城市轨道交通车辆电气运行与维修项目4车辆牵引与制动

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1、任务1交流牵引电机的结构任务目标1.掌握城市轨道交通车辆牵引三相异步电动机的结构。2.掌握三相异步电动机定子绕组的排列方法。项目4车辆牵引与制动1任务重点1.三相异步电动机定子绕组的排列方法。2.定子绕组电连接方法。知识准备三相交流电、导磁材料、速度传感器与温度传感器。知识描述(1)交流电机概述交流异步电机是交流旋转电机的一种，另一种为交流同步电机。按电机转子结构形式的不同，交流异步电机可分为鼠笼式、绕线式和整流子式。交流同步电机分为凸极式和隐极式。2使用。与同步电机不同，交流异步电机的定子磁场旋转速度与转

2、子旋转的速度不同。当电动机运行时，电机转子旋转速度小于定子旋转磁场的速度，即转差率为正。当发电机运行时则相反，转子旋转速度大于定子磁场旋转速度，即转差率为负。当制动机运行时，转子旋转方向与定子磁场旋转方向相反，即转差率大于1。当异步电机定子旋转磁场的速度与转子旋转速度相等时，即转差率为0时，由于转子感应不出电势将不产生力矩，也就不产生功率。正因为这种电机在有功率产生时定子旋转磁场速度与转子旋转速度始终不一，故称其为异步电机。交流异步电机既可作为电动机使用也可作为发电机和电磁制动器3式、绕线式和换向器式，鼠笼

3、式最为通用。电机结构：定子、转子、端盖、轴承、风扇、滤尘器、测速装置及测温装置等，其结构如图4.1所示。(2)电机的组成异步电机主要由定子、转子和两端端盖组成。异步电机分为鼠笼4图4.1电机结构图51)异步电机的定子定子主要由3部分组成：定子铁芯、定子机座和定子线圈，如图4.2所示。但是在有些场合(比如作为机车牵引电机的异步电机)，定子没有专门独立的机座。定子机座和定子铁芯合为一体。图4.2异步电机的定子6机座的主要作用是固定和支撑，因此要求有足够的机械强度和刚度。机座一般采用铸件，也有用钢板焊接的结构。采

4、用铸件时，铁芯紧贴机座内侧。铁芯上的热由机座散发，为此在机座外表铸有散热筋以增加散热面积。铸造用材料一般为球墨铸铁(QT)。对于较大功率的电机，一般采用焊接机座，焊接机座在外罩内部焊有筋板、铁芯与筋板配合。筋板间隙为通风槽，铁芯上的热不是通过机座传导散出，而是通过循环风散出。定子铁芯是电机磁路的一部分和嵌放绕组的地方。为了减少旋转磁场在铁芯中的损耗，定子铁芯一般采用导磁性能良好和铁损小的薄软磁材料(一般用0.5厚冷轧硅钢片)叠压而成。冲片叠压后两端加压圈，用扣片扣紧或用拉板点焊拉紧。当铁芯较长时，为防止铁芯

5、中部因散热不畅而发热，在铁芯轴向上设置若干个径向通风槽。7图4.3定子铁芯8软的散绕组一般没有匝间绝缘。线圈成好形后再绕包对地绝缘。定子线圈(见图4.4)：用铜导体或铝导体制成。一个线圈一般有多匝绕制而成，若用成型硬导体绕制，则有时在匝间还垫放绝缘，对于9图4.4定子线圈102)异步电机的转子异步电机的转子由转子铁芯和转子绕组组成，如图4.5所示。转子铁芯中间有转轴，轴上套有转子压板和转子冲片。转子铁芯也是电机磁路的一部分，也需要用导磁性好和损耗低的软磁材料，所以异步电机的转子冲片均用定子冲片的内圆的材料制

6、成。转子绕组有鼠笼式和绕线式两种，鼠笼式有导体２端环焊接式和整体铸铝式。绕线式转子与定子相似之处在于槽内嵌放绕组，将绕组连成三相。11图4.5异步电机转子12异步电机中还有一个重要区域(这里说是区域而非部件)就是气隙。气隙是电机定子内径与转子外径间形成的圆环区域。这个区域的大小(或气隙的大小)将对电机产生极大的影响。电机的各项性能均与气隙大小有关，设计时是一个重要参数。3)接线盒接线盒主要用于接出外接三相交流电，其绕组接法为三角形接法，如图4.6所示。13图4.7风扇5)速度传感器速度传感器(见图4.8)，

7、主要是用于对电机转速的测定，测量信号为脉冲计数信号。该信号提供给车辆网控系统。4)风扇(见图4.7)14在动力车箱上共有4个电动机，因此，有四路速度测试回路接入到DCU中，供DCU进行计算。图4.9中表明这四路为PG1，PG2，PG3，PG4。图4.9156)其他部件组成异步电机的部件还有轴承、端盖等。轴承在电机中也是一个重要的部件，各种运行环境需要各种特性的轴承。对于运行于高速的场合，一般负荷不会太大，则需要使用窄系列的圆柱轴承或球轴承等；对于使用于转速要求不太高，但负荷较大的场合，则需要使用宽系列圆柱轴

8、承，甚至需要使用双列滚子轴承。对于对电气要求比较高的场合，有时还需要使用绝缘轴承。16图4.10绝缘材料有两项性能指标，一项为耐电压指标，也就是我们常说的绝缘能力；另一项很重要的指标就是耐热指标。按照国标规定，绝缘耐热等级分有A，E，B，F，H，200六级，各等级绝缘材料可长期工作的温度分别为：105，120，130，155，180，200℃。各种耐热等级表明电机可以在此温度下长时运行。17组允许温度在牵引电机改