文档介绍：直流牵引电动机的特性
第三章
第一节牵引电动机概述
牵引电动机是驱动机车车辆动轮轴的主电动机。是电传动机车、车辆的主要部件之一。牵引电动机的基本特性与同类型的普通电动机大体相同,但是为了满足牵引电动机特殊的使用条件,在设计参数选择和结构形式上不同于普通电动机。 1. 牵引电动机的工作条件
牵引电动机工作条件
。牵引电动机安装在车体下面,直接受到雨、雪、潮气的影响,机车运行中掀起的尘土也容易侵入电机内部,另外,季节和负载的变化,还经常受到温度和湿度变化的影响。
。牵引电动机悬挂在车体下面,其安装空间受到很大限制,轴向尺寸受轨距限制,径向尺寸受动轮直径的限制。
。机车运行通过钢轨不平顺处,因撞击而产生的动力作用会传递给牵引电动机,使牵引电动机承受很大的冲击和振动。
。其原因除了机械动力方面的影响外,还有电气方面的原因,如过电流、主磁场畸变增大、电网电压波动使电动机端电压升高等均造成换向困难,另外,电磁交流分量的存在将使电机换向更为困难,致使换向火花增大甚至环火。
5、负载分配不均匀。由于同一台机车上牵引电动机特性有差异,各动轮直径不等或个别轮对发生“空转”、“滑行”等原因,均有可能造成各电机的负载分配不均,有的电机处于过载运行,有的电机处于欠载运行,从而使机车牵引力不能充分发挥。
牵引电动机必须满足的要求
。
。
。
,以保证电机在最恶劣的运行条件下能可靠地工作。
,并具有良好的防潮和耐热性能,以保证电机有足够的过载能力,并在其寿命期限内可靠地工作。
。如电机的传动和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。
,使有效材料和结构材料得到充分利用。
直流牵引电动机的特性
直流牵引电动机的特性有工作特性和机械特性。 当牵引电动机的电压为恒定时,电动机的转速、转矩和效率与电枢电流的关系曲线称为直流牵引电机的工作特性即:速率特性转矩特性效率特性 电动机的机械特性是指电动机转速和电磁转矩之间的关系。励磁方式不同的电动机具有不同的特性。他励和并励相同,因此只需分析并励、串励、复励三种电动机特性。
转速特性
根据电动机的电势平衡方程式可得转速公式:
从上式可以看出,在和均为常数时,影响电动机转速的因素有两个:
(1)是电枢回路的电阻压降;
(2)是磁通变化。各种电动机的转速特性如图:
转矩特性
直流电动机的电磁转矩公式为:
各种电动机的转矩特性如图: 并励电动机,磁通不随电枢电流变化,转矩与电枢电流成正比,转矩曲线为一近似直线(曲线1)电动机,在轻载时磁路不饱和,可以认为∝,则,所以转矩曲线近似为一双曲线(曲线2)
效率特性
电机的效率可用下式表示:
ΣP是电动机的总损耗,它包括铜耗、铁耗、机械损耗和附加损耗。铜耗与电流的平方成正比,为可变损耗,可用比例关系KˊI2表示,铁耗和机械损耗可认为与I无关,为不变损耗用K表示,电机的总损耗ΣP= KˊI2+K,将其代入上则
根据此式画成曲线,即为电机的效率特性。
机械特性
电磁转矩和电枢电流有比例关系,机械特性具有与转速特性相似的形状
电力拖动机组稳定运行条件 电动机和被它拖动的生产机械组成电力拖动机组。生产机械的负载特性有的为与转速无关的恒转速特性,有的为与转速成正比的负载特性,有的为与转速的平方成正比的负载特性。电动机带动生产机械,以某一稳定速度运行时,电动机的电磁转矩必须等于生产机械的阻转矩。 在电动机的机械特性与负载特性的交点上,若则机组能稳定运行。
机车的牵引特性
牵引电动机产生转矩,通过齿轮传动装置传递到机车动轮上,并在动轮缘产生牵引力驱动列车运行,如下图。
牵引电动机速度特性n=f (I)和转矩特性T=f (I),只有经过换算即可求出机车的速度特性VK= f (I),和牵引力特性FK= f (I),再由机车速度特性和牵引力特性得出机车牵引特性FK= f (VK)。