地铁牵引电机
地铁的工作原理
地铁的工作原理地铁是一种现代化的城市交通工具，其工作原理主要分为以下几个方面：1. 列车牵引系统：地铁通常由电力机车牵引，车辆上安装了电机、牵引变流器和电池等设备。
当列车启动时，电机将电能转化为机械能，带动车轮前进。
而电能则由牵引变流器提供，将直流电转化为交流电。
2. 线路供电系统：地铁轨道上有供电钢轨，通过导轨和接触装置与列车进行导电连接。
供电系统通常采用第三轨供电或者架空电缆供电两种方式。
第三轨供电是指将电能供给给列车的第三导电轨，而架空电缆则通过悬挂在轨道上方的电缆传送电能。
3. 信号系统：地铁系统中的信号系统用于控制列车的行驶速度、减速和停车。
信号系统主要由信号设备和信号电缆组成，其中信号设备通过信号电缆将信息传递给列车的驾驶员，驾驶员根据信号指示进行行驶操作。
4. 轨道系统：地铁轨道系统是地铁运营的基础设施，通常由两条平行的钢轨组成。
地铁车轮通过轨道与地面或者地下的钢轨接触，使列车保持在相对固定的行车轨道上。
5. 制动系统：地铁列车的制动系统用于控制列车的速度和停车。
制动系统通常分为机械制动和电气制动两种方式。
机械制动通过摩擦力减速或停车，而电气制动则通过电机反馈电能减速或停车。
6. 安全系统：地铁的安全系统主要包括列车防撞系统、火灾报警系统、紧急制动系统等。
这些系统通过传感器和控制装置，监测列车和地铁站内的情况，一旦发生紧急情况，可以及时采取相应的安全措施。
7. 车站设施：地铁车站是乘客进出地铁的重要场所，车站通常设有售票窗口、自动售票机、安检门、闸机等设施，以及候车区域、引导标识等。
这些设施旨在提供便捷的购票和乘车环境，确保乘客的安全和秩序。
综上所述，地铁工作原理涵盖了列车牵引系统、线路供电系统、信号系统、轨道系统、制动系统、安全系统以及车站设施等多个方面。
这些系统的合理运行和配合，将保证地铁的正常运营，提供高效、便捷和安全的城市交通服务。
地铁车辆交流牵引电机的自主维修分析
地铁车辆交流牵引电机的自主维修分析摘要：地铁车辆交流牵引电机的自主维修分析是确保电机良好运行和延长使用寿命的关键。
维护工作包括检查、清洁、润滑和绝缘检测。
维护过程中，需检查电机外观、内部连线和轴承情况。
清洁方面，应表面清洁和清理散热器。
润滑维护涉及正确选择润滑油和适时添加润滑剂。
绝缘检测测试绝缘电阻和电容，以发现潜在问题。
维护记录和计划对维护工作至关重要，记录维护细节和工作状态，并制定合理的维护计划。
通过有效的自主维修分析和维护管理，地铁车辆交流牵引电机能够持续稳定运行，确保地铁系统的安全性和可靠性。
关键字：地铁车辆；交流牵引电机；自主维修地铁车辆交流牵引电机作为地铁系统的重要组成部分，起着关键的作用。
为了保证电机的正常运行和延长其使用寿命，进行自主维修分析至关重要。
本文将介绍维护电机所需的关键步骤，包括检查、清洁、润滑和绝缘检测。
同时，强调记录和计划维护工作的重要性，以便及时跟踪维护历史和制定合理的维护计划。
通过自主维修分析，地铁车辆交流牵引电机可以保持良好的工作状态，减少故障风险，提高地铁系统的运行效率和可靠性。
对于地铁系统运营和乘客安全来说，这些维护措施至关重要。
一、地铁交流牵引电机自主维修发展现状地铁交流牵引电机自主维修发展现状是一个关键的话题。
目前，地铁交通系统是大城市的重要组成部分，地铁交流牵引电机作为关键设备，发挥着重要的作用。
在目前的现状下，地铁交流牵引电机自主维修已经取得了一定的发展。
随着技术的不断进步和国内企业的自主研发能力的提升，越来越多的地铁交流牵引电机得到了国内企业的自主维修和维护。
这些企业在电机故障的定位、拆解、检修和组装等方面积累了丰富的经验和技术。
同时，国内的培训和教育机构也开始关注地铁交流牵引电机维修技术的培训。
他们提供专业的培训课程，使更多的技术人员能够掌握地铁交流牵引电机的维修技术，为地铁交通系统的正常运行提供技术支持。
二、地铁车辆交流牵引电机的常见故障2.1绝缘故障绝缘故障是一种常见的地铁车辆交流牵引电机故障，指的是电机绝缘材料的损坏、老化或受潮等问题，导致绝缘性能下降，甚至完全失效。
牵引电动机的工作原理
牵引电动机的工作原理牵引电动机是一种特殊的电动机，它主要用于牵引和驱动大型车辆，如电动火车、地铁、电动汽车等。
牵引电动机的工作原理是基于电磁感应和电磁力的作用。
下面我们来详细了解一下。
牵引电动机由定子和转子两部分组成。
定子是不动的，由大量的线圈和铁芯构成。
线圈中通有三相电流，这三相电流的作用是产生一个旋转磁场。
转子是可以旋转的部分，它由大量的导体条构成，导体条的两端固定在转子轴上。
当三相电流通过定子线圈时，会产生一个旋转磁场，这个旋转磁场会对转子中的导体条产生感应电动势。
由于导体条是固定在转子上的，所以感应电动势会产生电流，这个电流也叫感应电流。
感应电流在转子中流动，也会产生一个磁场，这个磁场会和定子中的磁场相互作用，产生一个电磁力。
这个电磁力会使转子旋转。
转子旋转的速度是由牵引电动机的控制系统控制的。
控制系统会通过改变定子线圈中的电流强度和相位，来改变旋转磁场的方向和大小。
这样就能控制电磁力的大小和方向，进而控制转子的旋转速度和方向。
牵引电动机的工作原理和传统的电动机基本相同，但是它的特殊之处在于它能够承受更大的负载和扭矩。
这是因为牵引电动机的转子是由大量的铁芯和导体条构成的，能够承受更大的电磁力和扭矩。
此外，牵引电动机还采用了特殊的散热和防尘设计，能够在恶劣的环境下正常工作。
牵引电动机是一种特殊的电动机，它的工作原理是基于电磁感应和电磁力的作用。
通过控制定子线圈中的电流强度和相位，能够控制电磁力的大小和方向，进而控制转子的旋转速度和方向。
牵引电动机具有承载能力强、扭矩大、散热和防尘性能好等优点，是大型车辆的理想动力装置。
地铁牵引电机额定电压
地铁牵引电机额定电压地铁牵引电机额定电压是指在正常运行条件下，地铁牵引电机所需要的电压大小。
地铁牵引电机是地铁列车的动力来源，它的额定电压对于地铁列车的正常运行起着至关重要的作用。
地铁牵引电机额定电压的选择与地铁列车的设计和运行要求密切相关。
一般来说，地铁牵引电机的额定电压应该能够满足地铁列车的运行速度、牵引力以及加速度等要求。
额定电压过低会导致地铁列车无法达到设计的运行速度，牵引力不足；而额定电压过高则可能导致地铁牵引电机过载、过热等故障。
地铁牵引电机额定电压的选择还需要考虑到电网的电压水平。
地铁列车通常是通过接触网获取电能的，而接触网的电压水平是由电网的供电能力和运行要求决定的。
因此，地铁牵引电机的额定电压应该与接触网的电压相匹配，以确保地铁列车能够正常获取电能并进行牵引。
地铁牵引电机额定电压的选择还需要考虑到电机的性能和效率。
地铁牵引电机通常采用交流电机，其性能和效率受到电压的影响。
过高或过低的额定电压都可能导致地铁牵引电机的性能下降，效率降低，从而影响地铁列车的运行质量和能源利用效率。
在实际应用中，地铁牵引电机的额定电压通常在几千伏到几万伏之间。
具体的选择取决于地铁列车的设计要求、供电系统的水平以及电机制造商的技术能力等因素。
在选择地铁牵引电机额定电压时，需要综合考虑各种因素，并进行充分的技术论证和实验验证。
地铁牵引电机额定电压是地铁列车正常运行所必需的重要参数。
合理选择地铁牵引电机的额定电压，能够确保地铁列车的正常运行，提高运行效率，降低能源消耗。
地铁牵引电机额定电压的选择需要综合考虑地铁列车的设计要求、供电系统的水平以及电机制造商的技术能力等因素，以确保地铁列车的安全可靠运行。
地铁车辆牵引电机工作原理
地铁车辆牵引电机工作原理地铁车辆的牵引电机是一种关键的组件，它负责提供足够的动力来推动地铁列车行驶。
牵引电机的工作原理涉及到电磁学和动力学等多个领域，下面将详细介绍地铁车辆牵引电机的工作原理。
首先我们来了解一下地铁车辆牵引电机的结构。
地铁车辆的牵引电机一般由电动机、齿轮箱、牵引变流器和冷却系统等部件组成。
电动机是牵引系统的核心部件，它通过转动车轮来提供推进力，齿轮箱用来减速并传递力量，而牵引变流器则通过控制电动机的工作来实现不同的电力输出。
冷却系统则负责保证牵引电机在工作过程中能够保持合适的温度。
我们了解一下牵引电机的工作原理。
牵引电机的工作原理主要包括电磁感应和动力输出两个方面。
在工作过程中，电动机通过电流在磁场中产生力矩，从而带动转子转动，进而推动地铁车辆。
具体来说，当电流通过电动机的线圈时，它产生的磁场与永磁体或者励磁绕组产生的磁场相互作用，从而产生电磁力矩。
这个电磁力矩会使得电动机的转子开始转动，同时引发动力输出。
而牵引变流器负责控制电流的大小和方向，从而控制牵引电机的输出功率和转速，实现对地铁列车的加速、减速、停车和起步等操作。
牵引电机的工作也需要考虑到能量转化和利用的问题。
在工作过程中，电能通过牵引电机转化为机械能，从而推动地铁车辆行驶。
为了提高能源利用效率，牵引电机的设计和控制也需要注重能量的回收与再利用，以减少能源浪费。
牵引电机的工作还需要考虑到系统的稳定性和安全性。
在地铁列车行驶过程中，牵引电机需要能够稳定可靠地提供足够的动力，同时还需要考虑到系统的安全保护和故障自诊断等功能，以确保地铁运营的安全和可靠性。
地铁车辆牵引电机的工作原理涉及到电磁学、动力学、能源利用和系统控制等多个方面。
牵引电机通过电磁感应和动力输出来提供足够的推动力，同时需要考虑能源转化和利用、系统稳定性和安全性等多个方面的问题。
通过对牵引电机工作原理的深入了解，我们可以更好地理解地铁列车的推进原理和运行机制。
城轨列车牵引系统设备检修—认识交流牵引电动机结构和工作原理
04
问答题
2.简要说明交流牵引电动机的工作原理。
答：B车的受电弓从接触网上取得直流1500V的电流，经过车辆牵引逆变器 转换成三相交流电，输送给交流牵引电动机（三相异步电动机）定子上空 间位置相差120°的三相绕组，使定子三相绕组中有对称的三相电流流过， 从而在气隙中产生旋转磁场。转子绕组在这个旋转磁场中感应出电动势,转 子的感应电动势在自我闭合回路的转子绕组中产生电流。转子电流与旋转 磁场相互作用产生电磁力,形成使转子旋转的电磁转矩，爱转岗业轴通过联轴器和 齿轮箱把转矩传送给车辆转向架的车轴, 带动车轮滚动驱动列车运行。
爱岗业
答：结构名称如下：
1．排气扇 2. 联轴器
3.D端（传动端）轴承
13
4.转子 5.定子 6.端盖
轴承 8.转轴
9.风扇
7.N端（非传动端） 10.连接电缆盒
交流牵引电机的检修说课
教学目标
► 会判断牵引电机的常见故障 ► 对牵引电机常见故障的处理 ► 会牵引电机的日常检修 ► 积极思考，善于发现问题并解决问题 ► 善于合作，乐于助人
答：牵引电动机的拆卸过程如下： 1、分离两个半联轴节。 2、排空齿轮箱中的润滑油。 3、拆下齿轮箱吊杆下部连接螺栓，报废。将齿轮箱安全止挡销靠在齿轮箱安全挡销
上。 4、拆下齿轮箱吊杆上部连接螺栓，垫圈和螺母报废，吊杆待用。 5、将电机吊具套到行车上，在电机外壳顶部旋上4个吊环，用吊具套到吊环上，使行
05
●交流牵引电动机的工作原理
B车的受电弓从接触网上取得直流1500V的电流，经过车辆牵 引逆变器转换成三相交流电，输送给交流牵引电动机（三相异步 电动机）定子上空间位置相差120°的三相绕组，使定子三相绕组 中有对称的三相电流流过，从而在气隙中产生旋转磁场。转子绕 组在这个旋转磁场中感应出电动势,转子的感应电动势在自我闭合 回路的转子绕组中产生电流。转子电流与旋转磁场相互作用产生 电磁力,形成使转子旋转的电磁转矩，转轴通过联轴器和齿轮箱把 转矩传送给车辆转向架的车轴, 带动车轮滚动驱动列车运行。
地铁车辆牵引系统介绍
地铁车辆牵引系统介绍地铁车辆牵引系统是指地铁列车在运行过程中，通过电力或者其他方式对车辆进行牵引的系统。
地铁车辆牵引系统是地铁运行的核心组成部分，对地铁运输的安全性、可靠性和效率起到至关重要的作用。
下面将对地铁车辆牵引系统进行详细介绍。
地铁车辆牵引系统通常由牵引电机、控制系统和供电系统组成。
牵引电机是地铁车辆的动力源，负责将电能转化为机械能，推动车辆运行。
常见的牵引电机有直流电机、异步电机和同步电机。
控制系统负责对牵引电机进行控制和调节，确保车辆牵引的平稳和安全。
供电系统则提供电能给牵引电机，通常采用第三轨供电或者集电装置供电。
地铁车辆牵引系统的特点之一是高效节能。
地铁车辆通常需要大量的动力来推动，而地铁运输的大规模需求使得节能成为一项重要的考虑因素。
现代地铁车辆牵引系统采用先进的变频调速技术和能量回馈技术，可以实现对牵引电机的精确控制和能量的回收再利用，显著提高了系统的效率和能源利用率。
地铁车辆牵引系统的另一个重要特点是安全可靠。
由于地铁运输是一项大众交通工具，对安全性要求极高。
牵引系统的安全可靠性直接关系到地铁运营的安全。
地铁车辆牵引系统通常采用双重备份的设计，即使一个电机或者控制器发生故障，系统依然能够正常运行。
同时，系统还具备多重保护功能，可以及时发现并处理系统异常，确保运行的安全性。
此外，地铁车辆牵引系统还具备良好的运行平稳性和舒适性。
地铁车辆通常在高速运行中，要求系统能够提供平稳的牵引力和运行速度，以保证乘客的乘坐舒适度。
现代地铁车辆牵引系统通过先进的控制算法和精密的传感器，可以实现对车辆运行状态的精确控制和调节，保证运行的平稳性和舒适性。
总的来说，地铁车辆牵引系统是地铁运行的核心组成部分，对地铁运输的安全性、可靠性和效率起到至关重要的作用。
现代地铁车辆牵引系统通过高效节能、安全可靠、运行平稳性和舒适性等方面的设计和技术，不断提升地铁运输的质量和水平。
随着科技的不断发展和创新，地铁车辆牵引系统将会越来越先进和智能化，为人们提供更加安全、高效和便捷的地铁出行体验。
地铁车辆电机牵引故障的诊断及维修
地铁车辆电机牵引故障的诊断及维修摘要:地铁车辆是城市交通的重要组成部分,也是重要交通方式之一，它为人们提供了很多便利,同时也促进了城市化进程。
随着时代不断发展和进步，以及人民生活水平的提高。
对轨道交通系统提出新要求，在更新换代速度加快、智能化程度加强等方面都需要更快更好地满足乘客需求。
但是轨道交通系统的运行过程中,由于受到外界环境因素影响较大，导致故障发生率较高,所以必须要对地铁车辆的牵引问题进行有效地检修。
为了保证乘客乘坐舒适性和安全性，而采用了牵引故障维护及检修两种方法，对其进行维修与保养，以确保行车安全、提高车辆利用率，以及减少不必要损失，提高地铁车辆的使用寿命。
关键词：地铁车辆；电机牵引；诊断；维修引言：地铁车辆是城市公共交通的重要组成部分,也是人们出行首选方式。
随着城市化进程加快和人口密集度不断提高,地铁交通成为了一个非常热门的话题。
由于牵引故障对乘客乘坐舒适性、安全性等方面有着特别大的影响因素以及难以预测性，造成许多人在维修保养时遇到困难甚至感到心惊胆战之感而选择放弃维护检修工作;同时一旦发生此类问题将会使整个城市轨道交通系统处于瘫痪状态,给市民出行带来诸多不便和安全隐患。
一、地铁车辆电机牵引系统的特点列车牵引系统的特点是牵引力大,速度快,平稳,制动性能好。
在牵引刚启动瞬间,车流呈波形,且瞬时达到饱和状态。
而且列车在地铁运行时由于外界因素(高温、振动和噪声等)会产生大量的热损失。
但是由于其具有高可靠性、稳定的定速性能和较低噪声，以及良好的制动性等优点而得到了广泛推广应用。
而随着科技水平及列车速度不断提高与地铁技术进步发展，使得对机车运行控制要求越来越严格(比如:车辆提速稳定性好、低速安全性高等)，从而导致牵引刚度变小,因此需要针对不同故障进行有效地维修来保证行车安全。
二、牵引系统的故障分析1.满载或超载状态的运行针对于地铁车辆而言，在进行运行的过程中，一般情况下将会出现制动或者是启动等方面的情况，引电机故障主要是由于机械外力作用引起。
地铁车辆牵引系统故障处理探究
地铁车辆牵引系统故障处理探究地铁车辆牵引系统是地铁列车运行的关键部件之一，负责将电能转换为机械能，提供列车的动力。
如果地铁车辆牵引系统出现故障，会直接影响地铁的运行安全和正常运营。
及时处理地铁车辆牵引系统故障至关重要。
1. 确认故障现象和范围：通过乘务员或乘客的反馈，了解故障现象和区域。
车辆无法启动、无法加速、速度减慢等。
还需要检查系统中是否有报警提示灯亮起。
2. 检查电源系统：地铁车辆牵引系统通常由主电机和辅助电机组成，其中主电机由牵引变流器提供动力。
故障可能来自电源输入不足、电压不稳定、电源线路短路等问题。
需要仔细检查电源系统的供电情况，确保正常供电。
3. 检查牵引系统连接：地铁车辆牵引系统中的电动机与主要传动元件通过联轴器相连。
故障可能来自联轴器松动、断裂等问题。
需要检查联轴器的连接情况，确保正常连接。
4. 检查牵引电机：地铁车辆牵引系统的主电机是动力输出的核心部件。
故障可能来自电机损坏、绕组断路、电刷磨损等问题。
需要对电机进行检查，如果有损坏需要进行维修或更换。
6. 故障排查和修复：根据检查结果来判定故障原因，并进行修复。
可以根据故障代码和报警信息进行故障排查，或者进行具体部件的测量和测试，以确定故障位置和性质。
7. 车辆测试和试运行：在修复故障后，需要进行车辆测试和试运行，确保系统正常工作。
可以通过模拟运行和实际载客运行测试，来验证牵引系统故障是否彻底解决。
1. 安全保障：在处理地铁车辆牵引系统故障过程中，首要考虑到安全保障。
需要确保工作人员的安全，并采取必要的防护措施，防止发生意外事故。
2. 紧急救援措施：如果故障无法及时修复，可能需要进行紧急救援措施。
将故障车辆撤离到临时停车区域，以确保列车运行的不受影响。
3. 经验总结和故障分析：及时记录故障处理过程中的各种数据和信息，对故障进行分析和总结，为今后类似故障的处理提供宝贵的经验。
地铁车辆牵引系统故障处理需要仔细排查问题，并进行及时修复。
地铁列车牵引系统
2023-11-09•地铁列车牵引系统概述•地铁列车牵引系统的组成•地铁列车牵引系统的技术特点•地铁列车牵引系统的维护与保养•地铁列车牵引系统的未来发展趋势目•地铁列车牵引系统的发展案例录01地铁列车牵引系统概述定义地铁列车牵引系统是指通过电力或其他能源驱动地铁列车行驶的核心系统。
组成地铁列车牵引系统主要由牵引电机、传动装置、控制设备、辅助设备等组成。
定义与组成功能地铁列车牵引系统的主要功能是提供动力，使地铁列车能够正常运行，同时还需要具备控制、监测和维护等功能。
作用牵引系统是地铁列车运行的关键部分，其作用是确保列车安全、稳定和高效地行驶，满足城市交通的需求。
分类根据能源供应方式，地铁列车牵引系统可分为电力牵引和燃气牵引等；根据传动方式，可分为直接传动和间接传动等。
比较电力牵引具有能源效率高、环保性好、维护简便等优点，是目前主流的牵引方式。
燃气牵引具有较高的灵活性和适应性，但环保性能较差。
直接传动具有较高的效率和稳定性，间接传动则具有较好的调速性能和负载能力。
02地铁列车牵引系统的组成为地铁列车提供动力，推动列车前进。
作用直流电动机、交流电动机。
类型高效、可靠、低维护。
特点牵引电动机类型齿轮传动、链条传动等。
特点高传动效率、结构紧凑、可靠性高。
作用将牵引电动机的动力传递到列车轮对。
控制牵引电动机的启动、加速、恒速、制动等动作。
作用类型特点DCU（分布式控制系统）、P L C （可编程逻辑控制器）。
高可靠性、安全性、智能化。
03020103特点高可靠性、高效性、低维护性。
辅助系统01作用为列车其他设备提供电力，如照明、空调、通信等。
02类型辅助电源、辅助电机等。
03地铁列车牵引系统的技术特点采用直流供电方式驱动，结构简单、维护方便，但效率较低、噪音较大，常见于早期的地铁列车。
直流牵引电机采用交流供电方式驱动，效率高、噪音小、加速性能好，是现代地铁列车的主要选择。
交流牵引电机直流牵引电机与交流牵引电机不同制式的牵引供电系统单轨制式适用于单轨线路，牵引供电设备设置在轨道一侧，优点是结构简单、维护方便，但供电能力有限。
南京地铁牵引电机工作原理
南京地铁牵引电机工作原理
嘿，朋友们！今天咱就来讲讲南京地铁牵引电机的工作原理，这可神奇了呢！
你想啊，地铁就像一条巨龙在城市的地下穿梭，那牵引电机不就是这条巨龙的“心脏”嘛！它让地铁能快速地跑起来。
就说地铁启动的时候吧，牵引电机就开始发力啦！就好像一个大力士，使出全身的力气来推动地铁前进。
比如说，你推动一个很重的箱子，是不是得用很大的劲？牵引电机也是这样，得产生强大的动力。
那牵引电机到底是怎么工作的呢？简单来说，牵引电机通过电能转化为机械能。
哇，这得多厉害啊！这就好比你吃了食物，身体就有了能量可以去干各种事情。
牵引电机把电这个“食物”吃进去，然后就有了力量。
在运行过程中，牵引电机可不能出岔子啊，要不然地铁就会出问题啦。
这就像我们跑步，要是腿突然抽筋了，不就跑不动了嘛！地铁上的工作人员就会时刻关注着牵引电机的状态，就像我们照顾自己的宝贝一样细心。
“嘿，这牵引电机还真不简单呐！”地铁的工程师们会这样感叹。
他们精心设计和维护着牵引电机，让它能一直稳定地工作。
要是没有他们，那可不行啊！
我觉得啊，南京地铁牵引电机真的太重要了！它就像一个默默奉献的英雄，让我们的出行变得方便快捷。
我们每天坐着地铁到处跑，可不能忘记牵引电机的功劳呀！这就是南京地铁牵引电机的神奇之处，大家明白了吧！。
地铁车辆电机牵引故障的诊断及维修
- 46 -工 业 技 术０ 引言在地铁车辆日常运行过程中，其电机极易发生故障，影响地铁车辆的安全性能和可靠性能。
而针对该故障，只能通过及时诊断、分析和维修，才能够避免再次发生相同的故障。
因此，分析地铁车辆电机牵引故障的诊断及维修技术是十分必要的。
１ 牵引电机的概念和先进性牵引电机是一种用于牵引的电机，凭借的是牵引电机发出的牵引力对车辆进行牵引，其公式如公式（1）所示。
（1）式中：F 为牵引力，P 为电机车质量，v 为机车平均速度。
该电机主要应用于各种电动车辆和电力机车，其中，地铁车辆就是应用最为广泛的一个领域。
具体的牵引电机如图1所示。
图1 牵引电机在科学技术水平不断提高的背景下，交流变频调速技术愈发成熟，通过在牵引电机中应用交流变频调速技术，相较于直流调速范围，交流牵引电机能够进行平稳的无极调速，且结构更加简单，占地面积更小，满足地铁车辆对电机安装空间和重量等方面的要求。
目前，交流牵引电机主要应用于城市轨道交通、轻电车轨以及地铁车辆。
而除了交流牵引电机，在牵引电机发展过程中，还出现了直流牵引电机，满足了各种电动车辆和电力机车牵引特性的需要[1]。
２ 地铁车辆牵引电机中存在的主要故障地铁车辆牵引电机中存在的故障主要包括以下2种：1） 电机通电时出现的故障，电机通电后无法正常转动。
当地铁车辆的电机通电启动之后无法正常运转时，同时没有出现其他异常，例如冒烟、异响以及异味等，这意味着电流较小，无法满足电机的运作需要。
造成该情况的原因：牵引电机的电源接触不良造成的电流较小；或是过流继电器的调节不合理，导致电源没有有效接通造成的故障；还可能是因为过高的温度使熔丝发生熔断情况导致无法正常的故障；最后，还有可能是轴承出现电流，轴承出现电流后的流动如图2所示。
为了保证电机稳定运行，需要计算其电压变化率，计算公式是ΔU =d d通过对其进行计算，能够有效地避免轴承电流的出现。
2）地铁车辆牵引电机运作过程中出现的故障。
城轨车辆牵引电机—三相鼠笼型异步电机的启动、反转
二、三相异步电动机的反转
方法： 将三相接线端中的任意两相接线端对调，改变三相顺序
供电变压器的容量 4 电动机额定容量
（3-45）
（2）中、大容量电动机空载或轻载启动—降压启动
Tst
1
2f1(Βιβλιοθήκη 13 pU12 r2 r2)2 (x1
x2 )2
（3-46）
(3-14)
b.自耦变压器降压启动
(3-15)
（3）小容量电动机重载启动—鼠笼电机的特殊型式 （4）中、大容量电动机重载启动-绕线电动机启动
第一章 城轨车辆电机
第七节 三相异步电动机启动、反转
第七节 三相鼠笼型异步电机的启动、反转
目录
01 三相异步电动机的启动 02 三相异步电动机的反转
一、三相异步电动机的启动 1.启动的定义 2.衡量三相异步电动机启动的指标 3.启动方法
（1）小容量电动机空载或轻载启动—直接启动
I st IN
3 4
请简述牵引电机的基本工作要求。
请简述牵引电机的基本工作要求。
牵引电机是用于驱动火车、地铁、有轨电车等交通工具的一种电动机。
牵引电机的基本工作要求包括以下几个方面：
1. 功率要求：牵引电机需要具备足够的功率，能够驱动交通工具行驶。
功率的大小与交通工具的质量和行驶速度有关。
2. 转矩要求：牵引电机需要具备足够的转矩，能够克服摩擦力和风阻等阻力，使交通工具加速、行驶和制动。
3. 稳定性要求：牵引电机需要具备良好的稳定性，能够在长时间、高负荷的工作条件下保持稳定运行。
4. 节能要求：牵引电机需要具备较高的能源利用效率，降低能耗，减少对环境的影响。
5. 维护要求：牵引电机需要具备易于维护和保养的特点，减少维护成本和停机时间。
综上所述，牵引电机的基本工作要求是具备足够的功率和转矩，保持良好的稳定性和节能性，同时易于维护和保养。
- 1 -。
城市轨道交通车辆—牵引系统
定子外壳
该型号是交流异步旋转鼠笼电动机， 用于驱动每个动车转向架的轮对。
通过调频才能调节感应电机的转速；
通过调压才能使感应电机具有恒力矩或恒功率的牵引特性。
牵引系统ห้องสมุดไป่ตู้示意图
SA 避雷器 HVB 高压箱 HSCB 高速断路器 KS 闸刀开关 BR 制动电阻 TC1 VVVF逆变器1 TC2 VVVF逆变器2 M 牵引电机
3、牵引系统组成 整个系统由受流装置、高速断路器（HSCB）、VVVF牵引逆变器、牵引控制单元
高速断路器（HSCB）位于高压箱 （HVB）内，接于牵引回路前端， 当牵引电路发生过流、短路或者逆变 器故障时，HSCB会安全地将牵引设 备和1500V高压电源隔断，迅速切断 故障电流，防止事故扩大，保证系统 的安全运行。
★牵引3逆、变器牵引系统组成 VVVF逆变器将1500V恒定电压转换为用于牵引电机的三相电流输出(针 对不同的速度和力矩，频率和振幅可变)。
将直流逆变 成三相交流 给异步电机 供电
牵引逆变器组成及功能
逆变器控制单元 (DCU) 主要通过对主电路进行 检测、检查电压、电流 传感器信号、速度传感 器等信号来实现对逆变 器单元进行检测和保护。
3、牵引系统组成
★牵引电机
城轨车辆交流牵引电机有旋转电机和直线电机两种，旋转牵引电机用于 驱动每个动车转向架的动车轮对，而直线电机用于驱动安装电机的转向架。 （1）旋转电机
➢ 城轨车辆动车转向架每根车轴有一个牵引电机，一般采用架悬式安装，能 有效地减轻了簧下质量。
➢ 电机一般为鼠笼式三相异步交流电机，功率为200KW左右，车辆牵引逆 变单元输出的变频变压交流电，直接控制电机转速和扭矩。
➢ 与直流电机相比，交流电机具有维护简单、故障率低、调速方便等优点。
地铁机车基本组成及原理
紧急救援：建立完善的紧急救援体系，制定应急预案，配备专业的救援设备和人员，确保在 紧急情况下能够迅速、有效地进行救援。
环保措施：采取一系列环保措施，减少地铁机车对环境的影响，如降低噪音、减少废气排放 等。
辅助系统：用于提供列车照明、 空调等辅助设备所需的电力
照明系统组成：包括灯具、电源、控制回路等 照明方式：一般采用LED灯具，具有节能、环保、寿命长等优点 照明控制：通过智能控制技术实现照明自动调节，提高照明效果和节能性 照明安全：采用防触电保护措施，确保照明系统安全可靠
空调系统组成：包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器等部件
节能减排：采用高效节能技术， 降低机车运行时的能源消耗
减少排放：减少机车运行时的 噪音、废气等污染物的排放
资源回收：对废旧机车进行 回收处理，实现资源再利用
环保宣传：加强环保宣传，提 高公众对地铁机车的环保意识
地铁机车的组成：包括车体、转向架、牵引系统、制动系统等 地铁机车的原理：通过电力驱动，实现列车运行和制动 地铁机车的功能：运输乘客、实现城市交通的快速和便捷 地铁机车的未来发展：提高运行速度、优化能源利用、智能化发展等
智能化：未来地铁机 车将更加智能化，实 现自动驾驶、智能调 度等功能，提高运营 效率。
绿色化：未来地铁 机车将更加注重环 保，采用清洁能源， 减少对环化，采 用新材料和新技术， 降低能耗和运营成本 。
多元化：未来地铁机 车将更加多元化，不 仅满足城市交通需求 ，还将拓展到旅游、 文化等领域。
工作原理：通过制冷剂在系统中循环，吸收车厢内的热量并将其排放到车外，从而实现制冷 效果
空气处理过程：空调系统对进入车厢的空气进行过滤、除湿和制冷等处理，以保证乘客的舒 适度
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交流牵引电机设计原理
• 交流电机调速的优越性 • 异步电动机的概念 • 交流电机基本运行原理 • 交流电机调速原理 • 交流牵引电机设计特点 • 交流电机的基本特性、转矩特性
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交流电机调速的优越性有那些？
• 与直流电机比，交流电机的转速范围高 • 与直流电机比，交流电机的单机功率更大 • 与直流电机比，交流电机的结构更简单 • 与直流电机比，交流电机的恒功范围更广 • 与直流电机比，交流电机的维护成本更低
n1 n n1
f1-定子电流频率 p-电机极对数
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什么是交流电机的等效电路图？
R1
L1
R2
L2
Rm Rz
Lm
等效电路图是交流电机设计计算的基本数学模型。
18
异步电机的气隙、极数、相数
• 电机的气隙是电机定子与转子之间存在的一个间
隙，通过气隙产生交变磁场，完成机电能量的转 换。
• 交流电机的极数是通过定子绕组在空间按照偶数
因此异步牵引电动机设计须特殊考虑 *逆变器供电对电机性能的影响
由于逆变器供电，电机绕组中存在电流谐波使电 机定子电流增大，增加了电机的损耗及电机的温 升，降低了电机的效率功率因数。
大量高次谐波存在使普通电机在起动时才考虑的 挤流效应问题在异步牵引电动机的正常运行也必 须加以考虑。挤流效应使电机电阻增加，漏抗减 小，从而增大了谐波电流的幅值以及对电机的影 响。
3
交流牵引电机的国内外发展状况
• 日本新干线——日本川崎、三菱、日立 • 德国 ICE——西门子 • 欧洲X2000-----ABB • 法国TGV——阿斯通 • 中国“中华之星”、“奥星”、“蓝箭”、
“先锋号”、“中原之星”
4
西门子交流异步牵引电动机
5
西门子交流异步牵引电动机
6
ABB交流异步牵引电动机
37
交流牵引电机设计特点
*电机变速运行的影响 对采用自通风的异步牵引电动机，需考虑电 机转速降低时冷却能力降低的影响。 当恒功率运行时，需考虑转速增加时电机的 过载能力减小的影响。
需考虑电机的性能对整个运行区间实现最佳。
38
交流牵引电机设计特点
*电机起动特性与谐波转矩问题
异步牵引电动机采用控制转子电流不变的恒 转矩方式起动。不必象普通电机那样需考虑 选用起动电流小而起动转矩大的转子槽形及 防止谐波转矩“卡转”的特殊定转子槽配合。
7
株洲南车交流异步牵引电动机
8
株洲南车交流异步牵引电动机
9
西门子交流异步牵引电动机
10
交流牵引电机的发展趋势
• 交直交异步变频 • 直接力矩控制 • 轴控和架控 • 动力集中和动力分散 • 大功率 • C级绝缘、全叠片、铜条转子
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国内交流牵引电机的发展水平
• 设计开发能力－－能够设计出高水平电机 • 工艺制造能力－－基本具备工艺制造能力 • 实物质量水平－－具备一定的水平 • 实际运行状况－－均在考核期 • 主要的差距－－电机特性的一致性 ➢ 材料差异 ➢ 制造工艺的分散性差异 ➢ 实物过程控制的差异
机械式串级 2:1
平滑 较高 恒转矩
电气串级 2:1~4:1 平滑 较高 恒转矩
鼠笼 调定子频率 2:1~10:1 平滑 高 恒转矩恒功率 变频调速
绕线 调转子频率 4:1~20:1 平滑 高 恒转矩恒功率
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交流牵引电机设计特点
异步牵引电动机设计须特殊考虑的主要问题
异步牵引电动机采用电压型逆变器供电，恒 转矩段为PWM调制波，恒功段为方波供电，因 此供电电源中含有大量的电压谐波，谐波电 压将在电机中产生谐波电流。
dM dML ds ds
电机能稳定运行；
dM dML ds ds
电机不能稳定运行。
起动转矩（取s=1）
Mst 2f1
m1 pU12r2' r1 c1 r2' 2 x1 c1x2'
2
24
交流电机基本运行原理
增大电机转子回路电阻值，可以增大 电机起动转矩。 在给定电机参数及定子频率下，起动 转矩与定子相电压的平方成正比。 在给定电机电压及定子频率下，起动 转矩与定转子电抗(x1+x2’）成反比。
与 E1 / f1 常数相差不大 ， 但在频率较低时，r1相
对较大，需进行电压补偿。
31
交流电机调速原理
恒功率调速常数，
当加速到一定转速后，电机转入恒功率控制方 式。取U1≈E1
M m1p (E1 )2 sf1 m1p (U1 )2 fr
2 f1 r2'
2 f 1 r2'
有两种恒功率控制方式
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什么是交流电机的旋转磁场？
在电机的定子上对称地布置有三相对称绕组， 每相绕组中通入正弦交流电，单相绕组在气隙中 产生一个脉振磁势（脉振磁场），脉振磁势振幅 随着电流忽正忽负不停地变化。三相绕组在空间 上相差120°，三相绕组产生的合成磁势（磁场） 就是旋转磁势（旋转磁场）。旋转磁势（旋转磁 场）振幅大小不变，振幅方向沿圆周方向的旋转， 所以叫旋转磁势（旋转磁场）。
电磁转矩
M
PM 1
m1 I'2
2
r2' s
2n1 / 60
2
m1pf1 2
E1 f1
r2'
1
s
x
' 2
2
s
r2'
由于转差率很小，分母中第一项远大于第二 项，故
M
m1p (E1 )2 2 f1
sf1 r2'
m1p (E1 )2 2 f 1
fr r2'
29
交流电机调速原理
这时电机的转矩与供电频率无关，只要通过 闭环系统使fr保持不变便可得恒转矩运行。
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交流电机调速原理
N=60f(1-s)/p
调速方式
调速比
效果 效率 适应负载
变极调速 鼠
笼
转
式
差
绕
调
线
速
式
变换极对数 2:1 ~ 4:1 不平滑 高 恒转矩恒功率
调定子电压 1.5:1~10:1 不平滑 低 恒转矩
转差离合器 3:1~10:1 平滑 低 恒转矩
调转子电阻 2:1
不平滑 低 恒转矩
最大转矩：电磁转矩对转差率微分，并让 dM/ds=0，简化后得
M max
1 2
m1 pU12
2f1 x1 x2'
在给定电机参数及定子频率下，最大转矩与 定子相电压的平方成正比。
在给定电机参数与定子相电压下，最大转矩 与定子频率的平方成反比。
23
交流电机基本运行原理
最大转矩与电机能否稳定运行有关。
让 dM 0
ds
Mmax=常数，
最大转矩处 转速降落
nm
r2' 2L'2
60 P
=常数
30
交流电机调速原理
因此，不同频率的各机械特性曲线是平行的， 这种调速方法与他直流电动机调压调速特性类 似。
实际上采用保持 U1 / f1 常数，这时Mmax≠常数，
在频率较高时，因
r1
(x1
x
' 2
)
U1 / f1 常数
但交流电机的调速比直流电机困难。
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异步电动机的概念
异步电动机的基本工作原理是：定子通上三相交 流电后，在气隙中产生以同步速旋转的磁场，该磁场 切割转子导条后在转子导条中感应产生电流，带电的 转子导条处于气隙旋转磁场中就要产生电动力，使转 子朝定子旋转磁场的同一方向旋转。由于转子导条中 的电流是因转子导条切割由定子绕组产生的气隙磁场 才由的，所以转子的转速只能低于气隙旋转磁场的同 步转速，永远不可能达到同步，否则转子导条与气隙 磁场同步旋转，转子导条不再切割磁场产生感应电流 和产生电动力了，转子也不可能旋转了，所以叫按这 种原理运行的电机为异步电动机。
值沿圆周平均布置而形成的磁极（N＋S）数。一 般有2、4、6、8极。在定子绕组接线时形成。与 直流电机不同的是交流电机极数与转速有关。
• 交流电机的相数也是通过定子绕组在空间按照一
定的数值在圆周平均布置而形成的。一般有3相和 6相绕组。他们按照U、V、W的顺序排列。
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交流电机基本运行原理
异步电动机的机械特性（M-S曲线）
40
交流牵引电机设计特点
*其它问题
由于变频器供电产生的电机定子绕组防电晕 以及磁路不对称及静电感应产生轴电流问题 在电机绝缘结构及轴承结构的选用时应加以 考虑。
电机设计时还应考虑由于机车架控、轮径差 以及电机特性差别而产生的电机负荷分布不 均的问题。
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交流牵引电机设计特点
采取的措施
合理设计异步牵引电机定转子电阻电抗等参 数。 为减少电机谐波电流，电机应取较大的漏电抗，但 漏电抗大时电机在高速时的过载能力降低，因此应 有一个合适的漏电抗值，在满足恒功率运行前提下， 尽可能增大定转子漏抗。 合理选择定转子槽形
U1 / f1 常数，fr=常数，该控制方式过载能力不变
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交流电机调速原理
Mmax
U12 f12
kT
1 fr
由于电源电压不能无限制升高（绝缘因素），
到了一定程度（额定电压），电压保持不变，
产生了第二种控制方式
U1=常数，s=fr/ f1 =常数
在频率从基频往高调时，主磁通要降低， 相当于弱磁调速。此时kT∝1/f1，因此对 参数一定的电机来说恒功率调速调速范围 有一定限制。
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交流牵引电机设计特点
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交流电机调速原理
恒转矩调速
U1 E1 4.44f1W1k dp1m
当电源电压一定时，如果降低频率，则主磁通要 增大。电机的主磁路一般设计时基频下略主磁通 增加势必使主磁路过饱和，使励磁电流猛增，这 是不允许的。为此调频时一定要调压。