交流牵引电动机

2050
电流（A）
510
493
364
352
转速（r/min）
1490
1279
2060
1300
最大转速（r/min）
4000
3440
2898
绝缘等级
C
F
F
C
H
重量（kg）
2650
2010
2800
2100
1950
单位重量功率（kW/kg）
0.539
0.622
0.446
0.526
0.523
单位重量转矩（Nm/kg)
（8）为适应高速列车运行需要，异步牵引电动机大多采用全悬挂方式（或称架承式悬挂），这种悬挂方式的优点是电机的全部重量都在簧上，大大减少了冲击和振动对电机的影响。架承式电机又分为实心轴和空心轴两种传动方式。实心轴传动多用于中型牵引电动机，如德国西门子公司在地铁车辆上设计厂专用的球形万向联轴节，置于轴伸和小齿轮中间，以补偿运行中轮对和电机间相对垂直位移，避免电机承受弯矩和轴向力，延长轴承寿命。空心轴多用于电力机车用的大容量的牵引电动机，动轴两端采用齿形联轴节结构，便于折装。
3.45
3.676
2.07
3.861
二．交流异步牵引电动机的基本结构
异步牵引电动机主要由定子和转子两部分组成。定子通常是无机壳叠片形式，铁芯两端装有厚压板，压板间用拉杆或钢板固定，用电焊将压板、铁芯和拉杆等焊成一个整体。定子压板又作为转子轴承支架，通过端盖和压板的止口来固定转子部分。转子通常是鼠笼型，其绕组用铝或铜硅铝合金铸成，容量较大的牵引电动机则采用铜材料制成。由于异步牵引电动机都采用降低频率起动，起动时集肤效应很小，从磁路饱和及结构简单的理由考虑，转子可以采用矩形槽。
（3）定、转子铁芯冲片选用0.5mm厚的高导磁、低损耗的冷轧硅钢片，要求内、外圆同时落料，以保证气隙的均匀度。转子铁芯内孔与轴用热套固定，取消键槽配合，以满足牵引电机频繁正反起动的要求。
（4）鼠笼转子的导条与端环间的联接用感应加热银铜钎焊，对于最大转速较大的牵引电动机，可在端环外侧热套非磁性护环，以增加强度和刚度。
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
1050
持续电流（A）
360（相）
830
最大转速（r/min）
3600
1860
2.JD121型异步牵引电动机
JD121型异步牵引电动机是DJZ型交流传动客运电力机车用牵引电动机，其结构见图4一26,它采用无机壳基本结构。定子绕组绝缘采用200级耐电晕绝缘系统，定子绕组采用专用的拓扑原理涨形机制造。转子为铜合金鼠笼型，采用株洲电力机车研究所和中南大学联合开发的专用铜合金导条、端环焊接而成。两端端环上套有专用铜合金护环。传动端轴承使用油润滑，传动端、非传动端均采用陶瓷绝缘轴承。
TDK8270-A
小时功率(kW)
165
130
小时转速（r/min）
1565
L450
绝缘等级
C
C
重量（kg）
770
776
机座外径（mm）
570
570
单位重量功率(Kw/kg)
0.214
0.168
单位重量转矩（N·m/Kg)
1.316
1.1
目前，从国外统计资料来看，不同类型电机其单位重量功率可达到的比值约为：直流电动机为0.33kW /kg，同步电动机为0.5kW/kg，异步电动机为0.68kW／kg。随着科技的发展,异步电动机的单位重量功率值将越来越高。如日本新干线上300系列原型试验车，所采用的交流异步牵引电动机其功率达到300kW，但重量不足400kg，单位重量功率可达0.75kg。这一经济技术指标，对世界各国正在大力发展的高速机车尤为有利。众所周知，高速机车为改善机车和轨道的动力学性能，除了改进机车机械部分结构外，还需减轻簧下重量，而采用单位重量功率大的异步电动机则是一条行之有效的途径。
三、我国典型交直交传动电力机车中三相交流异步牵引电动机的结构特点和技术参数
1.YD103S型异步牵引电动机
YD1035型异步牵引电动机是AC400o型交流传动客运电力机车用牵引电动机，其结构如图4一25所示。该电机为抱轴悬挂式，体积比较小，但电机与轮对中心距较大，为595mm。因此，在电机与轮对的滚动抱轴箱之间需要增加一个支架，支架为箱式结构，它与机座之间采用8个M36螺栓固定，并且用定位销定位。
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。
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
考虑到变频异步电动机控制方式复杂和运行条件恶劣，异步牵引电动机结构上有如下特点。
（1）由于异步牵引电动机运行时，需承受来自线路的强烈振动，因此需采用比普通异步电动机较大的气隙（通常为1.5mm~2.5mm)。
（2）定子槽型一般采用开口型，这样可以用成型绕组以获得良好的绝缘性能，增加运行的可靠性。对于选用气隙较小的电机，可在定子槽口开通风槽口，这样可增加通风效果，同时还可以增加电机漏抗，减小谐波电流的影响。
传动端轴承使用油润滑，选用NU326绝缘轴承，最高转速5500r/min，采用5430r/min的油密封系统。润滑油为SynfilmGT220合成脂油。非传动端采用脂润滑，使用NH219绝缘轴承，最高转速5500r/min，润滑脂为UPG2合成脂。
速度传感器采用ZZG0001.测速齿轮模数为2.5，齿数为60.
定子设计有一排轴向通风孔，转子设计有两排轴向通风孔。
3.JD128型异步牵引电动机
JD128型异步牵引电动机是“中华之星”动车组用牵引电动机，与JD121型异步牵引电动机一样，它也采用无机壳基本结构。定子绕组绝缘采用200级耐电晕绝缘系统，定子绕组采用专用的拓扑原理涨形机制造。转子为铜合金鼠笼，采用株洲电力机车研究所和中南大学联合开发的专用铜合金导条、端环焊接而成。两端端环上套有专用铜合金护环。
（5）采用耐热等级高、厚度薄的聚酰亚胺薄膜和云母带作定厂主绝缘。并通常选用C级绝缘材料作H级温升使用，以提高电机热可靠性。
（6）开始使用绝缘轴承，阻止由于三相电流不平衡时产生的轴电流流过轴承，避免轴承受到电腐蚀，保证轴承寿命。
（7）为配合变频调速系统进行转速（差）闭环控制和提高控制精度，在电机内部应考虑装设非接触式转速检测器。
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。
电机定子由机座、定子铁心、定子线圈等部件组成，转子采用铜条转子。传动端端盖采用空心盘式结构，传动端轴承采用NU332ECM/C4VA301短圆柱轴承，非传动端采用NJ31SECM/VA301+HJ318带角圈的轴承。在非传动端轴承外侧安装有测速齿盘与株洲电力机车研究所研制的速度传感器。
YDI035型异步牵引电动机的主要技术参数如表4一5所示。
表3列出了欧洲各国用于电力机车的交流异步电动机的技术参数和经济指标。
电力机车用交流异步电动机参数表3
制造国家
德国
德国
意大利
瑞士
丹麦
电机型号
ITB2824
BAZ7096／A
E402
6FRA7059
EA3000
电机功率（Kw）
1428
1250
1250
1105
1020
电压（V）
2050
1730
3200
2ห้องสมุดไป่ตู้90
定子设计有一排轴向通风孔，转子设计有两排轴向通风孔。定子传动端的压圈上有一圈出风口，定子非传动端的压圈上有连接出线盒的孔，整台电动机靠两端压圈上的12个M3o螺孔安装在托架上，托架再固定在转向架上。
传动端端盖为铸钢件，靠它固定齿轮箱体，齿轮箱体外周开有通风孔，利用齿轮箱内的飞溅润滑油来润滑传动端轴承。非传动端端盖为高强度铸铝件，顶部有进风口，端部安装传感器和传感器盖。