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

电源供电；为了防止电动机轴承的电蚀，电动机前后端采用绝缘轴承；电动机转子导条采用低电阻、温度系数高的铜合金材料，保证传动系统的控制精度；为了减轻电动机自重，电动机采用轻质高强度材料；采用经过验证的轴承和轴承润滑结构，从而减少电动机的维护，保证电动机轴承更可靠工作；在输出一定功率的情况下，为减少体积，采用强迫通风和优化的通风结构，充分散热，以降低电动机的温升，提高材料的利用率；电动机的非传动轴端安装了2个速度传感器，用以给传动控制系统提供速度信号，便于逆变器控制和制动控制。

7.6.2技术参数

7.6.2.1主要技术参数

型号MT205

方式三相鼠笼异步电动机

极数4极

相数3相

额定值

输出功率 300kW

电压2000V

电流106A

频率140Hz

转差率1.4％

转速4140r/min

效率94.O％

功率因数 87.0％

绝缘类别等级200

温度上升极限200K(定子绕组；电阻法)

冷却方式强制风冷方式(20m3/min)

动力传送方式平行齿轮弯曲轴万向接头方式

最高使用转速6120r/min

最高试验转速7040r/min

轴承润滑脂unimaxRNO.2

质量440kg

额定参数说明：由于干线动车组载荷变化范围小，仅为整车自重的10％，所以电动机额定点的考核一般是在动车组最苛刻条件下电动机的稳定运行点。

其他相关参数见表7.27

7.6.2.2接口尺寸

图7.64为牵引电动机三维视图，由图可以看到电动机与转向架、联轴节的安装部位，与通风系统连接的电动机通风口；与传动系统相连的速度传感器信号线和三相电源线。

图7.65为牵引电动机外形图，轴伸为带键的锥面，与联轴节过盈配合，悬挂上有2个φ30的通孔，电动机侧面凸台有2个M27的螺纹孔，用4个M27的螺栓与转向架连接。

7.6.3牵引电动机组成

7.6.3.1概述

牵引电动机主要由定子(包括铝托架)、转子、轴承、传感器等部件组成，以下针对牵引电动机主要部分的结构进行说明。

7.6.3.2定子

定子框采用以连接板连接铁芯的无框架结构框，设有安装转向架的凸头和安装座；定子框的两侧采用铝合金铸件(铝托架)制作部件，实现定子框整体轻量化。

(1)铝托座(非传动侧和传动侧)，其外形图如图7.66所示。

铝托架的材质以及厚板都考虑到列车高速运行状态，铝托架的定子框安装时，通过加强筋提高其强度，通过加厚及加强筋的加强提高了铝托架的框架安装部的强度。

非传动侧的铝托架，处于采用强制风冷方式的需要，在托架上部设置风道，在托架端面安装了转速检侧器外壳。另外，在传动侧，上部安装了端子壳。

安装时，用8个M12的螺栓将铝托座固定在机座上，为了防止铁和铝热膨胀上的差异而产生的偏差，采用了双重配合方式。

(2)定子铁芯

定子铁芯采用硅钢片和SPCC(端板)叠压而成，外形图如图7.67，定子铁芯上设置的切槽为后退式切槽，增加通风空间，提高冷却效果。

(3)定子线圈

定子线圈由u相绕组，V相绕组，W相绕组，各相由3个线圈串联而成。

由于逆变器运行时的高频电流引起的集肤效应，会造成

交流阻抗变大，温度上升过高。为了防止此问题，增加线圈的并列根数，并将线圈的导体截面形状做成扁平状。

另外，线圈间的连接全部采用银焊，并用绝缘材料进行绝缘后，再用无溶剂漆进行真空浸渍处理。

(4)引出线

在传动端的铝托座上部接线盒，其内连接有引出线，并使用接头用银焊焊接在三相线圈的引出连线上。电动机外部设置橡胶衬套，可以将三相电源引出线牢牢固定，然后再用绝缘材料进行处理。引出线绝缘部分是用蚂蟥钉固定的，当列车在通过道砟受冲击或其他原因使得铝托架产生断裂时，具有不用分离引出线连接部位就可以直接更换。

(5)由于采用强迫通风冷却方式，电动机非传动端的铝托座上部设置风道。另外，为了

固定速度传感器，铝托座端面上设置5个M10的螺栓固定的传感器盖。为了固定电动机引出线，在电动机传动端铝托座上部设置接线盒。

7.6.3.3转子

转子为牢固的鼠笼形状，该构造适用于高速运转。转子导条采用电阻系数较大，强度足够的铜锌合金(红铜)。为了尽量减小运转过程中因温度上升而产生的热膨胀，短路环采用电阻系数较小的纯铜。此外，为了应对高速转动，还在短路环的外围设置保持环。其外观图如图7.68所示。