电动机及电力牵引
电力牵引机操作方法
电力牵引机操作方法
电力牵引机是一种用电动机驱动的牵引设备，用于移动和牵引重物。
下面是电力牵引机的操作方法：
1. 了解牵引机的使用场合和要求。
在使用电力牵引机之前，首先要了解它的使用场合和要求，包括最大牵引力、工作速度、应用环境等。
2. 检查电力牵引机的工作状态。
在使用牵引机之前，要先检查电源线、控制线、传动装置、制动装置等工作状态是否正常。
3. 善用悬挂挡板。
通过悬挂挡板的位置调整，可以改变电力牵引机的牵引力大小和方向，确保牵引的物体能够顺利移动。
4. 启动电力牵引机。
打开电力牵引机的电源，按下启动按钮或拉动启动手柄，使电机开始工作。
5. 控制牵引机的运动。
通过操作控制器，调整电力牵引机的运动速度和方向。
一般有前进、后退和停止等控制按钮。
6. 牵引物体移动。
通过操作控制器，使电力牵引机驱动牵引装置，将要移动的物体连同牵引装置一起移动。
7. 停止电力牵引机。
在完成牵引操作后，及时停止牵引机的运动，关闭电源，保持牵引机处于停止状态。
需要注意的是，在使用电力牵引机时，要注意安全操作，遵守操作规程，确保人员和设备的安全。
另外，在操作过程中，应及时进行维护保养，确保牵引机的正常运行。
电力牵引传动系统
目录1. 概述 (1)1.1 电力牵引的特点 (1)2. 电力机车的传动方式 (2)2.1 直-直流传动 (2)2.2 交-直流传动 (3)2.3 直-交流传动 (3)2.4 交-直-交流传动 (4)3. 我国机车电传动技术的发展与现状 (4)3.1 交-直传动技术的发展 (4)3.2 交流传动技术的发展 (5)4. 动车组的牵引传动系统的现状 (6)5. 电力牵引传动系统网侧原理图 (8)1.概述1.1电力牵引的特点电力机车属非自带能源式机车，电力牵引具有一系列内燃牵引所不及的优越性，表现在以下几方面：1、电力机车的功率大内燃机车功率受到柴油机本身容量、尺寸和重量的限制，故机车功率不能过大。
而电力机车不受上述条件的限制，机车功率（或单位重量功率）要大得多，目前轴功率已达1000kW（若交流牵引电动机可达1600kW）。
一台电力机车的牵引能力相当于1.5台（或更多一些）内燃机车的牵引能力。
由于电力机车功率大、起动快、允许速度高，所以能够多拉快跑，极大地提高了线路的通过能力和输送能力。
2、电力机车的效率高由于电力牵引所需的电能是由发电厂（或电站）集中产生，因此燃料的利用率要比内燃牵引高得多。
由火电厂供电的电力牵引的效率高达35%，由水电站供电的电力牵引则更高，可达60%以上。
而内燃牵引的效率约为25%左右，而且柴油价格较贵，有燃烧排放污染。
3、电力机车的过载能力强机车在起动列车或牵引列车通过限制坡道时，其过载能力具有很大的意义。
由于电力机车的过载能力不会受到能源供给的限制，而牵引电动机的短时过载能力总是比较大。
因此，电力机车所需的起动加速时间一般约为内燃机车的1/2，从而能够提高列车速度。
4、电力机车的运营费用较低（1）功率大、起动快、运行速度高、过载能力强、可以多拉快跑；（2）整备距离长、适合于长交路，提高了机车的利用率；（3）检修周期长、日常维护保养工作量也小。
一般情况下，电力牵引的运营费用比内燃牵引要低15%左右。
电力机车电机-牵引电动机的定额和额定数据
二、额定数据
2．额定连续功率PN 。牵引电动机在连续定额功率 下工作，经过较长时间运行以后，电机温升在允许范 围内不再增加时，电动机轴上输出的有效机械功率。
二、额定数据 3．额定电压UN 。由直流接触网直接供电的直流牵引 电动机，其额定电压等于接触网的额定电压。对于通 过机车上变压器一整流器组及平波电抗器供电的脉流 牵引电动机，其额定电压不受接触网电压的限制，可 根据机车和牵引电动机在设计和运用方面最经济、最 可靠的条件来选择，由用户和制造厂协商决定。
四、铭 牌
铁道部株洲电力机车工厂脉流牵引电动机
电机型号 ZD105
定 额 连续制 小时制 出厂日期 年 月
技术条件 ZD10-000-000-JT 额定功率 800
860KW 重 量
3970kg
励磁方式 串励
额定电压 1020 1020V 最大电压 1183V
绝缘等级 H/F
额定电流 840
910A
二、额定数据
6．串励电动机的励磁率。串励电动机的励磁率是指 励磁绕组中的安匝数与该励磁绕组在相同电枢电流下 所能得到的最大安匝数之比。
三、牵引电动机的型号
产品型号由产品代号、用途及设计代号和改型设 计代号3部分组成，按下列顺序排列产品代号用 汉语拼音大写字母表示，由电流制代号和电机种 类代号两个小节顺序组成。
具体代号规定为：交流——J；直流（或脉流）——Z； 发电机——F；电动机——D；劈相机——P。 用途和设计代号用3位阿拉伯数字组成。左起第一位数 字为电机用途代号，具体代号规定为：牵引电动机— —1；主发电机——2；辅助电动机——3；辅助发电 机——4。第二、三位数字为设计代号，由归口单位 按设计顺序给定。如 SS8型电力机车采用的脉流牵引 电动机，其型号为 ZD115，设计顺序为15号。
电力机车直流牵引电机—直流电机的特性
在电力机车上使用的原因。
串励直流电动机工作特性
1. n = f
n
RI
U
U
R
a
Ce Ce kf Ce I a kf Ce
转速迅速下降原因
电枢回路内阻压降
磁通变化
串励直流电动机工作特性
1. n = f
负载较小时，转速很高
注意：串励直流牵引电动机绝对不允许
2
铜损耗 —与电枢电流有关，为可变损耗
铁损耗和机械损耗—为不变损耗
结论：可变损耗与不变损耗相等时，效率最高
串励直流电动机工作特性
串励电动机的特点是励磁绕组与电
枢绕组串联， = 。主磁场随 变化
而变化。
1.如果磁路饱和，特性与他励一样。
2.如果负载较小，磁路没有饱和，特性
空载启动或轻载运行。
串励直流电动机工作特性
2. T = f
磁路未饱和时：
T CT I kf C I
2
T a
特点：具有较大的启动转矩
用于直流传动电力机车
U
n
Ia
Ce Ce
结果：负载增加，转速略有下降
他励直流电动机工作特性
2.T = f
根据T = ∅
结论：
P2增加时，转速n有所下降，所以曲线略微向上翘起·
他励直流电动机பைடு நூலகம்作特性
3.η = f
1
2 + +
η = × 100% = 1 −
× 100%
直流电动机工作特性
直流电动机的工作特性：
在U = ，电枢回路无外接电阻、∅ = ∅ 时，
电力机车交流牵引电机—异步电动机的基本结构、工作原理
定子 | 定子绕组
（a）Y形接法
（b）△形接法
8
定子 | 机座
固定和支撑定子铁心。
9
转子 | 转子铁心
由外周有槽的硅钢片叠 成。
10
转子 | 转子绕组
构成电路部分，有笼型 和绕线型两种绕组型式。
11
转子 | 转轴
支撑转子铁心和输出、 输入机械转矩。。
12
结构 | 其他
气隙：异步电机的气隙很小，中小型电机一般为 0.2～2 mm。
端盖：安装在机座的两端，一般为铸铁件。端盖 上的轴承室里安装了轴承来支撑转子，以使定子 和转子得到较好的同心度，保证转子在定子内膛 里正常运转。端盖除了起支撑作用外，还起着保
13 护定子、转子绕组的作用。
结构 | 其他
轴承：连接转动部分与不动部分，目前都采用滚 动轴承以减少摩擦。
风扇：冷却电机。
14
三相异步电动机结构
1
引言
2
引言
主断 路器
受电弓
预充电单元
脉冲整流器
牵引逆变器
直流侧回路
牵
引 变
M
压
牵引电机
器
齿轮
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ变速箱 车轮
车轮
电力牵引交流传动系统结构框图
3
结构
4
结构
5
定子 | 定子铁心
由内周有槽的硅钢片叠 成。
6
定子 | 定子绕组
构成电路部分，用来感 应电动势、流过电流、 实现机电能量转换。
ss9型电力机车脉流牵引电动机的工作原理
ss9型电力机车脉流牵引电动机的工作原理
9型电力机车采用了三相交流脉流牵引电动机,它属于无刷电动机的一种。
三相脉流牵引电动机由电枢和电机夫组成。
电枢由三组绕组组成,每个绕组由很多细线组成,绕组内有向磁导体。
电机夫采用永磁铁作为定子,磁极由许多铁质磁体组成偶极磁场。
在运转时,牵引变流器将直流电源输入经过整流后变成脉流的三相电流,将三相脉流电流分别输入电枢三组绕组。
由于电枢内有磁导体,会产生磁场。
与电机定子内的永磁铁产生的磁场相互作用,电枢产生转力。
通过改变三相脉流电流的相序,可以实现电枢的顺时钟或逆时针转动,从而实现电机的运转。
通过控制脉流电流的频率和幅度,可以调节电机的转速和转矩,实现机车的起动、加速、推拖作业。
9型电力机车采用脉流牵引电动机,相对直流电动机具有控制灵活性好等优点。
电力机车电机-典型脉流牵引电动机的特点
(5)采用拱式换向器结构。 (6)刷架装置采用单压指、可旋转式刷架圈结构。电刷 采用双分裂式。刷架圈靠近刷盒的位置上装有放电板， 放电间隙为(12．5±1)mm，放电板可减小电机环火 造成的破坏。
总结：1、ZDl05型牵引电动机是SS4型和SS4改型大 功率干线电力机车的主电动机，采用抱轴式悬挂，是 带补偿绕组的6极、串励、脉流牵引电动机。
5、绕组接线 ZD105型牵引电动机的引出线有4根： 非换向器端有2根主极线圈的引出线D1和D2； 换向器端有2根电枢（包括电枢绕组及电刷、换向
极线圈和补偿绕组）线圈的引出线A1和B2。
（二）转子
转子是用来产生感应电势和电磁转矩，实现能量转换的主要部 件。转子主要由电枢铁心、电枢绕组、 换向器、转轴等组成。 ①转轴
是磁路部分。 主极线圈：产生主磁场。主极线圈的绕制方法有平绕和扁
绕两种。
3、换向极 用来产生换向磁场，以改善电机的换向性能。 换向极由换向极铁心和换向极绕组组成，位于两
主磁极之间。
4、补偿绕组 用来消除电枢反应引起的气隙磁场畸变，从而降低
换向器最大片间电间的数值和改善电机特性，提高电机 换向的稳定性，有效地防止电机环火故障的发生。
（一）定子
定子的作用是产生磁场、提供磁路和作为牵引电动机的机械 支撑，由机座、主磁极、换向极、端盖和轴承等部件组成。 1、机座
机座既是安装电动机所有零件的机械外壳，又是联系各磁 极的导磁铁轭， ZD105型牵引电动机采用铸钢铸成圆筒形。
2、主磁极 用来产生主磁场，由主极铁心和主极线圈两部分组成。 主极铁心：由l-1.5mm厚的薄钢板冲片叠压铆接而成，
2、ZDll5型牵引电动机是SS8型电力机车的主 电动机，采用架承式悬挂，是带补偿绕组的6极、串 励、脉流牵引电动机。
电力牵引系统的工作原理
电力牵引系统的工作原理
嘿，你知道电力牵引系统吗？这玩意儿可神奇啦！它就像是一个不知疲倦的大力士，默默地为我们的现代生活提供着强大的动力。
电力牵引系统啊，简单来说，就是利用电能来驱动车辆或其他设备前进。
这不就好比人的心脏为身体输送血液一样重要嘛！它主要由供电系统、牵引电动机、传动装置等部分组成。
供电系统就像是能量的源头，源源不断地提供着电能，那可是电力牵引系统的“粮草”呀！而牵引电动机呢，就是那个真正干活的家伙，把电能转化为机械能，让车子跑起来。
你想想看，要是没有电力牵引系统，我们的火车、地铁还怎么跑得那么快、那么稳呢？它让我们的出行变得如此便捷和高效。
这难道不令人惊叹吗？
传动装置呢，就像是一个协调者，把电动机产生的动力合理地分配到各个部位，让一切都有条不紊地进行着。
这不就跟乐队的指挥一样嘛，指挥着各个乐器演奏出美妙的乐章。
而且啊，电力牵引系统还有很多优点呢！它比传统的燃油牵引更加环保，不会排放那么多的废气污染环境，对我们的地球多友好啊！它还很节能，能把电能高效地利用起来，这不是很棒吗？
再看看我们生活中的那些电力牵引设备，它们在轨道上飞驰，在城市中穿梭，为我们带来了多少便利呀！这一切都要归功于电力牵引系统这个神奇的家伙。
它就像是一个默默奉献的英雄，一直在背后为我们的生活保驾护航。
电力牵引系统的发展也是日新月异啊！科学家和工程师们一直在不断地改进和创新，让它变得更加强大、更加智能。
说不定未来的某一天，它会给我们带来更多意想不到的惊喜呢！
总之，电力牵引系统真的是太重要、太神奇了！它是现代科技的杰作，是我们生活中不可或缺的一部分。
我们应该好好珍惜它，让它为我们的生活创造更多的美好！。
机车直流电机的电力拖动—牵引电动机的一般概念
牵引电动机的一般概念
Zd103脉流牵引电动机额定功率： 800(kw) 重 量：4000(kg) 励磁方式：串励 最高转速：1920(r/min) 绝缘等级：H/F 主要用途：SS3 、SS3B型电力机车
ZD107脉流牵引电动机额定功率： 800(kw) 重 量：3100(kg) 励磁方式：串励 最高转速：1990(r/min) 绝缘等级：H/H 悬挂方式：架承式 传动方式：电枢空心轴 主要用途：TM1型电力机车
牵引电动机的一般概念
(4)各部件应具有足够的机械强度，以保证电机在最恶劣的运行条件下可靠工作。 (5)牵引电动机的绝缘必须具有很高的电气强度，并具有良好的防潮和耐热性能，以 保址电机有足够的过载能力，并在其寿命期限内可靠工作。 (6)牵引电动机的结构应充分适应机车运行和检修的需要。如电机的传动与悬挂应使 机车与钢轨间的动力作用尽量减小；对灰尘、潮气及雨雪的侵入有良好的防护；便于检 修和更换电刷等。 (7)必须尽可能地降低牵引电动机单位功率的重量，使电磁材料和结构材料得到充分 利用。
牵引电动机的一般概念
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。
牵引电动机的一般概念 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，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。
名词解释电牵引
名词解释电牵引
电牵引，是一种通过电动机驱动车轮的牵引动力形式，能够提高车辆的稳定性和可靠性。
其应用在现代城市轨道交通车辆中，是提高自动化与信息化水平的关键因素。
其主要原理是基于轮轨接触理论，其中首次引入蠕滑概念的是英国人卡特，并由库仑定律和赫兹理论发展而来。
为实现电能高效利用，需要配备电机控制器、电子调速器等关键部件，并进行优化设计和控制策略的研究。
另外，电气牵引技术还能实现快速稳定的制动，降低尾气和噪音污染，并有效控制运营成本。
其在20世纪50-60年代开始与物理界和铁路界结合，剑桥大学的约翰逊教授和荷兰德尔夫特理工大学的Kalker做出了重要贡献。
电力机车电机-牵引电动机的一般概念
（3）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。
（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。 （2）缺点：簧下质量大，因而轮轨垂向动载荷大。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。
二、车体悬挂 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。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。
一、抱轴式悬挂 牵引电动机抱轴式悬挂，或称半悬挂：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。
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。
额定参数 功率 300kw 电压 2000v 电流 106A 转速 4140rpm
二、牵引电机的主要特点 （1）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。
电力机车牵引实训总结报告
一、引言随着我国铁路事业的快速发展，电力机车作为铁路运输的重要工具，其牵引技术的研究和应用越来越受到重视。
为了提高我国电力机车牵引技术水平，培养一批具备专业知识和实践能力的电力机车牵引技术人员，我校组织了一次电力机车牵引实训。
通过本次实训，我对电力机车牵引技术有了更深入的了解，现将实训总结如下。
二、实训内容1. 电力机车基本知识实训期间，我们学习了电力机车的基本知识，包括电力机车的组成、工作原理、牵引电动机、牵引变压器、控制系统等。
通过对电力机车基本知识的了解，为我们后续的实训打下了坚实的基础。
2. 电力机车牵引试验实训中，我们进行了电力机车牵引试验，主要包括以下内容：（1）机车启动试验：通过调整牵引电动机的电压和电流，观察机车启动过程中的各项参数，分析启动性能。
（2）机车牵引试验：在规定条件下，进行机车牵引试验，观察机车在牵引过程中的各项参数，分析牵引性能。
（3）机车制动试验：观察机车制动过程中的各项参数，分析制动性能。
3. 电力机车故障诊断与处理实训中，我们学习了电力机车常见故障的诊断与处理方法，包括故障现象、原因分析、处理步骤等。
通过实际操作，提高了我们解决实际问题的能力。
4. 电力机车维护保养实训期间，我们还学习了电力机车的维护保养知识，包括日常保养、定期保养、故障排除等。
通过实际操作，使我们掌握了电力机车的维护保养技能。
三、实训心得1. 理论与实践相结合本次实训使我深刻体会到理论与实践相结合的重要性。
在实训过程中，我们将所学的理论知识运用到实际操作中，使我对电力机车牵引技术有了更深入的了解。
2. 提高动手能力通过本次实训，我的动手能力得到了很大提高。
在实训过程中，我学会了如何操作电力机车，如何进行故障诊断与处理，如何进行维护保养等。
3. 培养团队协作精神实训过程中，我们分成小组进行操作，这使我认识到团队协作的重要性。
在遇到问题时，大家共同探讨、共同解决，使我们的实训效果得到了提高。
4. 增强安全意识在实训过程中，我们始终把安全放在首位。
牵引电机工作原理
牵引电机工作原理
牵引电机是一种用于牵引和移动重负荷的电动机。
其工作原理是将电能转化为机械能，通过电流在电磁场中的作用力产生转动力。
牵引电机通常采用的是交流电动机，由于其转速稳定，起动性能好以及维护成本低等优点。
交流电动机的基本原理是利用电磁感应产生转矩，进而驱动机械装置运动。
在牵引电机中，通过电源提供的电流流过定子线圈，产生一个由交变电流产生的交变磁场。
同时，转子上也有线圈，称为感应线圈。
当转子上的感应线圈与定子磁场相互作用时，就会产生一个由电流引起的磁场，这个磁场与定子磁场相互作用，产生力矩。
由于转子和定子磁场的不断变化，力矩也会不断变化，从而实现电机的转动。
为了使牵引电机能够进行控制，大多数电机都配备了电机控制器。
电机控制器可以通过改变电压、电流和频率等参数来调节电机的转速和转矩。
通过这种方式，牵引电机可以根据需要提供不同的牵引力和速度，以适应不同的工作环境和需求。
总之，牵引电机通过利用电磁感应的原理，将电能转化为机械能，通过交变磁场的作用力产生转移力，从而实现对重负荷的牵引和移动。
牵引电机的性能和控制能力对于各种运输设备和工业机械的正常运行起着重要的作用。
电力机车电机-直流和脉流牵引电动机通风及冷却
课后作业
1、直流电机产生火花的原因有机械原因、化学原因和（ ）原
因。
A.电磁
B.温度
பைடு நூலகம்
C.物理 D.电压
第三节 改善直流牵引电动机换向的方法
一、设置换向极
换向极应满足以下要求： 1.极性正确 2.换向极绕组必须与电枢绕组串联 3.换向极磁路处于低饱和状态
二、减小电抗电势
希望电抗电势的数值尽可能小些，这样抵消电 抗电势的所需要的换向电势也就小些。当这两 个电势的绝对值都减小以后，它们的剩余电势 也相应减小，这样就改善了电机的换向条件
三、增加换向回路的电阻 换向回路电阻主要是决定于电刷与换向片之间的接触电阻， 增加接触电阻可以减小附加换向电流的数值，从而改善电机 换向。脉流牵引电动机由于换向条件困难，广泛采用高接触 电阻的电化石墨电刷 。比如SS4G型电力机车ZD105型脉流 牵引电动机采用D374B型电刷。
课后作业
1、改善直流牵引电动机换向的方法包括设置换向 极、减小电抗电势、增加换向回路的电阻 。（ ）
电力机车电机 直流和脉流牵引电动机
换向及通风冷却
第三章 直流和脉流牵引电动机 换向及通风冷却
第一节 换向的基本概念
就一个具体的电枢元件(线圈)来说，其电流总是不断 变化的。或者说电枢旋转时，每个具体的电枢元件 总是不断地从一个支路转进另外一个支路。元件中 电流的方向改变的过渡过程称为换向过程 。
当电枢旋转时，处于几何中性线 上的换向元件，将切割交轴电枢 磁场而产生电枢反应电势。根据 右手定则可以判断的方向也是与 换向前的电流方向相同，即和方 向一致，都是阻碍电流换向的。
3.换向电势
为了改善换向，容量在1kw以上 的直流电机都安装有换向极，换 向极安装在几何中性线上。换向 极极性应正确，以使它的磁势与 交轴电枢反应磁势相反，如图所 示。这样，当换向元件切割换向 极磁场时，感应产生换向电势 其 方向与和相反，用来抵消和对换 向的不利影响。
第二章 电力牵引特性
式中， C 2 N C 为常数，而电机铁耗、机械损耗和齿轮传动损耗 D 2 N M 造成的牵引力损失 F （相对F小，一般计算忽略不计）。 D
/ I1 I 2
图 2—2 异步电动机的简化等值电路
由简化图可得： 其功率为：
U1 (r1 r2/ / s ) 2 12 ( L1 L/2 ) 2
）
异步电动机感应电势 （2-5） 式中，C为电势常数，f1为电源频率，Φm为气隙磁通（或Φ1 ）。 （1）恒磁通（E1/f1）运行方式 由式（2-5）知，“E1∕f1”恒定→气隙磁通恒定，从而转 矩恒定。（因为转矩M∝ Φm）
E1 Cf1 m
§2.2 电力牵引交流牵引特性
优点：在不同的f1下有Mm恒定，适于恒转矩变速拖动。 注意：磁通应恒定在接近饱和状态，以使电机铁磁材料得到充 分利用。 （2）恒“电压∕频率”（ U1∕f1）比运行
M n M1 M2 n 0 I2 I1 I D (n) 1 2 2 (M) 1
(a)串励 图2-3
(b)并励 直流电动机特性不同时的负载分配
可见：动车动轮直径相同而电机特性有差异时，串励电机优于并 励电机。
§2.1 电力牵引直流传动特性
（2）机车电机特性相同而动轮直径有差异
机车速度V一定，特性同、轮径不同→转速不同→转矩M 、电流ID不同。
§2.1 电力牵引直流传动特性
3、电压波动对电机工作的影响
网压波动（如机车通过两变电所供电 交界处的电压突变），而速度未变→ID、 F冲击。（导致电机工作条件恶化和列车运行中
的冲击）
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。串励是励磁绕组与电枢绕组串联，应用较少。复励是串并励混合
二、三相异步电动机的基本结构与工作 原理
三相异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械。结构简 单、制造、使用和维护方便，运行可靠，成本低，效率高，得以 广泛应用。但是，功率因数低、起动和调速性能差。
1、三相异步电动机的基本结构
（1）定子部分
①定子铁心：由导磁性能很好的硅钢片叠成——导磁部分。 ②定子绕组：放在定子铁心内圆槽内——导电部分。 ③机座：固定定子铁心及端盖，放置电机轴承，具有较强的机械 强度和刚度。此外还有密封作用。 （2）转子部分 ①转子铁心：由硅钢片叠成，也是磁路的一部分。 ②转子绕组： 1）鼠笼式转子：转子铁心的每个槽内插入一根 裸导条，形成一个多相对称短路绕组。2）绕线式转子：转子 绕组为三相对称绕组，嵌放在转子铁心槽内。
三相异步电动机结构
三、名牌数据
例:
额定值
额定电流I N ( A ) 在额定运行状态下流
入定子绕组的线电流.
额定功率PN ( kW )
额定电压U N ( kV或V )
额定条件下转轴上
额定运行状态时加在
输出的机械功率。
定子绕组上的线电压.
额定转速nN ( r / min) 额定运行时电 动机的转速.
电力牵引因需要有牵引供电系统接触网、变电所等， 所以新建或改建电气化线路的一次投资较大。就运用灵 活性而言，电力牵引也不如内燃牵引调运灵活。铁路现 代化必须发展电力、内燃牵引，两者相辅相成。
此外，采用单相I频电力牵引制后，铁路供电系统需 按不对称方式从三相电力系统取得电能，而整流式电力 机车在运行中由于整流、平波会产生一定成分的谐波电 压和电流，对沿线通信线路产生干扰，因此必须采取有 效措施来降低和消除这种干扰。
电动机的分类：
电动机
交流电动机 直流电动机
同步电动机 三相电动机
异步电动机 单相电动机
他励、并励电动机 串励、复励电动机
• 同步电动机：用于恒速情况，可以调节无功。正常励磁仅吸收有功； 过励磁时吸收有功发无功。
• 三相电动机：适用于大功率情况，主要是工业用电机。 • 单相电动机：适用于小功率情况，比如家用电器 • 直流电动机：开关柜储能电机大多数采用直流电动机。 他励：有独立的励磁电源，较少使用。 自励：并励、串励、复励。并励是励磁绕组与电枢绕组并联，应用最多
电动机及电力牵引
电动机
一、概述 利用电磁现象进行电能和机械能相互转换的机械 称为电机。 将机械能转换成电能的电机称为发电机； 将电能转换为机械能的电机称为电动机。
生产机械用电动机来驱动的优点： 1、 简化生产机械的结构； 2、 提高生产率和产品质量； 3、 能实现自动控制和远距离操纵； 4、 减轻繁重的体力劳动。
电力牵引中电力机车的用电取自电力牵引供电系统， 即外部电源。蒸汽机车、内燃机车功率不能过大，而电 力机车自身不带一次能源设备，不受锅炉、柴油机的限 制，轴功率可达l0OOkW以上，所以电力牵引能多拉、快 跑，提高了运输能力。
电力牵引具有如下特点: ➢ (1)电力牵引因不受自带能源设备的限制，由大容量电 力系统供电，具有功率大，速度高、过载能力强、输送能 力大等特点，可满足高速、重载、大运量铁路干线和陡坡、 长大隧道的山区铁路运输的需要。 ➢ (2)由于电力牵引从外部供电系统取得能源，具有广 泛利用一切天然能源的可能性，如火力发电，水力发电， 原子能、太阳能发电以及其他所有可转变为电能的能源， 因而能够广泛地选择和经济合理地使用国家能源。
右图是一台三相鼠笼型异步 电动机的外形图。
下面是它主要部件的拆分图。
小功率为铸铝，大 功率插铜条，两端
压铜环
鼠笼型转子 铁心和绕组 结构示意图
三相绕线型 转子结构图
倒V槽
2、三相异步电动机的基本工作原理
（1）、转动原理
①、电生磁：三相对称绕组
通往三相对称电流产生圆形旋 转磁场。
②、磁生电：旋转磁切割
（3）气隙 异步电动机的气隙是均匀的。大小为机械条件所能允许达到
的最小值。气隙磁场是电能和机械能转换的场所。
• 硅钢片：各片间绝缘，以减少涡流损耗。 （每片0.5mm，0.02mm绝缘层）；提供磁 阻较小的磁路，减少从电网汲取的无功。
三相异步电动机的构造
三相异步电动机分成两个基本部分：定子(固定 部分)和转子(旋转部分) 。
额定功率因数cos
额 额定 定效 频率 率fNN
N
额定值关系有： PN 3 UN INcosN ηN
转差率
s n1 n n1
电力牵引
一、电力牵引及特点 电力牵引是以电能为牵引动力，驱动电力机车运行，
是现代铁路三种牵引动力型式 (蒸汽、内燃、电力牵引) 之一。它是用电力机车从布置在电气化铁路沿线的接触 网上获取电能，通过牵引电动机，将电能转换为机械能， 以驱动机车运行。属于电力牵引范畴的有电气化铁路、 地下铁道、矿山电力机车、城市公共电车等。
转子导体感应电动势和电流。
③、电磁力：转子载流（有
功分量电流）体在磁场作用下 受电磁力作用，形成电磁转矩， 驱动电动机旋转，将电能转化 为机械能。
• V2
W1
•
n1 •
•
•n
U1
•
U2
W2 V1
• 电动机定子的内圆与转子的外圆圆心同心 • 重心在几何圆心上，减少振动 • 转子绕组斜线：消除谐波磁场，减小振动
➢ (3)运营费用低，劳动生产率高。由于电力机车功 率大、效率高、启动加速时间短，约为内燃机车的1/2， 运行速度快，提高了列车牵引质量，缩短了机车周转 时间，并减少了机车整备检修的作业时间，在相同运 量下，可减少机车数量，提高劳动生产率。燃料消耗 费也极大地降低，在相同线路坡道下，电力牵引比内 燃牵引可节省燃料30% (折合为标准煤)。因此，电力 牵引的运营费比其他牵引方式要显著降低。 ➢ (4)易于实现自动化，不造成环境污染，有利于改 善劳动条件。电力机车把电能转变为机械能，随着电 子技术、计算机技术和自动控制理论的发展，电力牵 引系统的自动化程度越来越高。