交流牵引电机讲座(wu)

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1、交流牵引电机讲座（吴顺海）株洲南车电机股份有限公司2004年10月1交流牵引电机讲座提纲交流牵引电机的概述交流牵引电机设计原理交流牵引电机结构特征交流牵引电机制造工艺交流牵引电机检测试验交流牵引电机检修维护2交流牵引电机的概述交流牵引电机的国内外发展状况交流牵引电机的发展趋势国内交流牵引电机的发展水平国内电机主要的问题与解决的途径3交流牵引电机的国内外发展状况日本新干线——日本川崎、三菱、日立德国ICE——西门子欧洲X2000-----ABB法国TGV——阿斯通中国“中华之星”、“奥星”、“蓝箭”、“先锋号”、“中原之星”4西门子交流异步牵

2、引电动机5西门子交流异步牵引电动机6ABB交流异步牵引电动机7株洲南车交流异步牵引电动机8株洲南车交流异步牵引电动机9西门子交流异步牵引电动机10交流牵引电机的发展趋势交直交异步变频直接力矩控制轴控和架控动力集中和动力分散大功率C级绝缘、全叠片、铜条转子11国内交流牵引电机的发展水平设计开发能力－－能够设计出高水平电机工艺制造能力－－基本具备工艺制造能力实物质量水平－－具备一定的水平实际运行状况－－均在考核期主要的差距－－电机特性的一致性材料差异制造工艺的分散性差异实物过程控制的差异12交流牵引电机设计原理交流电机调速的优越性异步电动机的概

3、念交流电机基本运行原理交流电机调速原理交流牵引电机设计特点交流电机的基本特性、转矩特性13交流电机调速的优越性有那些？与直流电机比，交流电机的转速范围高与直流电机比，交流电机的单机功率更大与直流电机比，交流电机的结构更简单与直流电机比，交流电机的恒功范围更广与直流电机比，交流电机的维护成本更低但交流电机的调速比直流电机困难。14异步电动机的概念异步电动机的基本工作原理是：定子通上三相交流电后，在气隙中产生以同步速旋转的磁场，该磁场切割转子导条后在转子导条中感应产生电流，带电的转子导条处于气隙旋转磁场中就要产生电动力，使转子朝定子旋转磁场的同

4、一方向旋转。由于转子导条中的电流是因转子导条切割由定子绕组产生的气隙磁场才由的，所以转子的转速只能低于气隙旋转磁场的同步转速，永远不可能达到同步，否则转子导条与气隙磁场同步旋转，转子导条不再切割磁场产生感应电流和产生电动力了，转子也不可能旋转了，所以叫按这种原理运行的电机为异步电动机。15什么是交流电机的旋转磁场？在电机的定子上对称地布置有三相对称绕组，每相绕组中通入正弦交流电，单相绕组在气隙中产生一个脉振磁势（脉振磁场），脉振磁势振幅随着电流忽正忽负不停地变化。三相绕组在空间上相差120°，三相绕组产生的合成磁势（磁场）就是旋转磁势（旋转

5、磁场）。旋转磁势（旋转磁场）振幅大小不变，振幅方向沿圆周方向的旋转，所以叫旋转磁势（旋转磁场）。16什么是交流电机的转差？什么是转差频率？什么是转差率？异步电动机转子的实际转速与定子旋转磁场的同步转速的差值叫电动机的转速差。通常把同步转速n1和电动机转子转速n二者之差与同步转速n1的比值叫做转差率s.异步电动机的转差率与同步转速的频率的乘积叫电机的转差频率。同步转速n=f1-定子电流频率p-电机极对数转差率s=17什么是交流电机的等效电路图？R1L1R2L2LmRz等效电路图是交流电机设计计算的基本数学模型。Rm18异步电机的气隙、极数、相

6、数电机的气隙是电机定子与转子之间存在的一个间隙，通过气隙产生交变磁场，完成机电能量的转换。交流电机的极数是通过定子绕组在空间按照偶数值沿圆周平均布置而形成的磁极（N＋S）数。一般有2、4、6、8极。在定子绕组接线时形成。与直流电机不同的是交流电机极数与转速有关。交流电机的相数也是通过定子绕组在空间按照一定的数值在圆周平均布置而形成的。一般有3相和6相绕组。他们按照U、V、W的顺序排列。19交流电机基本运行原理当外加电压和频率一定时，由于一台电机的参数是固定不变的，电磁转矩只是转差率的函数。异步电动机的机械特性（M-S曲线）20交流电机基本运

7、行原理21交流电机基本运行原理在1≥s>0的范围内，电机处于电动机运行状态，电磁转矩与转子转速同向。s=1为起动运行状态。在s<0的范围内，气隙旋转磁密转子转向一致，只是n>n1，电磁转矩为负，n为正，电机处于再生制动运行状态（异步发电状态）。在s>1的范围内,电磁转矩为正，n为负，电机也是制动状态。这种制动方式效率低，电机从电网吸收的电能及机械能均消耗在电机内部，用于特殊场合，如升降机下降。22交流电机基本运行原理最大转矩：电磁转矩对转差率微分，并让dM/ds=0，简化后得在给定电机参数及定子频率下，最大转矩与定子相电压的平方成正比。在给

8、定电机参数与定子相电压下，最大转矩与定子频率的平方成反比。23交流电机基本运行原理最大转矩与电机能否稳定运行有关。电机能稳定运行；电机不能稳定运行。起动转矩（取s=1）24交流电