本章重点典型电力机车的辅助电机(精)

本章重点：典型电力机车的辅助电机

本章难点：异步劈相机工作原理

第十章《交流辅助电机》

第一节交流辅助电机的工作特点

一、电力机车中交流辅助电机的类别

对于SS9型电力机车，使用着各种用途的辅助电动机共15台。其类别分别为：压缩机组是用来产生供机车与列车制动装置及拨动器件所使用的压缩空气；牵引通风机组用用于冷却牵引电动机、主变流装置及平波电抗器；制动电阻通风机组用来冷却制动电阻；变压器通风机用来冷却主变压器油冷却器；变压器潜油泵是为变压器油循环提花动力，提高变压器的散热能力。

二、电力机车中交流辅助电机的作用及工作特点

保证电力机车的正常运行，辅助电动机在下列条件下应能正

常起动和长期工作：

（1）单相电源电压在270～460 V（接触网电压为 19～29 kV）

范围内波动；

（2）由劈相机供电系统带来的辅助回路三相线电压不对称。

不对称度（即输出三相电压的负序分量与正序分量之比）在270V

时不超过 10％，在460V时不超过7％的条件下应能正常可靠运行；

（4）环境空气温度为-25℃～+45℃；

（5）空气最大相对湿度为90%；

（6）海拔不超过1200m。

第二节异步劈相机工作原理

在单相工频交流电力机车的辅助系统中，异步劈相机（简称“劈相机”）用来将机车主变压器的辅助绕组供给的单相电源“劈成”三相电源，向辅助系统的所有三相辅助电动机供电。

一、异步劈相机的空载工况

当劈相机转动起来以后，若劈相机不与外界电负载相接，称为劈相机空载工况。这时劈相机气隙中的正序磁场和磁通有两个作用：一是，正序磁通和转子导体内感应的正序电流相互作用产生电磁转矩，用以克服转子的机械阻转矩及转子负序电流产生的电磁阻转矩，驱使转子沿着正序磁场的方向继续维持转动，这时劈相机实际上是作为一台单相异步电动机运行；二是，正序磁场切割定子三相绕组，感应出三相电势，从劈相机三相负载端来看，它又是三相发电机。

二、异步劈相机的负载工况

劈相机实质上是一种本身只输出一相电流的异步电机。劈相机工况实际上是三相异步电机在不对称条件下运行的一个特例。

异步电机进人劈相机工况一般应具备以下两个条件：

（1）电机轴上的机械负载不变；

（2）三相电网中w相缺相．使w相电流反相输出。

三、异步劈相机的启动及三相电压对称性调整

1、异步劈相机起动的启动方法

常用的起动方法有辅助电动机起动法和分相起动法两种。分相起动法分为电阻分相起动和电容分相起动两种。

（1）、电阻分相起动

为了保证劈相机的可靠起动，应该解决以下两个问题。

（a）．起动电阻值应选择合适，以获得最大的起动转矩

（b）．控制好切除起动电阻的时刻

（2）、电容分相起动

2、劈相机负载后三相电压不对称的原因

（1）、由于流过劈相机三相绕组的电流是不对称的，因而产生三相不对称的阻抗压降，造成劈相机三相端电压不对称。

（2）、在劈相机感性负载情况下，发电机电流引起的阻抗压降将使绕组的端电压小于感应电势，而电动机电流引起的阻抗压降使绕组的端电压大于感应电势。因此，如果三相绕组对称，则三相感应电势是对称的，在劈相机负载后由于三相不对称电压降，仍会造成劈相机三相端电压的不对称。

（3）、没有被完全抵消的气隙剩余负序磁场，也将在定子三相绕组中感应出负序电势，这就进一步加剧了三相电压的不对称。

3、改善劈相机三相电压对称性的措施

（1）、劈相机定子绕组采用三相不对称绕组。劈相机的定子三相绕组的匝数和空间的电角度不等，根据需要确定。一般增加W相的匝数，减少V相的匝数。

YPX-280-4型劈相机匝数分别为：W

W ： W

U

：W

V

=54：48：24

（2）、在负载侧的U和W端子上并联电容器。使单相电源通过电容向W相负载提供部分电流。

第三节典型电力机车的辅助电机

一、SS9型电力机车的辅助电机的种类及额定参数

在SS9型电力机车辅助系统中使用着各种用途的辅助电动机共15台，这些

电动机按用途可归纳为：压缩机电动机、通风机电动机和主变压器油泵电动机三类。

二、SS9型电力机车的辅助电机的结构特点

1、劈相机

JP402A型异步劈相机由定子（包括定子铁芯、定子绕组和机座）、铸铝转子（包括转子铁芯、铸铝导条和端环、转轴）及端盖等组成。

定子铁芯和转子铁芯均0.5mm厚50W470冷轧钢片冲制的冲片叠压而成，定子槽形为半闭口槽，定子绕组为双层、短距、迭绕软绕组，采用F级绝缘。

转子为铸铝转子结构，导条、端环、风叶及平衡柱用A199.5一次铸成，并热套于转轴上，转子共50槽，槽形为倒梨形半闭口槽，槽斜15mm。

2、牵引通风机组

通风机组用于冷却牵引电动机、主变流装置及平波电抗器。

其结构形式为自行通风防护式，结构为三相鼠笼式异步电动机结构，由定子（包括定子铁芯、定子绕组和机座）、铸铝转子（包括转子铁芯、铸铝导条和端环、转轴）及端盖、轴承等组成。

定子铁芯和转子铁芯均0.5mm厚50W470冷轧钢片冲制的冲片叠压而成，定

子槽形为半闭口槽，定子绕组为双层、短距、迭绕软绕组，采用F级绝缘。

3、制动电阻通风机组

制动电阻通风机组用来冷却制动电阻。由于所需要的风量大，加上风道短及安装位置限制，所以采用轴流式风机。

制动电阻通风机组的结构特点是把双圆筒形机壳的内筒，嵌线定子、转子、端盖等均与JD306A电动机相同。

4、变压器通风机

变压器通风机用来冷却主变压器油冷却器。由于所需要的风量大，加上风道短及安装位置限制，所以采用轴流式风机。

该机组在车上为立式安装，安装在冷却器的上方，从车顶吸风，空气与冷却器进行热交换后从车体底部排出。

5、变压器潜油泵

变压器潜油泵的作用是为变压器油循环提供动力，变压器的散热能力。

电动机为特殊设计的三相鼠笼式异步电动机，能在热的变压器油中长期运行。

6、空气压缩机组

TSA－230AD系列空气压缩机是为SS9独立通风机车专门开发的下排风式螺杆压缩机，其主要特点是效率高、振动小、噪声低、动转平稳、可靠性好、易损件少、维修成本低。

7、辅助压缩机组

SS9型电力机车装有TZK1－50型辅助压缩机，该辅助压缩机组采用的是电机、压缩机整体式结构。

电机采用直流电机：额定电压110V，额定转速为2300r/min。