电动机通过大齿轮传来的力矩。

4、优缺点

（1）优点：牵引电动机半悬挂由于结构简单、工作可靠、制造容易、成本低廉、维修方便等优点，在电传机车上得到广泛应用。弹性轴悬式牵引电动机只要存在一点弹性，来自钢轨的硬性冲击，经过弹性元件的缓冲，使抱轴承及牵引电动机的垂向加速度大为减小，改善了牵引电动机的工作条件。牵引电动机的力矩经弹性元件传至轮对，改善了牵引齿轮副的工作条件。

（2）缺点：

①簧下质量大，因而轮轨垂向动载荷大。

牵引驱动装置中的大齿轮全部质量以及牵引电动机、小齿轮和齿轮箱等约一半的质量是压

在车轴上的簧下质量。

②牵引电动机及牵引齿轮的工作条件差。

来自钢轨的冲击直接传至牵引电动机和牵引齿轮啮合面，牵引电动机垂向加速度大，牵引齿轮啮合面的接触动应力大，影响它们的工作可靠性及使用寿命。因此，随着机车速度的提高，牵引电动机半悬挂不再适应要求而要采用牵引电动机全悬挂。一般情况下，机车最大运用速度不超过120km/h ，可以采用牵引电动机半悬挂。

③牵引电动机抱轴承的技术状态对驱动装置的工作有重大影响。

抱轴承过去都采用滑动轴承，滑动抱轴承与车轴之间径向间隙较大，且随着机车走行里程的增加，滑动抱轴承的间隙增大，大小牵引齿轮的中心距发生变化，齿轮啮合条件恶化，抱轴承间隙增大，使牵引电动机电枢轴与车轴不平行度增大，也使齿轮啮合条件恶化，影响齿轮的使用寿命。因此必须严格注意抱轴承的润滑与维护，保证轴承间隙不超限。滑动抱轴承在速度较高的情况下磨损快，且容易发热而引起烧瓦事故。滑动抱轴承缺点是：运用可靠性差，维修工作量大，维修费用高，牵引齿轮副的啮合条件差，影响齿轮使用寿命。

近些年来，国内外一些机车采用滚动抱轴承。与滑动抱轴承相比，滚动抱轴承的优点为滚动轴承工作可靠，维修工作最小，而且减小了抱轴承的径向间隙，改善牵引齿轮的啮合条件，延长牵引齿轮的使用寿命。弹性轴悬式的动力学性能及其结构复杂性介于刚性轴悬式与架悬式之间，适用于是最大速度为120km/h ～160km/h 的机车。

二、车体悬挂

1、定义

这种悬挂方式通常是把牵引电动机悬挂在车体的底部，使其成为二系弹簧以上的质量。这样一来，转向架构架的质量及回转惯性矩就大为减小，容易保持转向架高速时的蛇形稳定性，对减轻轮轨的垂向及横向动载荷也有所帮助。对于时速超过200km 的动力集中型高速动车组，动力车置于列车两端，中间为拖车，要求动力车具有很大的功率，其牵引电动机车较大，如果采用架悬式，则转向架构架质量增加很多，簧间质量（构架质量位于一二系之间，称为簧间质量）过大，对机车动力学性能、特别是对转向架的蛇行稳定性不利，须设法减小。为此，把牵引电动机挂在车体底部，使牵引电动机成为二系悬挂之上的车体质量，谓之体悬式，也属于全悬挂。此时，牵引电动机电枢轴输出的力矩经减速装置传到轮对上产生牵引力，该驱动装置要适应车体与轮对之间各方向的相对位移，该相对位移比架悬式驱动装置要求的相对位移量要大得多。体悬式牵引电动机的驱动机构最为复杂，只有必要时才采用体悬式。

2、结构

全悬挂方式模型

1、车体

2、构架

3、轮对

4、驱动装置 牵引电动机体悬式驱动装置

3、工作原理

牵引电动机悬挂在车体上，其输出扭矩通过齿轮箱（装在车体上）、万向轴、小齿轮、大

齿轮传至轮对。牵引电动机体悬式驱动装置必须适应车体与转向架之间的相对运动以及转向架与轮对之间的相对运动。传递扭矩的万向轴的长度必须能够灵活伸缩，以适应车体与轮对之间较大的相对运动。

4、车体悬挂方式的优缺点

牵引电机采用体悬挂的方式可以使得簧下不能通过弹簧进行缓冲的重量大大减轻，这样减轻了车辆对钢轨的冲击力，并改善了电机与齿轮组的工作条件，相对于轴悬式来说，轴悬式有一半的重量要直接冲击钢轨，在同样冲击力的情况下，很明显要比轴悬跑得快。

三、转向架悬挂

1、定义

架悬式悬挂牵引电动机固装在转向架构架上，牵引电动机全部是簧上质量，故又称全悬挂式。牵引电动机架悬式由于簧下质量小，适用于快速和高速机车。架悬式牵引电动机和转向架构架一起振动，与电枢轴上的小齿轮相啮合的大齿轮也必须随构架振动，使大小齿轮的中心距保持不变。把从动大齿轮上的力矩传到轮对的驱动装置上是架悬式的关键技术。该驱动装置必须是弹性的，以适应转向架构架相对于轮对各方向的振动位移。

2、架悬式驱动机构

架悬式驱动机构，按弹性联轴器的结构和布置方式不同，可分为电机空心轴驱动装置和轮对空心轴驱动装置两大类。

（1）电机空心轴驱动装置

①示意图

1—轮对；2—齿轮箱；

3—小齿轮；4—弹性联轴器；

5—牵引电动机；6—扭轴；

7—齿形联结器。

牵引电动机固装在转向架构架上，而牵引齿轮箱是轴悬的。牵引电动机的电枢轴是空心的，传递扭矩的丑轴从空心电枢轴中穿过。牵引电动机空心电枢轴的输出超矩，经齿形联结器、扭轴、弹性联轴器、小齿轮、大齿轮驱动轮对转动。扭杆端的齿形联结器和扭轴与空心电枢轴之间的间隙，允许扭杆倾斜，以适应牵引电动机与轮对之间各个方向的相对位移。

②优缺点：电机空心轴驱动装置布置紧凑、尺寸小、重量轻，其缺点是簧下质量较大、牵引电动机长度缩短，对提高功率不利。另外，整个传动系统的扭转刚度较小，如果各弹性元件的刚度选择及匹配不恰当，会使轮轨间的黏滑振动增大，容易诱发空转，影响机车黏着牵引力的正常发挥。

（2）轮对空心轴驱动装置

①示意图

1—弹性元件；2—空心轴；

3—轮对；4—轴承；

5—牵引齿轮；6—牵引电动机；

7—空心轴套。

大齿轮用滚动轴承支承在空心轴套上，而空心轴套紧固在牵引电动机的机体上。在空心轴套内又贯穿一根空心轴，包在车轴外面，此空心轴是转动的，用来传递牵引电动机的扭矩。空心轴是一端通过连接盘、弹性元件与大齿轮相一端通过连接盘、弹性元件与大齿轮相连。另一端通过连接盘、弹性元件与轮心相连。牵引电动机扭拒由小齿轮、大齿轮，经弹性元件、空心轴，传至空心轴另一端的弹性元件，传递给车轮，再经车轴传至另一侧的车轮。这种驱动装置称为轮对空心轴两级弹性驱动装置。

②优缺点：空心轴两端的弹性元件为弹性六连杆机构，分别与大齿轮及轮心相连，用来传递扭矩，并且有良好的运动学性能。轮对空心轴两级弹性驱动装置的优点是：簧下质量轻，轮对与牵引电动机之间得到两级弹性隔离，因此有较好的动力学性能，弹性六连杆机构的径向刚度很大，与车轴保持同心，不产生离心力而形成附加载荷和应力。其缺点是结构比较复杂。

3、架悬式悬挂方式补充

牵引电动机架悬式广泛应用于速度较高的机车和动车上。其主要特点是将牵引电动机固装在转向架构架上。因牵引电动机全部质量属于簧上部分，故称这种悬挂为全悬挂。这种悬挂方式因簧下质量较小，有利于机车高速运行。同时因线路不平顺和冲击所引起的轮对垂向和横向加速度，不会传到牵引电动机和牵引齿轮副，使电机和齿轮副的工作条件大为改善。例如当车轮的垂向加速度为10g时，牵引电动机的垂向加速度只有0.5g，牵引电动机及牵引齿轮副的工作条件大为改善，故障率减少，工作寿命延长。机车速度愈高，上述优点愈明显。通常认为，机车最大运用速度超过120km/h就应采用牵引电动机架悬式。

牵引电机

牵引电机 一．牵引电动机的组成 牵引电动机主要由定子和转子两部分组成。 定子又包括定子铁芯、定子绕组和机座。定子铁芯由硅钢片叠成，用于放置定子绕组，构成电动机的磁路；定子绕组由铜线绕制而成，构成电动机的电路；机座一般由铸铁或铸钢制成，是电动机的支架。 转子又包括铁芯和转轴。转子铁芯和定子铁芯相似，也由硅钢片叠成，作为电动机的中磁路的一部分。铁芯上开有槽，用于放置或浇注绕组，它安装在转轴上。工作时随转轴一起转动。绕组分为笼型和绕线型两种。笼型转子绕组由铸铝导条或铜条组成，端部用短路环短接。绕线型转子绕组和定子绕组相似。转轴由中碳钢制成，两端由轴承支撑，用来输出转矩。 为了保证牵引电动机的正常运转，在定子和转子之间存在气隙，气隙的大小对电动机的性能影响极大。气隙大，则磁阻大，由电源提供的励磁电流大，使电动机运行的功率因数低；但气隙过小，将使装配困难，容易造成运行中定子和转子铁芯相碰。

二．牵引电机的作用 铁路干线电力机车、工矿电力机车、电力传动内燃机车和各种电动车辆(如蓄电池车、城市电车、地下铁道电动车辆)上用于牵引的电机。

由于机车既要求有大的牵引力，又要求能高速运行，因此加到电动机上的电压与电流变动幅度较大，故要求电动机能适应较大的调压比，并有一定深度的磁场削弱能力。 牵引电动机在露天工作，环境恶劣，经常受到风沙、雨雪的侵袭，运用地区海拔高度、环境温度的差别很大，空气中的湿度、盐分（海滨区热季）和含尘量也不相同，这些都能使电动机绝缘变差。因此，牵引电动机的绝缘材料和绝缘结构应具有较好的防尘、防潮能力。 由于牵引电动机在运行中经常启动、制动、过载和磁场削弱，且机车运行时电动机受到冲击和振动都比普通电动机严重，因此，无论是电磁原因或是机械原因都会造成牵引电动机换向困难，换向器上经常产生火花甚至会形成环火。尤其要指出的是，在脉动电压下工作的牵引电动机，其换向和发热更为困难，因此对脉流牵引电动机的结构选择还要考虑这方面的特殊问题。运行中的冲击和振动除造成换向恶化外，还易使电动机的零部件损坏，因此要求牵引电动机的零部件必须具有较高的机械强度。 牵引电动机安装空间尺寸受到限制。由于牵引电动机是悬挂在机车转向架上，电机结构必须考虑传动和悬挂两方面的问题，它的径向尺寸受轮对直径的限制，轴向尺寸受轨距的限制，还受到轮对中心线与机车走行部分其他构件之间

线性马达(直线电机)的工作原理

所谓线性马达又称为直线电机，是一种将传统的旋转电机沿轴线方向切开后，将旋转电机的初 级展开作为直线电机（线性马达）的定子，次级通电后在电磁力的作用下沿着初级做直线运动，成为直线电机（线性马达）的动子。 我们常说的磁悬浮，往往和直线电机（线性马达）驱动有着很大联系。磁浮运输系统通常采用“线性马达”也就是直线电机作为推进系统的。 线性马达的构成原理 设靠三相交流电力励磁的移动用电磁石 (作为定子)，分左右两排夹装在铝板两旁 (但不接触)，磁力线与铝板垂直相交，铝板即感应而生电流，因而产生驱动力。由于线性感应马达的定子装在列车上，较导轨短，因此线性感应马达又称为“短定子线性马达”(Short-stator Motor)；线性同步马达的原理则是将超导电磁石装于列车上 (当作转子)，轨道上则装有三相电枢线圈 (作为定子)，当轨道上的线圈供应以可变周波数的三相交流电时，即能驱动车辆。由于车辆移动的速度系依与三相交流电周波数成比例的同步速度移动，故称为线性同步马达，而又 由于线性同步马达的定子装于轨道上，与轨道同长，故线性同步马达又称为“长定子线性马 达”(Long-stator Motor)。 传统轨道运输系统由于使用专用轨道，并以钢轮作为支撑与导引，因此随着速度的增加， 行驶阻力会递增，而牵引力则递减，列车行驶阻力大于牵引力时即无法再加速，故一直无法突 破地面运输系统理论上最高速度每小时375公里的瓶颈。虽然法国TGV曾创下传统轨道运输系统时速515.3公里的世界纪录，但因轮轨材料会有过热疲乏的问题，故现今德、法、西、日等 国之高铁商业营运时速均不超过300公里。

因此，如要进一步提升车辆速度，必须放弃传统以车轮行驶之方式，而采用“磁力悬 浮”(Magnetic Levitation，简称“磁浮”Maglev) 的方式，使列车浮离车道行驶，以减少摩 擦力、大幅提高车辆的速度。此一浮离车道的作法，除不会造成噪音或空气污染外，并可增进 能源使用之效率。另外采用“线性马达”(Linear Motor) 亦可加快该磁浮运输系统的速度， 因此使用线性马达的磁浮运输系统应运而生。 所谓磁浮运输系统就是利用磁力相吸或相斥的原理，使列车浮离车道，此磁力的来源可分 为“常电导磁石”(Permanent Magnets) 或“超导磁石”(Super Conducting Magnets, SCM)。所谓的常电导磁石就是一般的电磁铁，即只有通电时才具有磁性，电流一切断则磁性消失，由 于列车在极高速时集电困难，故常电导磁石仅能适用于采用磁力相斥原理、速度相对较慢 (约300kph) 的磁浮列车；至于速度高达500kph以上的磁浮列车 (利用磁力相吸原理)，就非使用 通一次电就永久具有磁性 (因此列车可以不用集电) 之超导磁石不可。 因磁浮运输系统是利用磁力相吸或相斥的原理，故导致其分为“电动悬 浮”(Electrodynamic Suspension, EDS) 与“电磁悬浮”(Electromagnetic Suspension, EMS) 两种型态。电动悬浮 (EDS) 是利用同性相斥的原理，当列车经由外力而移动，装置于列车上的常电导磁石产生移动磁场，而在轨道上的线圈产生感应电流，此电流再生磁场，由于此二磁场 方向相同，故列车与轨道间产生互斥力，列车随即由此互斥力举升而悬浮。因列车的悬浮是靠 两磁场作用力相互平衡而达成，故其悬浮高度可固定不变 (约10 ~ 15mm)，列车即因此具有相 当之稳定性。此外，列车必须先以其他方式启动，其所带之磁场才能产生感应电流与磁场，车 辆才会悬浮；因此，列车必须装置车轮以便“起飞”与“降落”之用，当速度达40kph以上时，列车开始悬浮 (即“起飞”)，车轮自动收起；同理当速度渐减不再悬浮时，车轮自动放下以便滑行 (即“降落”)。通常采用电动悬浮 (EDS) 的系统，只能以“线性同步马达”(Linear Synchronous Motor, LSM) 作为推进系统，且其速度相对较慢 (约300kph)。 电动悬浮系统 (EDS) 与线性同步马达 (LSM) 的组合 电磁悬浮 (EMS) 则是利用异性相吸的原理，列车两侧向导轨环抱 (类似跨座式单轨系统)，列车环抱的下部装有电磁石，导轨的底部装有钢板代替线圈，此时导轨之钢板在上，而列车之 电磁石在下，当通电励磁时，电磁石产生之磁场吸引力吸引列车向上，列车因重力而下沉，两

直线电机原理

，提高系统精确度，所以得到广泛的应用。直线电动机的种类按结构形式可分为；单边扁平型、双边扁平型、圆盘型、圆筒型（或称为管型）等；按工作原理可分为：直流、异步、同步和步进等。下面仅对结构简单，使用方便，运行可靠的直线异步电动机做简要介绍。 直线异步电动机的结构主要包括定子、动子和直线运动的支撑轮三部分。为了保证在行程范围内定子和动子之间具有良好的电磁场耦合，定子和动子的铁心长度不等。定子可制成短定子和长定子两种形式。由于长定子结构成本高、运行费用高，所以很少采用。直线电动机与旋转磁场一样，定子铁心也是由硅钢片叠成，表面开有齿槽；槽中嵌有三相、两相或单相绕组；单相直线异步电动机可制成罩极式，也可通过电容移相。直线异步电动机的动子有三种形式： (1)磁性动子动子是由导磁材料制成（钢板），既起磁路作用，又作为笼型动子起导电作用。 (2)非磁性动子，动子是由非磁性材料（铜）制成，主要起导电作用，这种形式电动机的气隙较大，励磁电流及损耗大。 (3)动子导磁材料表面覆盖一层导电材料，导磁材料只作为磁路导磁作用；覆盖导电材料作笼型绕组。 因磁性动子的直线异步电动机结构简单，动子不仅作为导磁、导电体，甚至可以作为结构部件，其应用前景广阔。 直线异步电动机的工作原理和旋转式异步电动机一样，定子绕组与交流电源相连接，通以多相交流电流后，则在气隙中产生一个平稳的行波磁场（当旋转磁场半径很大时，就成了直线运动的行波磁场）。该磁场沿气隙作直线运动，同时，在动子导体中感应出电动势，并产生电流，这个电流与行波磁场相互作用产生异步推动 直线异步电动机主要用于功率较大场合的直线运动机构，如门自动开闭装置，起吊、传递和升降的机械设备，驱动车辆，尤其是用于高速和超速运输等。由于牵引力或推动力可直接产生，不需要中间连动部分，没有摩擦，无噪声，无转子发热，不受离心力影响等问题。因此，其应用将越来越广。直线同步电动机由于性能优越，应用场合与直线异步电动机相同，有取代趋势。直线步进电动机应用于数控绘图仪、记录仪、数控制图机、数控裁剪机、磁盘存储器、精密定位机构等设备中。

CRH2型动车组牵引电动机概述

CRH2型动车组牵引电动机概述 CRH2型动车组采用MT205型三相鼠笼异步电动机，每辆动车配置4台牵引电动机(并联连接)，一个基本动力单元共8台，全列共汁16台。电动机额定功率为300kW。最高转速6120r/min.最高试验速度达7040r/min。 牵引电动机由定子、转子、轴承、通风系统等组成.绝缘等级为200级。牵引电动机采用转向架架悬方式，机械通风方式冷却，平行齿轮弯曲轴万向接头方式驱动。外形如图7.62。所有牵引电动机的外形尺寸、安装尺寸和电气特性相同，各动车的牵引电动机可以实现完全互换。牵引电动机在车体转向架上的安装位置见图7.63。 同直流电动机相比，三相异步电动机有着显著的优越性能和经济指标，其持续功率大而体积小、质量轻。具体地说有以下优点： (1)功率大、体积小、质量轻。由于没有换向器和电刷装置，可以充分利用空间，同时在高速范围内因不受换向器电动机中电抗电势及片间电压等换向条件的限制，可输出较

大的功率，再生制动时也能输出较大的电功率，这对于发展高速运输是十分重要的。 (2)结构简单、牢固，维修工作量少。三相交流牵引电动机没有换向器和电刷装置，无需检查换向器和更换电刷，电动机的故障大大降低。特别是鼠笼形异步电动机，转子无绝缘，除去轴承的润滑外，几乎不需要经常进行维护。 (3)良好的牵引特性。由于其机械特性较硬，有自然防空转的性能，使黏着利用率提高。另外，三相交流异步电动机对瞬时过电压和过电流不敏感(不存在换向器的环火问题)，它在起动时能在更长的时间内发出更大的起动转矩。合理设计三相交流牵引电动机的调频、调压特性，可以实现大范围的平滑调速，充分满足动车组运行需要。 (4)功率因数高，谐波干扰小。其电源侧可采用四象限变流器，可以在较广范围内保持动车组电网侧的功率因数接近于1，电流波形接近于正弦波，在再生制动时也是如此，从而减小电网的谐波电流，这对改善电网的供电条件、减小通信信号干扰、改善电网电能质量和延长牵引变电站之间的距离十分有利。 CRH2型动车组采用的牵引电动机除具有上述传统异步电动机的优点外，还有以下特点： 电动机整体机械强度很高，高速运行时能承受很大的轮轨冲击力；采用耐电晕、低介质损耗的绝缘系统以适应变频

变频器控制电动机停车制动方式

电动机知识 变频器控制电动机停车制动方式 电动机停车方式由P0700和P0701～P0708设置。制动时有如下几种方式： (1)由外接数字端子控制。将P0700设为2，P0701设为1，即可由外接数字端子5 (，低电平)控制电动机制动，制动时间可由P1121设置斜坡下降时间。 (2)由的键控制。将P0700设为1，P0701设为3，为2方式，即按惯性自由停车。用上的（停车）键控制时，按下键(持续2s)或按两次（停车）键即可。 (3)用3命令使电动机快速地减速停车。将P0701设为4，在设置了3的情况下， 为了起动电动机，二进制输入端必须闭合（高电平）。如果3为高电平，电动机才能起动并用1或2方式停车。如果3为低电平，电动机不能起动。3可以同时具有直流制动、复合制动的功能。 (4)直流注入制动。变频调速系统在降速过程中，电动机因为处于再生制动状态而迅速降速。但随着转速的下降，拖动系统的动能减小，电动机的再生能力和制动转矩也随之减小。所以，在惯性较大的拖动系统中，会出现低速时停不住的“爬行”现象。为了克服“爬行”现象，当拖动系统的转速下降到一定程度时，向电动机绕组中通入直流电流，以加大制动转矩，使拖动系统迅速停住。 在预置直流制动功能时，主要设定以下项目： 1)直流制动电压。即需要向电动机绕组施加的直流电压。拖动系统的惯性越大，直流制动电压的设定值也越大。 2)直流制动时间。即向电动机绕组施加直流电压的时间，

可设定得比估计时间略长一些。 3)直流制动的起始频率。即变频调速系统由再生制动状态转为直流制动状态的起始频率。拖动系统的惯性越大，直流制动的起始频率的设定值也越大。 直流注入制动可以与和3命令同时使用。向电动机注入直流电流时，电动机将快速停止，并在制动作用结束之前一直保持电动机轴静止不动。 “使能”直流注入制动可由参数P0701～P0708设置为25。直流制动的持续时间可由参数 P1233设置。直流制动电流可由参数P1232设置。直流制动的起始频率可由参数P1234设置。如果没有数字输入端设定为直流注入制动，而且P1233≠O，那么直流制动将在每个命令之后起作用，制动作用的持续时间由P1233设定。 (5)复合制动。复合制动可以与1和3命令同时使用。为了进行复合制动，应在交流电流中加入直流分量。制动电流可由参数P1236设定。 (6)用外接制动电阻进行动力制动。用外接制动电阻（外形尺寸为A～F的440变频器采用内置的斩波器）进行制动时，按线性方式平滑、可控地降低电动机的速度，如图3 -14所示。 图3 - 14 外接制动电阻进行动力制动 ·变频器维修怎样处理过电压保护 ·电工比武实践试题 ·利用管理变频器处理机械故障 ·正确使用变频器 ·变频器的转差频率控制方式 ·变频器选择时的注意事项 ·变频器应用中存在的问题及对策

浅谈电力机车牵引电机的技术管理

浅谈电力机车牵引电机的技术管理 发表时间：2018-05-23T15:36:12.900Z 来源：《基层建设》2018年第4期作者：高中升[导读] 摘要：电力电子技术的发展促进了铁路机车的快速发展和改进，其技术不断更新，结构更加复杂，功能更加健全。中国铁路北京局集团公司石家庄电力机务段河北石家庄 050000 摘要：电力电子技术的发展促进了铁路机车的快速发展和改进，其技术不断更新，结构更加复杂，功能更加健全。但与此同时，对铁路机车中牵引电机的可靠性要求也随之增高，可靠性己经成为铁路系统中重要的安全考核指标。结合现场存在的问题，主要分析和研究牵引电机在设计和日常维护中的技术特点和要求，提出一些想法和建议，以期融入现有的管理模式当中，能够完善牵引电机的技术管理工 作，并为牵引电机今后的管理提供有效的参考方案。关键词：牵引电机；铁路机车；技术维护；运行状态相比于传统的直流传动机车而言，交流传动机车具有大牵引力、恒功率范围较宽、功率因数较高、粘着性能好及适应性强等显著优势，如今已经成为了我国电力机车的主流，未来有取代直流机车的趋势。作为电力机车的核心部件，牵引电机的运行条件和工作坏境十分恶劣，故障率较高，同时它对机车的整体安全运行有巨大的影响，直接关系到列车的安全行驶。所以，开展对牵引电机的相关研究具有重要的现实意义。 1 铁路机车常见故障类型铁路机车牵引电机的可靠运行与故障检测和诊断息息相关，了解铁路机车牵引电机和机车部件的常见故障类型，对牵引电机的设计及维护具有基础性的参考作用。铁路机车运行系统是一个复杂的动态系统，其零件繁多、结构复杂，在工作的过程中各个模块相互配合、有层次地协助。根据电力机车系统的特点，铁路机车的故障大致可分为以下四类：机械故障，转向架故障、车体故障、轮对故障、轴承故障等。电气故障，牵引电机故障、受电弓故障、主变压器故障、牵引变流器故障、高压隔离开关故障、高压连接器故障、高压电压和电流互感器故障、避雷器和车顶绝缘子故障、辅助电路故障、辅助变流柜故障、辅助电气设备故障、微机控制系统故障。空气管路与制动系统故障，风源系统故障、控制系统管路故障、辅助系统管路故障、制动系统故障。其他故障，烟火报警故障、温度湿度故障、蓄电池和照明等故障。 2 当前牵引电机的技术管理存在的主要问题铁路科技进步的步伐日趋加大，新技术、新设备不断引入，铁路的装备质量和现代化水平不断提高，但检修现场仍维持原有的作业模式，机械化作业水平低。更需指出的是，在牵引电机的制造引入新技术尤其是使用大功率交流牵引电机后，传统的检修方式也已发生变化，这对牵引电机的技术管理提出了新的要求。按照上级部门的要求，交流牵引电机的解体检修工作在C5修及以上高级修才会开展，今后机务段级的检修作业将取消牵引电机的解体作业，这对整个技术管理的体系来说，将是一个很大的变化，管理的重点也将发生转移，这也是在新形势下的一种新挑战。 2.1 规章制度不健全牵引电机的技术管理，需要对其组织机构以及相应的职责进行明确的划分，同时，也应当对履行职责的各个项点明确履行过程和标准。当前的管理模式是依据公司“源于国铁，优于国铁”的发展理念，结合多年的现场探索形成的，大多标准是口头约定的，未形成制度将之固定化。比如牵引电机的碳刷更换记录，应由谁来填写，填写哪些内容，如何保存记录等都没有制定文件进行约束和明确。 2.2 技术标准的建立受外部影响大经过常年运用经验的积累，对特殊牵引电机的检修标准已经摸索出规律，但对部分项目进行招标时，往往遇到物资部门的质疑。比如牵引电机碳刷的选型，经过制造厂试验和现场验证后，必须指定唯一的品牌型号。但是物资部门要求招标技术不能明确型号和厂家，经过修改后的技术标准明显降低了使用碳刷的质量，对运输生产造成了极大地影响。 2.3 对既定方案的实现较缓慢人员变动影响较大牵引电机出现碳刷压指压力偏小的问题，经过排查认定是刷握涡卷弹簧生产质量问题。后续倒追该配件的生产厂家、生产年月、批次都很快，但排查在牵引电机上的安装情况以及更换工作耗用了一个月的时问，这大大地降低了解决问题的效率，提高了该故障产生更高级别风险的概率，对现场是很不利的。执行既定方案进展较慢的原因有两个，一是排查该问题的安装情况耗时较长，主要是由于记录均为纸质记录，有些记录存放时问超过三年，查阅不便。二是更换工作进展缓慢，这主要是受制于运量压力，扣车难以兑现。无论是现场操作人员还是管理人员，当发生岗位变动后，新入职人员往往进入角色较慢，存在一定的适应期，甚至出现遇到以往常见的故障也不会处理的情况。人员岗位变动，伴随着原来积累的经验也随之离开，后续人员很难全部继承，只能逐步积累，影响正常的管理过程。 3 牵引电机的技术管理建议 3.1 强化技术管理机构，提升技术标准的权威性强化现有技术管理机构的技术管理职能，离不开高素质尤其是综合技术管理能力突出的人才。健全技术管理体系，配备技术管理人员，辅以相应的配套政策等，多管齐下，是强力推进技术管理工作的有效途径。同时，加强技术管理工作也应该重视现场优秀技能操作人才的作用，利用好这些经验丰富和操作技能熟练的专业人才，能够有效地支撑技术管理的稳步提升。在重视人的作用的同时，应当重新梳理现有管理流程，对缺失的、过时的技术标准进行增补和修订，完善技术管理体系。建立技术管理委员会或是技术标准评审委员会，对现有技术标准进行审核发布，提升技术标准的权威性，保证其可靠地贯彻执行。 3.2 重视新技术、新设备的引入中国铁路发生了巨大的变化，尤其复兴号动车组列车的成功运营，具有中国铁路科技创新里程碑的意义。整个行业都十分重视科技创新，而对于牵引电机而言，现有的工装设备均为一多年前的产品，设备老化、技术陈旧是不争的事实。多方调研，学习行业领先的先进技术和手段。采纳行业先进技术提升既有设备的质量，保证技术标准的落实，提升产品的质量。不仅如此，利用微信、QQ等软件，或是专用手机、一体机等订制产品，可以将原有“教条”的流程打破，加强通讯沟通，丰富联系沟通方式，缩短处理时长，提高生产效率。尝试与国内优质设备生产企业沟通，对既有设备更新换代。利用先进的设备对牵引电机的进行检修，排除人为干扰，降低人力成本和提高生产效率。积极参与业内技术交流，尤其是与国内优秀团队之间的交流。结论

CRH3型动车组牵引电机安装架的探究

CRH3型动车组牵引电机安装架的探究 【摘要】CRH3型动车组是中国当下运行速度最快的动车车辆，其驱动装置采用架悬式，有别于其他常见的轴悬式和体悬式。牵引电机是动力转向架驱动装置的重要组成之一，西门子公司对CRH3型车的电机安装采用板弹簧结构悬于构架上，不仅能够承载电机自重，而且减弱了运行过程中由牵引电机带来的摇头惯量。这一结构设计的巧妙性不言而喻。本文将通过SolidWorks软件参照CRH3型动车转向架建立等比例的三维模型，然后通过SIMPACK分析软件建立其整车的动力学模型，得到其性能参数，为以后再创新建立数据依据。 【关键词】板弹簧；侧滚惯量；动力学分析 1.前言 1.1 CRH3型车概述 1.1.1 CRH3型车在我国的发展 CRH3型车以德国ICE3动车组转向架SF500的结构形式为基础，针对我国CRH3项目宽车体的要求，对其转向架的各部件质量、重心以及悬挂参数进行了调整，使其运营速度（300km/h）和试验速度（350km/h）在我国4种CRH系列车中均居首位。 1.1.2 CRH3型车转向架的特点 CRH3型高速动车组采取“四动四拖”的编组形式，由8节车辆组成。其构架为H型箱型焊接结构，由两根中间为凹形的侧梁组成；一系悬挂为螺旋钢弹簧加垂向液压减震器组成；转臂式定位方式；二系悬挂采用带有应急橡胶堆的高度自动调节的空气弹簧组成，且空气弹簧辅助气室由枕梁内腔承担；在车体和转向架之间装有双抗蛇形减震器、横向减震器、抗侧滚扭杆装置和Z形双拉杆牵引装置；动力转向架采用轮盘制动方式，非动力转向架采用轴盘制动方式；动力转向架采用挠性浮动齿式联轴节式牵引电机弹性架悬式驱动装置；轴箱采用自密封式双列圆锥滚动轴承。 1.1.3 CRH3型车牵引电机安装架的探究 通过在整车环境下对牵引电机安装吊杆的动力学分析，得到吊杆的横向刚度6KN/mm、垂向刚度30KN/mm。 1.2安装架的探究思路 探究安装架的灵感来自现有安装架的优点。CRH3型车牵引电机安装架的板弹簧结构巧妙的减少了其对整车侧滚惯量的影响。构架和牵引电机质量相近，但

直线电动机工作原理

直线电动机 linear motor 直线电动机 利用电能直接产生直线运动的电动机。其原理与相应的旋转式电动机相似，在结构上可看作是由相应旋转电机沿径向切开，拉直演变而成（图1）。直线电动机包括定子和动子两个主要部分。在电磁力的作用下，动子带动外界负载运动作功。在需要直线运动的地方，采用直线电动机可使装置的总体结构得到简化。直线电动机较多地应用于各种定位系统和自动控制系统。大功率的直线电动机还常用于电气铁路高速列车的牵引、鱼雷的发射等装备中。 直线电动机按原理分为直流直线电动机、交流直线异步电动机、直线步进电动机和交流直线同步电动机。以前3种应用较多。按结构可分为单边型和双边型两种。在单边型结构中，定子和动子之间受有较大的单边磁拉力；双边型结构由于两边磁拉力互相平衡，支承部分摩擦力较小，动作比较灵活。 直线电动机 直流直线电动机直流供电的直线电动机。由一套磁极和一组绕组构成。绕组中的电流有的通过电刷和换向片结构引入，称刷型；有的不经换向器和电刷，直接用导线引入，称无刷型。直流直线电动机从结构上还可分为动极式和动圈式两种。图2所示为圆柱式直流

动圈式直线电动机，由于其结构与扬声器的音圈相似，故又称为音圈式直线电动机，简称音圈电动机。其中图2a为短线圈音圈电动机，图2b为长线圈音圈电动机。 直流直线电动机由于推力与电枢电流成正比，速度与电枢电压成正比，故具有良好的线性控制特性，它与闭环控制系统配合，可以进行精密的调节和控制，适用于自动控制系统，例如计算机磁盘驱动器的磁头定位系统。 交流直线异步电动机由旋转式异步电动机演变而来。其工作原理和旋转式异步电动机相同。主要由原边和副边两部分组成，嵌有线圈的部分为原边。当多相绕组中通入电流后，电机气隙中就产生一个磁场行波，切割副边的导体而感生电流。此电流与磁场作用产生电磁力使原边和副边发生相对运动。直线异步电动机可以做成原边固定、副边可动的短副边型和副边固定、原边可动的短原边型两种结构。短原边型所用线圈数量少，比较经济，应用较多;短副边型常用于金属物体的投射。直线异步电动机常在工业自动化系统中作为操作杆的动力，用它操作自动门窗、自动开关和阀门以及各种机械手，也可用于电气铁路高速列车的牵引和鱼雷发射等。 直线步进电动机作直线步进运动的电动机。按其电磁推力产生的原理可以分为反应式和永磁感应子式两大类。 ①反应式直线步进电动机：其定子是一条开有均匀齿槽的导轨，动子是一个绕有三相绕组的E形铁心。每个铁心柱上都开有和定子齿距相等的齿槽，且各相铁心柱上的齿槽相对于定子齿槽依次错开1／3齿距。如果输入三相绕组电脉冲的顺序依次为A→B→C→A，则动子就会向左作步进运动。如果通电顺序改为A→C→B→A，则动子就向右作步进运动。在结构上也可以把E形铁心固定，让齿条作为动子。齿条的运动将与上述运动方向相反。 ②永磁感应子式直线步进电动机：定子由软铁材料制成，上面铣有均匀间隔的齿槽；动子由永久磁铁加上两个带齿的形电磁铁组成。两个电磁铁上的齿相互错开一定距离。在电磁铁线圈不通电时，动子位置由永久磁铁决定。而在两个电磁铁按一定顺序轮流通电时，将使动子以一定齿距作步进运动。如果对两个电磁铁不是轮流通电，而是使其中的电流一个按正弦变化，一个按余弦变化，则可使动子运动平滑，步距很小。其步距（位置）分辨率可以达到0.01mm以下。在要求高精度定位的场合，例如绘图仪、磁头定位机构、激光定位器和数控系统中得到较多的应用。 线性马达(直线电机)的工作原理 所谓线性马达又称为直线电机，是一种将传统的旋转电机沿轴线方向切开后，将旋转电机的初级展开作为直线电机(线性马达)的定子，次级通电后在电磁力的作用下沿着初级做直线运动，成为直线电机(线性马达)的动子。 我们常说的磁悬浮，往往和直线电机(线性马达)驱动有着很大联系。磁浮运输系统通常采用“线性马达”也就是直线电机作为推进系统的。 线性马达的构成原理 设靠三相交流电力励磁的移动用电磁石(作为定子)，分左右两排夹装在铝板两旁(但不接触)，磁力线与铝板垂直相交，铝板即感应而生电流，因而产生驱动力。由于线性感应马达的定子装在列车上，较导轨短，因此线性感应马达又称为“短定子线性马达”(Short-stator

CRH2 牵引系统很详细

第三章 牵引系统 第一节 概 述 主牵引系统主要由受电弓、牵引变压器、牵引变流器及牵引电机组成。受电弓通过电网接入25kV 的高压交流电，输送给牵引变压器，降压成1500V 的交流电。降压后的交流电再输入牵引变流器，通过一系列的处理，变成电压和频率均可控制的三相交流电，输送给牵引电机，通过电机的转动而牵引整个列车。 主牵引基本动力单元由1台牵引变压器、2台牵引变流器、8台牵引电机构成，1台牵引变流器驱动4台牵引电机。四台牵引电机并联使用。四台牵引电机特性差异控制在±5％以内，以便电流负荷分配均匀。 动车组有两个相对独立的主牵引动力单元。正常情况下，两个牵引单元均工作。当设备故障时，M 1车和M 2车可分别使用。另外，整个基本单元可使用VCB 切除，不会影响其它单元工作。 一、系统原理 主电路简图如图3-2所示，受电弓从接触网25kV 、50Hz 单相交流电源受电，通过主 图 3-2 主电路简图 牵引变压器 逆变器 滤波电容器 脉冲整流器 脉冲整流器 滤波电容器 逆变器 图 3-1 主牵引系统示意图

断路器VCB连接到牵引变压器原边绕组上。主电路开闭由VCB控制。牵引变压器牵引绕组设两组，原边绕组电压25kV时，牵引绕组电压1500V。 主电路系统以M1车、M2车的两辆车为1个单元。主电路系统原理参见图3-2主电路简图。更详细的可参见附图中的《主电路接线图》。 二、系统布置 主牵引系统车底电气设备布置参见图3-3。2、6号车车下各设一台牵引变压器，而2号车（M2）、3号车（M1）、6号车（M2）、7号车（M1s）的车底下均悬挂一台牵引变流器，及车下转向架分别安装4台牵引电机。 其中4号车和6号车车顶均设受电弓、保护接地开关EGS、故障隔离开关一套，2号车和6号车的车下均设高压机器箱；2、3、4号车之间和5、6号车之间的车顶上设置高压电缆连接器，为了方便摘挂，在4、5号车之间的车顶上，设置了高压电缆用倾斜型电缆连接器。 三、车辆编组 车辆编组如图3-3所示。 图3-3 车辆编组图 四、设备构成 主电路设备构成如表3-1所示。 表3-1主电路设备构成表 主电路设备1号车 (T1c) 2号车 (M2) 3号车 (M1) 4号车 (T2) 5号车 (T1k) 6号车 (M2) 7号车 (M1s) 8号车 (T2c) 受电弓 1 1 VCB ＆避雷器 1 1 牵引变压器 1 1 主变换装置(牵 引变流器)（CI） 1 1 1 1 牵引电机 4 4 4 4

电动机的制动方式

电动机的制动方式(转)

电动机的制动方式主要有机械制动和电气制动，机械制动是通过机械装置来卡住电机主轴，使其减速，如电磁抱闸、电磁离合器等电磁铁制动器。电气制动时在应用中多采用电气制动，常用的电气制动方式有： 1. 短接制动制动时将电机的绕组短接，利用绕组自身的电阻消耗能量。由于绕组的电阻较小，耗能很快，有一定的危险性，可能烧毁电机。 2. 反接制动直流电机制动，将电机的电源正负极反接，改变电枢电流的方向，这样转矩的方向也改变，使得转速与转矩的方向相反。交流电机制动采用改变相序的方法产生反向转矩，原理类似。反接制动制动力强，制动迅速，控制电路简单，设备投资少，但制动准确性差，制动过程中冲击力强烈，易损坏传动部件。 3. 能耗制动制动时在电机的绕组中串接电阻，电动机相当于发电机，将拥有的能量转换成电能消耗在所串接电阻上。这种方法在各种电机制动中广泛应用，变频控制也用到了。从高速到低速（零速），这时电气的频率变化很快，但电动机的转子带着负载（生产机械）有较大的机械惯性，不可能很快的停止，这样就产生反电势EU（端电压）电动机处于发电状态，其产生反向电压转矩与原电动状态转矩相反，而使电动机具有较强的制动力矩，迫使转子较快停下来但由于通常变频器是交－直－交主电力AC/DC整流电路是不可逆的因此无法回馈到电网上去，结果造成主电路电容器二端电压升高，称泵升电压，当超过设定上限值电压时，制动回路导通，这就是制动单元的工作过程，制动电阻流过电源，从而将动能变热能消耗电压随之下降，待到设定下限值时即断.这种制动方法属不可控，制动力矩有波动，制动时间是可人为设定的。制动电阻的选取经验：①电阻值越小，制动力矩越大，流过制动单元的电流越大; ②不可以使制动单元的工作电流大于其允许最大电流，否则要损坏器件; ③制动时间可人为选择; ④小容量变频器(≤7.5KW)一般是内接制动单元和制动电阻的;


⑤当在快速制动出现过电压时说明电阻值过大来不及放电，应减少电阻值. 4. 直流制动主要用于变频控制中。在电动机定子加直流电压，此时变频器的输出频率为零，这时定子产生静止的恒定磁场，转动着的转子切割此磁场产生制动力矩，迫使电动机转子较快的停止，这样电动机存诸的动能换成电能消耗于步电动机的转子电路中。 5. 能量回馈制动当采用有源逆变技术控制电机时，将制动时再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网，并将电能消耗在电网上从而实现制动。能量回馈装置系统具有的优越性远胜过能耗制动和直流制动所以近年来不少使用单位结合使用设备的特点纷纷提出要求配备能量回馈装置的要求国外也仅有ABB、西门子、富士、安川、芬兰Vacon等少数不多的公司能提供产品国内几乎空白。 6. 并联电容制动一种电容放电式三相单相伺服电机电制动方法，其特征在于：在旋转的电机需要制动时，将原电源输入断开，并同时将充有电能的电容连接在伺服电机绕组上，通过电机绕组放电，在电机内产生直流磁场，在直流磁场作用下，使电机转子制动，进行电机制动，同时电容的电能消耗，当电机制动后，电容的电能耗尽。其方法能耗温升小，防止电机烧毁，电机寿命长，制动效果好。该结构便于现场更换，提高电制动效果，提高了电动执行器的可靠性。

牵引电机悬挂方式

牵引电机的三种悬挂方式 欧阳学文 动力车和机车的牵引电机是通过传动装置驱动轮对的，牵引电动机悬挂，是指牵引电动机的安装方式。牵引电机和传动装置在动力车上有不同的悬挂方式，常用的悬挂方式有以下三种：抱轴式悬挂，车体悬挂，转向架悬挂。轴悬式又称牵引电动机半悬挂，架悬式和体悬式又称牵引电动机全悬挂。以下就这三种悬挂方式的结构、工作原理和优缺点进行介绍。 一、抱轴式悬挂 1、定义 牵引电动机抱轴式悬挂，或称半悬挂（traction motor semisuspension）：牵引电动机的一端通过抱轴承刚性抱合在车轴上，另一端弹性悬挂在转向架构架的横梁或端梁上的安装方式。牵引电动机质量的一半支悬在构架上，为簧上质量，故称半悬挂。牵引电动机的另一半质量压在车轴上，为簧下质量。 2、结构图

左图为弹性轴悬式牵引电机 1—牵引电动机；2—车轴；3—空心轴； 4—抱轴承；5—大齿轮；6—弹性元件。 3、工作原理 固装在牵引电动机电枢轴上的小齿轮与固装在车轴上的大齿轮组成一级减速装置，牵引电动机驱动车轴回转。借助于抱轴承的定位作用，保证了牵引电动机电枢轴与车轴平行，且大小齿轮的中心距保持不变，保证了大小齿轮的正常啮合。 弹性轴悬式也属于牵引电动机半悬挂（轴悬式）。弹性轴悬式的结构与刚性轴悬式相似，见上图。牵引电动机的一端弹性支在转向架构架上，另一端通过抱轴承支承在空心轴上，此空心轴套装在车轴的外面，从动大齿轮固装在空心轴端部，空心轴两端通过弹性元件支承在轮心上，牵引电动机输出的力矩通过小齿轮传至大齿轮，通过空心轴、弹性元件传至轮对，空心轴与车轴一同旋转。装在轮心上的弹性元件，既要支承牵引电动机约一半的重量和空心轴及大齿轮的全部重量，还要传递牵引电动机通过大齿

交流牵引电动机

第四节、交流牵引电动机 三相交流牵引电动机（包括变频异步牵引电动机和自控同步牵引电动机）是随着现代大力率变流技术的迅速发展而发展起来的，除工业上应用以外，现已被成功地应用于铁道干线车和高速动车上。 异步牵引电动机转子上没有换向器及带绝缘的绕组，不存在换向火花和环火稳定性问题，因此，它结构简单、运行可靠，可以以更高的圆周速度运转，使机车具有很宽的调速范围。 1．交流牵引电动机的技术优越性 由于交流牵引电动机没有换向器工作面圆周速度的限制，因而可以选用高的转速和大的传动比，这样，能显著减轻电机的重量，以获得较大的单位重量功率。另外，交流电动机充分利用了原直流电机换向器所占的空间，热量能沿定子圆周均匀散发，改善了电机的冷却效果，明显地增长了电机的寿命。交流电机的优越性可由下表所示的德国电力机车用的两种电机参数比较中得到证实，也可由日本东洋电机公司制造的交流、直流牵引电机参数比较得到证明。 两种不同类型牵引电动机参数比较表1 电机种类 三相异步电动机 脉流电动机 型号 BQCA843 UZll6—64K 安装机车型号 BRl20 181.2 功率（kW） 1400 1360（5rnin） 持续功率（kW） 1400 810 电机电压（V） 2200

360（相） 830 最大转速（r/min） 3600 1860 转子直径（mm） 930 950 重量（kg） 2380 3630 单位重量功率（kW/kg） 0.588 0.375 由上表可以看出，对于中小型容量的电机，在大致相同的重量和外型尺寸情况下牵引电动机的功率一般比直流电动机的功率大30％。中、小容量交、直流电机参数比较表2 电机类型 交流异步电动机 直流牵引电动机 型号 TDK6200-A TDK8270-A 小时功率(kW) 165 130 小时转速（r/min） 1565 L450 绝缘等级 C

焦化厂电力机车牵引

焦化厂电力机车牵引 一、直直型电力机车工作原理 1、基本工作原理 直直型电力机车通常称为直流电力机车，是现代电力机车最为简单的一种。它使用的是直流电源和直流串励牵引电动机。目前有些工矿电力机车、地铁电动车组和城市无轨电车仍采用这种型式。 图2-1所示为一般工矿用四轴直流电力机车的工作原理示意图。工作过程为：机车由受电弓AP从接触网取得直流电，经断路器QF、起动电阻R向四台直流牵引电动机M1～M4供电，牵引电流经钢轨流回变电所。当四台牵引电动机接通电源后即行旋转，把电能转变为机械能，再分别通过各自的齿轮传动装置，驱动机车动轮牵引列车运行。 图2-1直流电力机车工作原理图 2、直流电力机车的特点 通过分析直流电力机车的工作原理，可以得出直流电力机车具有以下特点： (1)机车结构简单，造价低，经济性好。 (2)采用适合于牵引的直流串励电动机，牵引性能好，调速方便。 (3)控制简单，运行可靠。 (4)供电效率低。由于受牵引电动机端电压的限制，接触网电压一般为1500～3000V。传输一定功率时电流较大，接触网导线耗电量较大，因此供电效率低。 (5)基建投资大。为了减少接触网上的压降，电气化区段的牵引变电所数量较多，造成基建投资大。 (6)有级调速。由于早期机车使用调压电阻起动、调速，因此调节过程中有能量损耗使

效率很低，同时也难以实现连续、平滑地调节。随着电力电子技术的发展，应用直流斩波技术进行调速，可以对牵引电动机端电压进行连续、平滑地调节，从而实现无级调速。 综上所述，直流电力机车由于受牵引电动机端电压的限制，网压不可能太高，从而限制了机车功率的进一步提高。随着现代铁路运输事业的发展，直流电力机车显然已不适应干线大功率的要求。一般应用于工矿及城市交通运输。 3、直流电力机车的基本特性 直流电力机车的基本特性包括机车的速度特性、牵引力特性、牵引特性。 在以前的课程中，我们已经了解了直流串励电动机的转速特性、转矩特性和效率特性。在研究电力机车的运行行为时，需将电机转速n换算为机车动轮轮周的线速度V、电机的转矩M换算为机车动轮轮周的牵引力F，从而得到机车的速度特性、牵引力特性和牵引特性。1）速度特性 机车运行速度与牵引电动机电枢电流的关系，称为机车速度特性。即V=f(I a)。机车速度特性计算公式的推导过程如下： 机车动轮轮周线速度V与电机转速n有下面关系： (1-1) 电机转速公式： (1-2) 由式(1-1)、式(1-2)得出机车速度特性计算式： (1-3) 式中CV——机车常数，其值为CV=60 Ceμc /πD; D——机车动轮直径(m); μc——机车齿轮传动比; UD——牵引电动机端电压(V); Ia——牵引电动机电枢电流(A); ΣR——牵引电动机回路总电阻(Ω); Φ——牵引电动机每极磁通量(Wb);

直线电机的工作原理

直线电机的工作原理 直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成，如图１所示。 由定子演变而来的一侧称为初级，由转子演变而来的一侧称为次级。在实际应用时，将初级和次级制造成不同的长度，以保证在所需行程范围内初级与次级之间的耦合保持不变。直线电机可以是短初级长次级，也可以是长初级短次级。考虑到制造成本、运行费用，目前一般均采用短初级长次级。 直线电动机的工作原理与旋转电动机相似。以直线感应电动机为例：当初级绕组通入交流电源时，便在气隙中产生行波磁场，次级在行波磁场切割下，将感应出电动势并产生电流，该电流与气隙中的磁场相作用就产生电磁推力。如果初级固定，则次级在推力作用下做直线运动；反之，则初级做直线运动。 直线电机的优缺点介绍

直线电机是一种将电能转化为动能的机械装置，通常应用于工业生产当中。与直线电机相对应的一种装置是旋转电机，两者的工作原理类似。但是直线电机是进行直线运动的电机，而旋转电机是进行旋转运动的电机。直线电机可以直接将电能转化为动能，而不需要中间装置。 直线电机的优点 直线电机一般有平板式、U型式、管式几种。直线电机的工作系统是通过内部直线导轨来完成工作，用环保材料将线圈压缩成电路板的动子和电热调节器连接，然后在稀土磁铁的磁轨上进行动力推动，不需要像旋转电机一样，将动子固定在旋转轴承的支撑架上来保证相

对运动部分的稳定，通过直接反馈位置的直线编码器装置，就可以直接测量负载位置，从而保证负载位置的精确度。 由上看出，直线电机因为不需要中间转换装置，所以操作简单，非常适合进行非离心力的运动。直线电机的优势主要有以下几点： 首先，结构简洁。直线电机直接产生直线运动，位置精确度高，更为节省成本、稳定可靠、操作和维护简便。 第二，运动效率高。直线电机的气垫和磁垫中间存在缝隙，在运动时，不会出现机械接触，也不会出现摩擦和噪音，对零部件的损伤较小，从而具有较高的工作效率，可以进行高速直线运动。

牵引电机悬挂方式之欧阳家百创编

牵引电机的三种悬挂方式 欧阳家百（2021.03.07） 动力车和机车的牵引电机是通过传动装置驱动轮对的，牵引电动机悬挂，是指牵引电动机的安装方式。牵引电机和传动装置在动力车上有不同的悬挂方式，常用的悬挂方式有以下三种：抱轴式悬挂，车体悬挂，转向架悬挂。轴悬式又称牵引电动机半悬挂，架悬式和体悬式又称牵引电动机全悬挂。以下就这三种悬挂方式的结构、工作原理和优缺点进行介绍。 一、抱轴式悬挂 1、定义 牵引电动机抱轴式悬挂，或称半悬挂（traction motor semi-suspension）：牵引电动机的一端通过抱轴承刚性抱合在车轴上，另一端弹性悬挂在转向架构架的横梁或端梁上的安装方式。牵引电动机质量的一半支悬在构架上，为簧上质量，故称半悬挂。牵引电动机的另一半质量压在车轴上，为簧下质量。 2、结构图 左图为弹性轴悬式牵引电机 1—牵引电动机；2—车轴；3—空心轴； 4—抱轴承；5—大齿轮；6—弹性元件。 3、工作原理 固装在牵引电动机电枢轴上的小齿轮与固装在车轴上的大齿轮组成一级减速装置，牵引电动机驱动车轴回转。借助于抱轴承的

定位作用，保证了牵引电动机电枢轴与车轴平行，且大小齿轮的中心距保持不变，保证了大小齿轮的正常啮合。 弹性轴悬式也属于牵引电动机半悬挂（轴悬式）。弹性轴悬式的结构与刚性轴悬式相似，见上图。牵引电动机的一端弹性支在转向架构架上，另一端通过抱轴承支承在空心轴上，此空心轴套装在车轴的外面，从动大齿轮固装在空心轴端部，空心轴两端通过弹性元件支承在轮心上，牵引电动机输出的力矩通过小齿轮传至大齿轮，通过空心轴、弹性元件传至轮对，空心轴与车轴一同旋转。装在轮心上的弹性元件，既要支承牵引电动机约一半的重量和空心轴及大齿轮的全部重量，还要传递牵引电动机通过大齿轮传来的力矩。 4、优缺点 （1）优点：牵引电动机半悬挂由于结构简单、工作可靠、制造容易、成本低廉、维修方便等优点，在电传机车上得到广泛应用。弹性轴悬式牵引电动机只要存在一点弹性，来自钢轨的硬性冲击，经过弹性元件的缓冲，使抱轴承及牵引电动机的垂向加速度大为减小，改善了牵引电动机的工作条件。牵引电动机的力矩经弹性元件传至轮对，改善了牵引齿轮副的工作条件。 （2）缺点： ①簧下质量大，因而轮轨垂向动载荷大。 牵引驱动装置中的大齿轮全部质量以及牵引电动机、小齿轮和齿轮箱等约一半的质量是压在车轴上的簧下质量。 ②牵引电动机及牵引齿轮的工作条件差。