HXN5牵引电传动系统.pdf

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1、55牵引电传动系统HXN5型内燃机车属交流电传动内燃机车。该车由柴油机来产生机械能。利用交流发电机将机械能转换成交流电源。由于该交流电频率及电压均不适合HXN5型内燃机车的交流牵引电动机。所以必须进行转换调整，首先由主整流器组将交流转换成直流。然后再由采用IGBT器件的逆变器转换成可变频变压的交流电，在机车牵引时，牵引电传动系统传送给牵引电机定子绕组的交流电源信号频率必须高到它足以产生一个转速稍高于转子转速的旋转磁场。即逆变器产生的同步转速高于转子转速时。旋转的定子磁场给转子导条中产生电流，因而它对转子就提供了转矩，使其旋转并驱动机车。当机车在电阻制

2、动时，轮轴制动能量通过牵引电动机转换为电能并损耗在制动电阻上。因此，HXN5型内燃机车牵引电传动系统主要主要由以下几部分组成：交流牵引发电机整流及逆变装置交流牵引电动机制动电阻原理及装置牵引电动机蓄电池牵引发电机整流器及变流器图5-1机车牵引设备布置图105HXN5和谐5型内燃机车具体布置见图5-1（图中制动电阻未示出）。5.1交流牵引发电机HXN5型内燃机车的牵引发电机采用的是凸极转子的同步发电机，牵引发电机与辅助发电机同轴，相当于一个机座内有4个电机，结构复杂。5.1.1牵引发电机的主要数据型号:5GMG201E1容量（功率因数为0.955）:4

3、690kVA输出电压：DC1380V输出电流:DC3082A频率:87.5Hz绝缘等级:：H级励磁绕组电压:74V励磁绕组电流:400A效率:≥96%重量:9069kg冷却方式：轴向强迫通风5.1.2牵引发电机的结构HXN5型内燃机车用的5GMG201E1型同步牵引发电机为卧式单轴承结构的三相凸极同步发电机，星形连接，转子极数为10，图5-2、图5-3为该电机的外形图和结构图。该电机为主、辅发电机同轴，轴承为单列圆柱滚子轴承，可用型号有FAG558830C和SKF466860VAR，主、辅发电机与滑环位于轴承两端。机座上装有转子支撑以支撑转子，防止轴

4、承在电机安装到机车前遭到破坏。电机的输入端为法兰形式，与柴油机曲轴直接耦合传递动力。该电机的冷却为轴向强迫通风，冷却空气由辅助发电机外围的大端盖上方的入口进入，一条支路冷却主发电机定子和转子，另一条支路冷却辅助发电机定子和转子，冷却空气在主发电机后端汇合，从后端排出。106HXN55牵引电传动系统图5-25GMG201E1型同步牵引发电机外形图图5-35GMG201E1主/辅发电机结构图1-转子装配；2-转子支撑；3-主发定子装配；4-主发出线端；5-辅发出线端；6-刷盒；7-滑环；8-辅发转子；9-辅发定子；10轴承107HXN5和谐5型内燃机车5

5、.1.2.1定子结构该电机的定子铁芯由9片扇形冲片拼成整圆，90个开口槽，设两排共计162个通风孔。定子铁芯叠片成型后用拉杆、压圈和压块固定，再与定子机座热套紧固，机座上有挡肩定位。定子引出线在位于电机固定后端盖的侧上方，并由绝缘子沿电机轴向固定在端盖的圆周面上。定子绕组为三相星形连接，中性点没有引出线。线圈节距为1～9，每极相绕组由3个线圈串联，每相绕组由10个并联支路组成。定子线圈由两根熔敷导线并绕而成，每个线圈4匝，除端部外，直线段和圆弧段为三分之二叠包增强云母带一次。5.1.2.2转子结构电机转子是主发电机转子和辅发电机转子同轴，辅发电机为外

6、转子结构，主、辅发转子位于轴承的一端，轴承的另一端安装了滑环系统。转子外径为1086.5mm，中心点气隙为4.65mm，转子磁极由两排8根螺栓与磁轭紧固。转子磁极铁芯两端采用精铸端板，无阻尼绕组，磁极线圈为扁绕整匝导体，并压成弧形，宽厚比较大，高达21，匝数为35匝。5.1.2.3滑环与刷架系统滑环组装与转轴之间采用过盈配合连接，钢质滑环和滑环毂之间的绝缘采用浇铸式，有别于传统工艺。接线柱上有绝缘套管。滑环表面车有右旋螺旋槽。4套滑环分别为主、辅助发电机转子绕组励磁供电，励磁电缆联线由转轴上的凹槽穿过轴承连接励磁绕组和滑环。刷架系统安装在端盖外侧，共

7、有16个刷盒，每个刷盒内一块斜碳刷，碳刷尺寸为19.05x44.45。刷架系统由上下可拆卸的两个保护罩与外界防尘隔离。刷架系统引出线安装在下方保护罩上。5.2整流器及逆变器HXN5型内燃机车是交流电传动内燃机车，主牵引变流器主要由1台二极管整流器和6台IGBT逆变器构成，它将同步发电机发出的三相交流电压整流成脉动直流电，再逆变成变频变压的三相交流电以驱动6台交流牵引电机。此外，主牵引变流器还包括检测电路、保护电路等部分。5.2.1电气原理108HXN55牵引电传动系统电气原理图见图5-4。由图中可见整流器是由三个二极管整流桥臂构成，分别是RMA、RM

8、B、RMC。逆变器一共有6台，分别是INV1、INV2、INV3、INV4、INV5和INV6，它们的电气结