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牵引电动机悬挂

牵引电动机悬挂
牵引电动机悬挂

牵引电动机悬挂

牵引电动机悬挂是牵引电动机的一种安装方式。分为轴悬式、架悬式、体悬式三类。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。

轴悬式悬挂:牵引电动机的一端用抱轴承支在车轴上,牵引电动机约一半质量属簧下质量;另一端弹性吊在转向架构架上,牵引电动机约一半质量属簧上质量。轴悬式又称半悬挂式,由于簧下质量较大,只适用于最大速度不超过120km/h的中低速机车。轴悬式又分刚性轴悬式和弹性轴悬式。牵引电动机的抱轴直接支在车轴上者称为刚性轴悬式,应用广泛。如果在结构上略加改变,使牵引电动机的抱轴支于空心轴上,此空心轴包在车轴的外面,弹性支于轮心上,这样抱轴载荷弹性地支于车轮上,就不是簧下质量,称为弹性轴悬式,适用于机车最大速度120km/h~160km/h。大齿轮也固装在空心轴上,大小齿轮啮合,大齿轮的扭矩由空心轴通过弹性装置传到轮心上。

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(υmax>120 km/h)。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。

体悬式悬挂: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。因此,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。当高速电动车组为动力分散型时,动车组中有数辆动力车,每辆动力车的功率较小,牵引电动机较小,可以采用架悬式,以简化结构。

半体悬式悬挂牵引电动机的一端与车体相联结,另一端吊在转向架构架上,牵引电动机及驱动装置的大部分质量由车体承担,小部分质量由转向架承担。这种装置结构较复杂,其动力学性能与体悬式接近。

牵引电动机全悬挂

牵引电动机全悬挂(traction motor full-suspension)牵引电动机的安装方式,包括牵引电动机架悬式和体悬式两类,把牵引电动机悬挂在转向架构架上,位于一系悬挂之上,二系悬挂之下,称为架悬式;把牵引电动机装在车体底部,位于二系悬挂之上,称为体悬式。

牵引电动机架悬式广泛应用于世界各国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,因此牵引电动机全部质量等于簧上质量。牵引电动机输出轴与轮对之间的驱动装置需要采用能适应各方向相对位移的弹性联轴器作为中间联接装置并传递扭矩。弹性联轴器在结构上可以采用弹性元件(钢弹簧或橡胶块),也可以采用具有橡胶衬套的连杆关节机构。

牵引电动机架悬式的优点是:牵引电动机全部是簧上质量,因而簧下质量较小,轮轨垂向动荷载较小,有利于高速运行。因线路不平顺和轮轨冲击所引起的轮对垂向和横向加速度,不会直接传到牵引电动机和牵引齿轮副,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。

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。

电机空心轴驱动装置特点是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。见图1。

图1 电机空心轴驱动装置示意图

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。

此处的牵引齿轮箱是承载部件,比较重。小齿轮轴用轴承支承在齿轮箱上,齿轮箱的一端用滚动抱轴承支承在车轴上,另一端弹性吊挂在转向架构架上。大齿轮固装在车轴上。大齿轮的全部质量和齿轮箱约2/3的质量由车轴支承,为簧下质量,小齿轮的全部质量和齿轮箱约1/3的质量为簧上质量。

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。

轮对空心轴驱动装置特点是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。见图2。

中国的东风11 型客运内燃机车、韶山8型客运电力机车等采用这种装置。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。

图2 轮对空心轴驱动装置示意图

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。

牵引电动机体悬式高速动车组的最高运行速度为200 km/h~350 km/h,当动车组为动力集中式时,即动车组的两端为动力车,中间为拖车,则动力车的功率较大,牵引电动机较大、轻重。如果把牵引电动机置于转向架构架上,则转向架的质量及转

动惯量增大,难于保证高速时转向架的蛇行稳定性。此时,必须把牵引电动机悬挂在车体的底部,使其成为二系簧以上的质量,这就称为牵引电动机体悬式。与架悬式相比,体悬式转向架的质量及转动惯量大为减小,高速时转向架的蛇行稳定性较好。当速动车组为动力分散式时,即动车组中有多辆动车,则每辆动车的功率较小,牵引电动机较小、较轻,则不一定要采用牵引电动机体悬式,有可能仍采用结构较简单的牵引电动机架悬式,高速时转向架的蛇行稳定性仍可得到保证。

牵引电动机体悬式驱动装置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。图3 中的关键部件关节联轴器就是用来适应车体与轮对之间的相对运动的,包括垂向、横向及各个回转方向的相对位移。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。

牵引电动机半体悬式牵引电动机体悬式的另一种形式。牵引电动机的一端与车体相联接,另一端吊挂在转向架构架上。牵引电动机输出扭矩通过轮对空心轴两级弹性驱动装置传至轮对。牵引电动机及驱动装置的大部分质量由车体承担,小部分质量由转向架承担。这种置结构复杂,其动力学性能与体悬式接近。

图3 牵引电动机体悬式驱动装置

电机车运输系统安全管理制度示范文本

电机车运输系统安全管理制度示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

电机车运输系统安全管理制度示范文本使用指引:此管理制度资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进,同时考虑各个环节之间的关系,每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划,并将危害降低到最小,文档经过下载可进行自定义修改,请根据实际需求进行调整与使用。 矿山电机车运输规定是根据《金属和非金属矿山安全 规程》和矿山生产实际情况制定如下安全规定: 1、电机车应有完整的安全装置,铃、灯、防护罩、制 动闸、联接器和漏电及电路保护装置,任何一项不正常均 不得运行。 2、开车前,必须进行前后检查,发出信号,以免伤人 或压断各种管路、线路。 3、电机车司机必须遵守各种信号、听从指挥,严禁酒 后开车,电机车运行时,人、物各部件不得外露。 4、严禁开快车。遇弯道、出硐、施工地点或前方有人 时,要减速慢行并发出信号。 5、电机车运行途中掉道,应立即发出信号,处理人员

必须选择安全位置及联系信号,并统一指挥进行处理。 6、电机车必须额定牵引、运输不得超载、超宽、超长。 7、机车运送爆破器材,必须遵守爆破物品运输规定。 8、机车运送人员必须在开车前,认真仔细检查连接器、制动器及部件的完好,车内严禁易爆、易燃及货物混装,严禁中途扒车。 9、电瓶车两头严禁站人,以防挤(撞)伤。 10、卸渣时,停车场,调头处应设有挡车防护设施,以防掉道。 11、经常检查,保持机车清洁,做好文明开车,司机离开时,必须切断电源,刹紧车闸,停车在安全线上,并有良好的照明和警告标志。 12、轨道的曲线半径,应符合下列规定: (1)行驶速度1.5m/s以下时,不小于车辆最大轴距的7

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

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

井下电机车运输牵引举例

第一章概述 1.1电机车的发展历史 窄轨工矿电机车及其配套电机电控是牵引电气设备行业的主导产品。从1882年德国西门子公司制成世界上第一台4.5kW矿用架线式电机车以来,迄今整整有120年的历史了。在我国也有约50年的生产发展史。在此期间,先后开发和批量生产了架线式电机车和蓄电池机车二大系列50多个品种规格,产品遍布于全国煤矿、冶金矿、铁路和公路隧道以及市政工程建设工地。 可近10多年来,国内市场出现了萎缩,牵引行业所属企业出现严重订货不足,有的企业被迫转产,有的企业职工大量下岗。 同时多年来,由于牵引电气设备分会所属企业对产品技术开发投入少,大部分产品基本上仍停留在70~80年代的水平。同时,新兴的民营企业也占有了部分的市场份额。而随着我国加入WTO,国外公司也瞄准我国市场,使得市场竞争更趋激烈。因此,要在国内激烈市场竞争中赢得一定市场份额,并向国外市场拓展,就必须进行技术创新,提高产品技术含量。 1.2电机车的技术水平及发展方向 窄轨工矿电机车有着与铁道干线电力机车、城市轨道交通车辆共同的特性,也有它的独特性,其中主要一点是品种规格的多样化。在蓄电池机车(防爆和非防爆)和架线电机车两大基本系列中,各个国家有着不同的轨距、多种粘重的品种规格。例如英国Clayton公司生产的机车品种就有三大系列20多个品种,如表1所列。 表1 英国Clayton公司的窄轨工矿电机车的品种 非防爆型蓄电池机车系列防爆型蓄电池机车系列架线电机车系列 1.75t 7hp 4.5t 17.5hp 3t 20hp 3.5t 14hp 5.5t 25hp 4t 40hp 4t 21hp 9t 50hp 5t 45hp

脉流牵引电动机的发展

柯以诺 1936年生, 1959年毕业于西安交 通大学电机专业,高级 工程师(教授级),国家有突出贡献的中青年科技专家,长期从事牵引电动机设计、试验研究。 回顾与展望 脉流牵引电动机的发展 株洲电力机车研究所(株洲412001) 柯以诺 摘 要:介绍了我国电力机车用脉流牵引电动机40年来的发展情况,从电机的材料、结构、工艺、设计方法等方面总结了其技术进步的过程,并探讨了今后的发展前景。 关键词:牵引电动机 脉流 电力传动 发展 D evelopm en t of pulsa ti ng curren t traction m otor Zhuzhou E lectric L ocom o tive R esearch In stitu te (Zhuzhou 412001) Ke Y i nuo Abstract :It is described the 40years developm en t of pu lsating cu rren t tracti on mo to r of Ch inese electric locomo tives .T he techn ical p rogress is concluded from aspects of m aterial ,structu re ,techn ique and design m ethod .Its fu tu re p ro spects are dis 2 cu ssed . Key words :tracti on mo to r ,pu lsating cu rren t ,electric drive ,developm en t . 1 引言 牵引电动机素有机车“心脏”之称,是电传动机车最关键的部件。机车的性能和可靠性与牵引电动机有着最直接的关系。 直流串励牵引电动机的启动性能好、调速范围宽、过载能力强、功率利用充分、控制简单,能最大限度地满足机车车辆的运用要求。直流牵引电动机用于牵引动力已有120年历史,是一种很成熟的电工产品。国产电力机车一直采用直(脉)流牵引电动机,已走过了40年的路程,虽然不象电工技术的某些新领域那样经常有突破性新技术出现,但通过不断的改进,所取得的进步仍然令人瞩目。 本文将介绍我国脉流牵引电动机的发展情况,并对它面临交流牵引电动机挑战的今后的发展前景谈点看法。 2 发展概况 随着我国国民经济的日益增长,铁路运输正向重载、高速的方向迈进,这就对电力机车的牵引电动机提出了越来越高的要求。首先是电动机的轴功率不断增 加(见图1)。目前货运电力机车的轴功率达800k W (持续制),客运机车达900k W 。最近,为200km h 列车的 动力车设计的电动机,其轴功率已达1000k W 。其次,电机的恒功率调速范围也在不断扩大。早期的电机,恒功速比K PV 仅1.25~1.35。最近,该值已达1.6~1.8。 K PV 的提高,表明机车在较高速度下仍保持满功率输 出,能更好地满足多拉快跑的运输要求。 图1 脉流牵引电动机功率增长曲线 电机设计功率逐年增长,但电机的体积及相应的质量并没有增加,反而稍有降低。这意味着代表电机水 平的一个技术经济指标(g )——电机单位质量发挥的设计功率在逐年增长(见图2)。 — 91—1998年第5-6期机 车 电 传 动 №5-6,1998  1998年11月10日EL ECTR I C DR I V E FOR LOCOM O T I V E N ov .10,1998

电机功率计算公式

电机: 电机(英文:Electric machinery,俗称“马达”)是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。 电机在电路中是用字母M(旧标准用D)表示,它的主要作用是产生驱动转矩,作为用电器或各种机械的动力源,发电机在电路中用字母G表示,它的主要作用是利用机械能转化为电能。 电机功率计算公式: 电机功率算公式: 1、三相:P=1.732×UI×cosφU是线电压,某相电流。 当电机电压是380伏时,可以用以下的公式计算: 电机功率=根号3*0。38*电流*0。8 将1千瓦代入上式,可以得到电流等于1.9A。 2、P=F×v÷60÷η 公式中P功率(kW),F牵引力(kN),v速度(m/min),η传动机械的效率,一般0.8左右。 本例中如果取η=0.8,μ=0.1,k=1.25,则: P=F×v÷60÷η×k=0.1×400×60÷60÷0.8×1.25=62.5 kW 电机电流计算公式: 单相电机电流计算公式 I=P/(U*cosfi) 例如:单相电压U=0.22KV,cosfi=0.8则I=P/(0.22*0.8)=5.68P 三相电机电流计算公式

I=P/(1.732*U*cosfi) 例如:三相电压U=0.38KV,cosfi=0.8则 I=P/(1.732*0.38*0.8)=1.9P 根据经验220V:KW/6A、380V:KW/2A、660V:KW/1.2A、3000V:4KW/1A 功率包括电功率、机械功率。电功率又包括直流电功率、交流电功率和射频功率;交流功率又包括正弦电路功率和非正弦电路功率;机械功率又包括线位移功率和角位移功率,角位移功率常见于电机输出功率;电功率还可分为瞬时功率、平均功率(有功功率)、无功功率、视在功率。在电学中,不加特殊声明时,功率均指有功功率。在非正弦电路中,无功功率又可分为位移无功功率,畸变无功功率,两者的方和根称为广义无功功率。 功率可分为电功率,力的功率等。故计算公式也有所不同。 功率功率电功率计算公式:P=W/t=UI; 在纯电阻电路中,根据欧姆定律U=IR代入P=UI中还可以得到:P=I2R=(U2)/R 在动力学中:功率计算公式:1.P=W/t(平均功率)2.P=FV;P=Fvcosα(瞬时功率) 因为W=F(F力)×S(s位移)(功的定义式),所以求功率的公式也可推导出P=F·v:P=W/t=F*S/t=F*V(此公式适用于物体做匀速直线运动)

推荐-10吨架线电机车牵引能力计算 精品

一、10吨架线电机车牵引能力计算 1、 按重列车上坡起动条件 1 1.075()n q q p g p i g ψαω≤ -++ 式中-重车组质量,t n p —电机车粘着质量,n p =p =10 P —电机车质量 g -重力加速度, m/s 2 q ψ—电机车撒沙起动的粘着系数,取q ψ=0.24 α—列车起动加速度,m/s 2,α=0.04 m/s 2, q ω—重列车起动阻力系数,取0.012 i —运输线路平均坡度‰,一般取i =3‰ 1 109.80.24 101.0750.04(0.0120.003)9.8 ??≤ -?++ =113.79t 2、 按牵引电动机允许温升计算。 2 (d p ατ≤ 式中:d F —电机车等值牵引力, 可取电机车长时牵引力,d F =4.32 KN α—电机车调车时电能消耗系数,取大于2公里为1.10 y ω—重列车运行阻力系数,取0.0075 d i —等阻坡度,‰,对于滚动轴承的矿车,d i 一般为=2‰ τ—相对运行时间。

11T T τθ= +=20 2030 +=0.4 式中θ—调车及停车时间,min ,一般取20~30 min T1-列车往返一次运行时间,min 26010.75L T ν?= =2260 0.7516 ???=20 L —加权平均运输距离,km 。 ν—机车平均速度,km/h,取机车长时速度16 km/h 。 2 10 1.10.4(0.0075≤ - =105.2t 3、 按重列车下坡制动条件, 列车制动时速度按列车长时运行速度,则制动减速度为 2 0.03858v b l ==0.2469 式中:b —列车制动减速度,m/s 2 v —电机车长时运行速度,取16km/h 合4.44m/s l - 允许的制动距离,取40m 按列车下坡制动条件,求重车组质量, 3 1.075()z Z p g p b y i g ψω≤ --- 式中:z p -电机车的制动质量,为电机车的全部质量p ,10t Z ψ —制动时的粘着系数,按撒沙时取0.17 b —制动减速度0.2469 y ω—重列车运行阻力系数,取0.0075

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

电机车选型计算

列车组成计算 1、按电机车黏着条件计算车组质量 应考虑在电机车牵引重车组沿上坡启动加速时所需的牵引力,不超过黏着条件所允许的极限值计算车组质量。因此电机车的牵引力及其极限条件为:F=1000(m D+Q Zh)[(ωZh+i p)g+1.1a]≤1000 m Dn gΨ,KN Q Zh≤(1000P n*Ψ)/(ω’Zh+ i p+110α)-p,KN 式中:Q Zh—重车组质量t;m D—机车质量t;m Dn—电机车的黏着质量t; Ψ—黏着系数,一般按撒砂启动,0.24; ωZh—重列车启动时阻力系数,见表1; i p—轨道线路平均坡度,一般取3%; a—列车启动加速度,一般取0.04m/s2; 算出列车牵引的重车组质量后,用下式求出矿车个数: n=1000 Q Zh/(m z1+m1)g m z1-每辆矿车的自身重量t; m1-每辆矿车的货载质量t; 2、按牵引电动机的发热条件验算 要求牵引电动机的等值电流不超过它的长时电流值,即 I dz≤I ch 式中I dz-等值电流,I dz-长时电流。 电机车每个运输循环的等值电流按下述方法计算: (1)计算牵引重列车和空列车分别达到全速稳态运行时电机车的牵引力重列车稳态运行机车牵引力F Zh=1000[m D+n(m z1+m1)](ωZh-i p)g,N;

空列车稳态运行机车牵引力F k=1000[m D+nm z1](ωk+i p)g,N; ωZh、ωk为重列车、空列车运行阻力系数,见表4. (2)计算重列车、空列车稳态运行时分配到每台牵引电动机上的牵引力F’Zh、F’k F’Zh= F’Zh/n d F’k= F’k/n d 式中n d为机车牵引电动机的台数。 (3)查牵引电动机的特性曲线见图,得到重列车、空列车运行时,与F’Zh、F’k 对应的电动机电流值Izh、Ik及Vzh、Vk。 (4)计算一个运输循环电动机的等值电流 式中 -调车系数,考虑调车时电动机需要工作的系数,运距小于1000m时取1.4,运距为1000m-2000m时取1.25,运距大于2000m时取1.15; T-列车在最远线路上往返一次的纯运行时间,min,T=t zh+t k;(t zh、t k重列车、空列车运行时间,min); Vzp、Vkp-重列车、空列车的平均速度,m/s,取Vzp=0.75Vzh、Vkp=0.75Vk;Lm-电机车到最远的一个装车站的距离,km; θ-两个运输循环中的休止时间,min,取θ=18min-22min。 计算结果若Idz≤Ich,则满足要求,若Idz>Ich,则说明牵引电动机温升条件不允许,应减少车组中的矿车数量,重新验算,直至满足温升条件为止。 3、按制动条件验算 为了安全起见,在进行制动条件验算时,一般按重列车在平均坡度上,下坡制动时的最不利条件来验算,使其保证制动距离不超过《煤矿安全规程》所规定的数值,因此,电机车的制动力及其限制条件为:

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

第十一章 三相交流牵引电机

第十一章三相交流牵引电动机简介无换向器的三相交流电动机在制造成本、单位功率重量、运行维修等方面、比有换向器的直流电动机有一系列优点,特别是三相异步电动机结构最为简单、工作最为可靠以及具有优越的防空转性能。近30年来,由于电子技术特别是大功率晶闸管变流技术的迅速发展,研制出体积小、重量轻、功率大、效率高的变流装置——静止逆变器,作为三相交流电动机的变频电源,使三相交流牵引电动机在铁路电力牵引中的应用取得了突破性进展。 由三相交流电动机的优点和直流电动机在牵引运用方面长期积累的经验以及电力交流技术的成就三者完美结合,而研制出来的新型三相交流电传动机车具有更大的牵引能力、更好的牵引特性和更高的经济技术指标。因此,从发展远景来看,它将在未来牵引传动中占据主导地位。 本章结合机车牵引特点,对三相异步牵引电动机和晶闸管同步牵引电动机的运行原理及结构特点作一些介绍。 第一节三相异步牵引电动机 一、异步电动机变频运行的机械特性 由异步电机原理可知:在一定的电压和频率下,异步电动机的机械特性如图11-1所示。 图11-1 一定频率和电压下异步电动机的机械特性 当异步电机作为电动机运行时,电机在0<S<1范围内运行,图中S m为电动机最大转距太时的临界转差率。其中:S=0-S m。一段是电动机的稳定运行范围;当S>S m后,电动机的转矩将明显减少,使电动机转速越来越低,直到停转。所

以S=S m --1一段是电动机不稳定运行区。异步电动机在不同频率人下的机械特性 曲线形状都相似,但其机械特性稳定运行的调速范围和最大转矩值是不同的,这 种变化可用最大转矩和对应的临界转差率来表示。由第九章已推导出三相异步电动机最大转矩为: []22 1 2 1 1 1 2 1 ) ' ( 4 3 δ δ πx x r r f pU T m + + + =(11-1) 当 σ σ χ χ γ 2 1 1 + ππ时忽略 1 γ,则: ()σ σ χ χ π2/ 1 1 2 1 4 3 + = f pU T m (11-2)对于结构一定的电机,式(11-2)可写为: 2 1 1 T?? ? ? ? ? = f U K T m (11-3)由式(11-3)可见,异步电动机的最大转矩与 2 1 1 ?? ? ? ? ? f U 成正比。若变频调速是在U1为常数条件下进行,则T m随f12成反比例变化,其机械特性变化如图11-2所示。 图11-2 一定电压、不同频率时异步电动机的机械性能 图11-3 一定气隙磁通、不同频率时异步电动机的机械性能

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

CTL8T电机车拉车数计算

CTL8/6GP 列车组成计算: 我矿使用的机车为CTL8/6GP 型柴油机车,机车的粘着重力为80KN 。 1、三吨矿车的组列计算: 矿车型号:MD3.3-6型,自重m z1=1400kg,名义载货量m 1=3000kg. 1)按电动机粘着条件计算车组重力: 公式:PN a ip Wzh Q P F ??≤+++=ψ1000)110)(zh ( 则:KN p a ip W P zh -++??≤110n 1000Q zh ψ 式中:Q zh 重车组重力KN P 机车重力,KN 为80KN P n 电机车粘着重力,KN ;为80KN ψ粘着系数,一般指沙启动。ψ=0.24 W zh 重列车启动时阻力系数,查表:取10.5 ip 轨道线路平均坡度一般取3‰ a 列车启动加速度,一般取a=0.04m/s 2 KN p a ip Wzh P -++??≤110n 1000Q zh ψ KN ,,,8004 .011035.1024.0801000-?++??≤ KN 63.99208-9.1719200=≤ 用下式求出矿车个数: 2210 )30001400(63.9921000)(100011=?+?=+?=(g m m Q n z zh 台 根据矿井巷道的实际情况取10台。

2)牵引重列车、空车列车分别达到全速稳定运行时机车的牵引力 公式: 重车:)(1000)(11ip W m m g n P F zh z zh -?? ????+??+= )35.10(1000)30001400(101080-?? ? ??+??+= =3900N 空车: ))(1000 (1k ip W m g n P F k z -??+= N 2880)39)(1000 14001010100(=-??+= 3)根据制动距离验算: m ip wzh m m g n P Pn v L z zh 05.22)35.10(1000 )14003000(10108024.08010002.455)(1000 )(100055112zd =-++??+???=-++??+?=,,,,,,ψ 式中: 已知:v zh =15km/h=4.2m/s n 列车组成个数,为10台三吨矿车 ψ粘着系数取0.24 制动距离Lzd=23.54<40米符合煤矿安全规程规定 2、一吨矿车组列计算: 矿车型号MG1.1-1-6B 自重m z1=650kg;载货量按矸石最大为

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);

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。

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