牽引機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

時(shí)間：2016-08-18         來源：xtgdjx.cn           點(diǎn)擊量：64

在機(jī)車或動(dòng)車上用于驅(qū)動(dòng)一根或幾根動(dòng)輪軸的電動(dòng)機(jī)。牽引電動(dòng)機(jī)有多種類型，如直流牽引電動(dòng)機(jī)、交流異步牽引電動(dòng)機(jī)和交流同步牽引電動(dòng)機(jī)等。直流牽引電動(dòng)機(jī)，尤其是直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)有較好調(diào)速性能和工作特性，適應(yīng)機(jī)車牽引特性的需要，獲得廣泛應(yīng)用。　牽引電動(dòng)機(jī)的工作原理與一般直流電動(dòng)機(jī)相同，但有特殊的工作條件：空間尺寸受到軌距和動(dòng)輪直徑的限制；在機(jī)車運(yùn)行通過軌縫和道岔時(shí)要承受相當(dāng)大的沖擊振動(dòng)；大、小齒輪嚙合不良時(shí)電樞上會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的扭轉(zhuǎn)振動(dòng);在惡劣環(huán)境中運(yùn)用，雨、雪、灰沙容易侵入等。因此牽引電動(dòng)機(jī)在設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)上也有許多要求，如要充分利用機(jī)體內(nèi)部空間使結(jié)構(gòu)緊湊，要采用較高級(jí)的絕緣材料和導(dǎo)磁材料，零部件需有較高的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，整臺(tái)電機(jī)需有良好的通風(fēng)散熱條件和防塵防潮能力，要采取特殊的措施以應(yīng)付比較困難的“換向”條件以減少炭刷下的火花等。兩種懸掛方式
一種是牽引電動(dòng)機(jī)和動(dòng)輪軸連接的懸掛方式，稱為抱軸式懸掛或半懸掛。采用這種懸掛方式時(shí)，動(dòng)輪通過軌縫和道岔所產(chǎn)生的沖擊振動(dòng)會(huì)直接傳給牽引電動(dòng)機(jī)。抱軸式懸掛適用于結(jié)構(gòu)速度低于120公里/小時(shí)的機(jī)車車輛。另一種是架承式懸掛(或稱全懸掛)。采用這種懸掛方式時(shí)牽引電動(dòng)機(jī)固定懸掛在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上，在牽引電動(dòng)機(jī)軸端和小、大齒輪之間加入各種彈性連接元件，以減小沖擊振動(dòng)的影響。架承式懸掛適用于結(jié)構(gòu)速度高于120公里/小時(shí)的機(jī)車車輛。
在用牽引變壓器降壓經(jīng)硅整流器或大功率晶閘管整流后供電給直流串勵(lì)牽引電動(dòng)機(jī)時(shí)，加在牽引電動(dòng)機(jī)上的電壓為脈動(dòng)電壓，因此這種牽引電動(dòng)機(jī)稱為脈流牽引電動(dòng)機(jī)。大功率脈流牽引電動(dòng)機(jī)的“換向”條件更加困難。此外，電動(dòng)機(jī)內(nèi)部還有一些附加損耗，從而引起電動(dòng)機(jī)溫升，因此，脈流牽引電動(dòng)機(jī)在設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)上還要采取一定的特殊措施，以解決“換向”和溫升兩個(gè)突出的問題。
為了解決直流和脈流牽引電動(dòng)機(jī)的“轉(zhuǎn)向”問題，有些國(guó)家已在使用晶閘管無換向器式牽引電動(dòng)機(jī)和三相交流異步變頻牽引電動(dòng)機(jī)，并在試驗(yàn)以直線異步電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的磁懸浮高速車輛。晶閘管無換向器式牽引電動(dòng)機(jī)是由一臺(tái)同步電動(dòng)機(jī)和一組晶閘管逆變器組成，用
晶閘管和轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器來代替直流牽引電動(dòng)機(jī)的換向器和炭刷結(jié)構(gòu)。這種電動(dòng)機(jī)具有直流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)而沒有困難的“換向”問題。但晶閘管及其控制系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜，所以電子元件直接影響電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行可靠性。三相交流異步變頻牽引電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，成本低廉，是比較理想的牽引電動(dòng)機(jī)。但由于需用變頻調(diào)速，它的發(fā)展和應(yīng)用一度受到限制。60年代，大功率晶閘管變頻裝置的發(fā)展使異步電動(dòng)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)變頻調(diào)速。各國(guó)已有較多機(jī)車和動(dòng)車采用三相交流異步變頻牽引電動(dòng)機(jī)。聯(lián)邦德國(guó)和日本在試驗(yàn)的磁懸浮高速車輛上采用直線異步電動(dòng)機(jī)。它的初級(jí)繞組敷設(shè)在地面導(dǎo)軌上，由地面的變頻電源供電以產(chǎn)生行波磁場(chǎng)，調(diào)節(jié)供電電源頻率就可改變磁懸浮高速車輛的速度。次級(jí)繞組就是反應(yīng)板，裝在車輛的構(gòu)架上。初級(jí)行波磁場(chǎng)和次級(jí)感應(yīng)電流的相互作用，不僅產(chǎn)生使車輛前進(jìn)的推力，而且還產(chǎn)生磁拉力以懸浮車輛，并在制動(dòng)工況時(shí)起著動(dòng)力制動(dòng)的作用。