地鐵牽引電機演示文稿當前第1頁\共有121頁\編于星期六\3點2地鐵牽引電機當前第2頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機講座提綱交流牽引電機的概述交流牽引電機設計原理交流牽引電機結構特征交流牽引電機制造工藝交流牽引電機檢測試驗交流牽引電機檢修維護當前第3頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機的概述交流牽引電機的國內(nèi)外發(fā)展狀況交流牽引電機的發(fā)展趨勢國內(nèi)交流牽引電機的發(fā)展水平國內(nèi)電機主要的問題與解決的途徑當前第4頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機的國內(nèi)外發(fā)展狀況日本新干線——日本川崎、三菱、日立德國ICE——西門子歐洲X2000-----ABB法國TGV——阿斯通中國“中華之星”、“奧星”、“藍箭”、“先鋒號”、“中原之星”當前第5頁\共有121頁\編于星期六\3點西門子交流異步牽引電動機當前第6頁\共有121頁\編于星期六\3點西門子交流異步牽引電動機當前第7頁\共有121頁\編于星期六\3點ABB交流異步牽引電動機當前第8頁\共有121頁\編于星期六\3點株洲南車交流異步牽引電動機當前第9頁\共有121頁\編于星期六\3點株洲南車交流異步牽引電動機當前第10頁\共有121頁\編于星期六\3點西門子交流異步牽引電動機當前第11頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機的發(fā)展趨勢交直交異步變頻直接力矩控制軸控和架控動力集中和動力分散大功率C級絕緣、全疊片、銅條轉(zhuǎn)子當前第12頁\共有121頁\編于星期六\3點國內(nèi)交流牽引電機的發(fā)展水平設計開發(fā)能力－－能夠設計出高水平電機工藝制造能力－－基本具備工藝制造能力實物質(zhì)量水平－－具備一定的水平實際運行狀況－－均在考核期主要的差距－－電機特性的一致性材料差異制造工藝的分散性差異實物過程控制的差異當前第13頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機設計原理交流電機調(diào)速的優(yōu)越性異步電動機的概念交流電機基本運行原理交流電機調(diào)速原理交流牽引電機設計特點交流電機的基本特性、轉(zhuǎn)矩特性當前第14頁\共有121頁\編于星期六\3點交流電機調(diào)速的優(yōu)越性有那些？與直流電機比，交流電機的轉(zhuǎn)速范圍高與直流電機比，交流電機的單機功率更大與直流電機比，交流電機的結構更簡單與直流電機比，交流電機的恒功范圍更廣與直流電機比，交流電機的維護成本更低但交流電機的調(diào)速比直流電機困難。當前第15頁\共有121頁\編于星期六\3點異步電動機的概念

異步電動機的基本工作原理是：定子通上三相交流電后，在氣隙中產(chǎn)生以同步速旋轉(zhuǎn)的磁場，該磁場切割轉(zhuǎn)子導條后在轉(zhuǎn)子導條中感應產(chǎn)生電流，帶電的轉(zhuǎn)子導條處于氣隙旋轉(zhuǎn)磁場中就要產(chǎn)生電動力，使轉(zhuǎn)子朝定子旋轉(zhuǎn)磁場的同一方向旋轉(zhuǎn)。由于轉(zhuǎn)子導條中的電流是因轉(zhuǎn)子導條切割由定子繞組產(chǎn)生的氣隙磁場才由的，所以轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速只能低于氣隙旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速，永遠不可能達到同步，否則轉(zhuǎn)子導條與氣隙磁場同步旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導條不再切割磁場產(chǎn)生感應電流和產(chǎn)生電動力了，轉(zhuǎn)子也不可能旋轉(zhuǎn)了，所以叫按這種原理運行的電機為異步電動機。

當前第16頁\共有121頁\編于星期六\3點什么是交流電機的旋轉(zhuǎn)磁場？

在電機的定子上對稱地布置有三相對稱繞組，每相繞組中通入正弦交流電，單相繞組在氣隙中產(chǎn)生一個脈振磁勢（脈振磁場），脈振磁勢振幅隨著電流忽正忽負不停地變化。三相繞組在空間上相差120°，三相繞組產(chǎn)生的合成磁勢（磁場）就是旋轉(zhuǎn)磁勢（旋轉(zhuǎn)磁場）。旋轉(zhuǎn)磁勢（旋轉(zhuǎn)磁場）振幅大小不變，振幅方向沿圓周方向的旋轉(zhuǎn)，所以叫旋轉(zhuǎn)磁勢（旋轉(zhuǎn)磁場）。當前第17頁\共有121頁\編于星期六\3點什么是交流電機的轉(zhuǎn)差？什么是轉(zhuǎn)差頻率？什么是轉(zhuǎn)差率？異步電動機轉(zhuǎn)子的實際轉(zhuǎn)速與定子旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速的差值叫電動機的轉(zhuǎn)速差。通常把同步轉(zhuǎn)速n1和電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n二者之差與同步轉(zhuǎn)速n1的比值叫做轉(zhuǎn)差率s.異步電動機的轉(zhuǎn)差率與同步轉(zhuǎn)速的頻率的乘積叫電機的轉(zhuǎn)差頻率。同步轉(zhuǎn)速n=f1-定子電流頻率p-電機極對數(shù)轉(zhuǎn)差率s=當前第18頁\共有121頁\編于星期六\3點什么是交流電機的等效電路圖？R1L1R2L2LmRz等效電路圖是交流電機設計計算的基本數(shù)學模型。Rm當前第19頁\共有121頁\編于星期六\3點異步電機的氣隙、極數(shù)、相數(shù)電機的氣隙是電機定子與轉(zhuǎn)子之間存在的一個間隙，通過氣隙產(chǎn)生交變磁場，完成機電能量的轉(zhuǎn)換。交流電機的極數(shù)是通過定子繞組在空間按照偶數(shù)值沿圓周平均布置而形成的磁極（N＋S）數(shù)。一般有2、4、6、8極。在定子繞組接線時形成。與直流電機不同的是交流電機極數(shù)與轉(zhuǎn)速有關。交流電機的相數(shù)也是通過定子繞組在空間按照一定的數(shù)值在圓周平均布置而形成的。一般有3相和6相繞組。他們按照U、V、W的順序排列。當前第20頁\共有121頁\編于星期六\3點交流電機基本運行原理當外加電壓和頻率一定時，由于一臺電機的參數(shù)是固定不變的，電磁轉(zhuǎn)矩只是轉(zhuǎn)差率的函數(shù)。

異步電動機的機械特性（M-S曲線）當前第21頁\共有121頁\編于星期六\3點交流電機基本運行原理當前第22頁\共有121頁\編于星期六\3點交流電機基本運行原理在1≥s>0的范圍內(nèi)，電機處于電動機運行狀態(tài)，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速同向。s=1為起動運行狀態(tài)。

在s<0的范圍內(nèi)，氣隙旋轉(zhuǎn)磁密轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向一致，只是n>n1，電磁轉(zhuǎn)矩為負，n為正，電機處于再生制動運行狀態(tài)（異步發(fā)電狀態(tài)）。

在s>1的范圍內(nèi),電磁轉(zhuǎn)矩為正，n為負，電機也是制動狀態(tài)。這種制動方式效率低，電機從電網(wǎng)吸收的電能及機械能均消耗在電機內(nèi)部，用于特殊場合，如升降機下降。當前第23頁\共有121頁\編于星期六\3點交流電機基本運行原理最大轉(zhuǎn)矩：電磁轉(zhuǎn)矩對轉(zhuǎn)差率微分，并讓dM/ds=0，簡化后得

在給定電機參數(shù)及定子頻率下，最大轉(zhuǎn)矩與定子相電壓的平方成正比。

在給定電機參數(shù)與定子相電壓下，最大轉(zhuǎn)矩與定子頻率的平方成反比。當前第24頁\共有121頁\編于星期六\3點交流電機基本運行原理最大轉(zhuǎn)矩與電機能否穩(wěn)定運行有關。電機能穩(wěn)定運行；

電機不能穩(wěn)定運行。起動轉(zhuǎn)矩（取s=1）

當前第25頁\共有121頁\編于星期六\3點交流電機基本運行原理增大電機轉(zhuǎn)子回路電阻值，可以增大電機起動轉(zhuǎn)矩。在給定電機參數(shù)及定子頻率下，起動轉(zhuǎn)矩與定子相電壓的平方成正比。

在給定電機電壓及定子頻率下，起動轉(zhuǎn)矩與定轉(zhuǎn)子電抗(x1+x2’）成反比。當前第26頁\共有121頁\編于星期六\3點交流電機調(diào)速原理已知異步電動機的轉(zhuǎn)速n

由上式看出，可以從以下幾個方面對異步電動機進行調(diào)速：改變電機繞組的極對數(shù)；改變電機繞組的接法，為有級調(diào)速。

改變轉(zhuǎn)差率；也叫串級調(diào)速；是在轉(zhuǎn)子回路中串電阻或串入附加電勢進行調(diào)速，適合繞線轉(zhuǎn)子異步電動機。

當前第27頁\共有121頁\編于星期六\3點交流電機調(diào)速原理改變電機供電電源的頻率。這是最先進也是最復雜的調(diào)速方法，這種調(diào)速方法的特點在于可實現(xiàn)頻繁的正、反轉(zhuǎn)，起、制動運行，調(diào)速范圍廣，調(diào)速精度高。其基本原理就是改變施加到異步電動機上的供電電源的頻率，而電網(wǎng)上的工業(yè)頻率50Hz是不能改變的，因此需要一套變頻裝置將工頻整流成直流，然后再逆變成所需頻率的交流。這種調(diào)速方法叫變頻調(diào)速。

當前第28頁\共有121頁\編于星期六\3點交流電機調(diào)速原理恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速

當電源電壓一定時，如果降低頻率，則主磁通要增大。電機的主磁路一般設計時基頻下略主磁通增加勢必使主磁路過飽和，使勵磁電流猛增，這是不允許的。為此調(diào)頻時一定要調(diào)壓。

有兩種方法。一種是保持常數(shù)，恒磁通控制方式。當前第29頁\共有121頁\編于星期六\3點交流電機調(diào)速原理電磁轉(zhuǎn)矩

由于轉(zhuǎn)差率很小，分母中第一項遠大于第二項，故當前第30頁\共有121頁\編于星期六\3點交流電機調(diào)速原理這時電機的轉(zhuǎn)矩與供電頻率無關，只要通過閉環(huán)系統(tǒng)使fr保持不變便可得恒轉(zhuǎn)矩運行。

讓Mmax=常數(shù)，

最大轉(zhuǎn)矩處轉(zhuǎn)速降落

=常數(shù)

當前第31頁\共有121頁\編于星期六\3點交流電機調(diào)速原理因此，不同頻率的各機械特性曲線是平行的，這種調(diào)速方法與他直流電動機調(diào)壓調(diào)速特性類似。

實際上采用保持

常數(shù)，這時Mmax≠常數(shù)，在頻率較高時，因常數(shù)與常數(shù)相差不大，但在頻率較低時，r1相對較大，需進行電壓補償。當前第32頁\共有121頁\編于星期六\3點交流電機調(diào)速原理恒功率調(diào)速

當加速到一定轉(zhuǎn)速后，電機轉(zhuǎn)入恒功率控制方式。取U1≈E1

有兩種恒功率控制方式常數(shù)，常數(shù)，fr=常數(shù)，該控制方式過載能力不變

當前第33頁\共有121頁\編于星期六\3點交流電機調(diào)速原理由于電源電壓不能無限制升高（絕緣因素），到了一定程度（額定電壓），電壓保持不變，產(chǎn)生了第二種控制方式U1=常數(shù)，s=fr/f1=常數(shù)在頻率從基頻往高調(diào)時，主磁通要降低，相當于弱磁調(diào)速。此時kT∝1/f1，因此對參數(shù)一定的電機來說恒功率調(diào)速調(diào)速范圍有一定限制。

當前第34頁\共有121頁\編于星期六\3點交流電機調(diào)速原理

N=60f(1-s)/p調(diào)速方式調(diào)速比效果效率適應負載變極調(diào)速鼠籠式變換極對數(shù)2:1~4:1不平滑高恒轉(zhuǎn)矩恒功率轉(zhuǎn)差調(diào)速調(diào)定子電壓1.5:1~10:1不平滑低恒轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差離合器3:1~10:1平滑低恒轉(zhuǎn)矩繞線式調(diào)轉(zhuǎn)子電阻2:1不平滑低恒轉(zhuǎn)矩機械式串級2:1平滑較高恒轉(zhuǎn)矩電氣串級2:1~4:1平滑較高恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速鼠籠調(diào)定子頻率2:1~10:1平滑高恒轉(zhuǎn)矩恒功率繞線調(diào)轉(zhuǎn)子頻率4:1~20:1平滑高恒轉(zhuǎn)矩恒功率當前第35頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機設計特點異步牽引電動機設計須特殊考慮的主要問題

異步牽引電動機采用電壓型逆變器供電，恒轉(zhuǎn)矩段為PWM調(diào)制波，恒功段為方波供電，因此供電電源中含有大量的電壓諧波，諧波電壓將在電機中產(chǎn)生諧波電流。K次諧波電壓在電機繞組中產(chǎn)生的諧波電流有效值為當前第36頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機設計特點xs，xr—分別為定子基波漏抗和折算到定子的轉(zhuǎn)子基波漏抗電機繞組中總的相電流有效值為

IФ—電機繞組中總的相電流有效值當前第37頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機設計特點大量高次諧波存在使普通電機在起動時才考慮的擠流效應問題在異步牽引電動機的正常運行也必須加以考慮。擠流效應使電機電阻增加，漏抗減小，從而增大了諧波電流的幅值以及對電機的影響。

由于逆變器供電，電機繞組中存在電流諧波使電機定子電流增大，增加了電機的損耗及電機的溫升，降低了電機的效率功率因數(shù)。*逆變器供電對電機性能的影響

因此異步牽引電動機設計須特殊考慮當前第38頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機設計特點*電機變速運行的影響對采用自通風的異步牽引電動機，需考慮電機轉(zhuǎn)速降低時冷卻能力降低的影響。

當恒功率運行時，需考慮轉(zhuǎn)速增加時電機的過載能力減小的影響。

需考慮電機的性能對整個運行區(qū)間實現(xiàn)最佳。

當前第39頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機設計特點*電機起動特性與諧波轉(zhuǎn)矩問題異步牽引電動機采用控制轉(zhuǎn)子電流不變的恒轉(zhuǎn)矩方式起動。不必象普通電機那樣需考慮選用起動電流小而起動轉(zhuǎn)矩大的轉(zhuǎn)子槽形及防止諧波轉(zhuǎn)矩“卡轉(zhuǎn)”的特殊定轉(zhuǎn)子槽配合。

電機低頻運行時，諧波轉(zhuǎn)矩會產(chǎn)生劇烈的脈動，為了減小轉(zhuǎn)矩脈動，在電機設計時應適當增大轉(zhuǎn)子繞組漏感和減小轉(zhuǎn)子繞組電阻。

當前第40頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機設計特點*機車總體對牽引電機的要求機車總體對牽引電機的要求應是體積小、重量輕。電機設計中要始終貫徹這一要求，使電機的有效材料得到充分利用。

異步牽引電機優(yōu)于直流電機的顯著特點是高轉(zhuǎn)速，高轉(zhuǎn)速使異步牽引電機轉(zhuǎn)子的機械應力增加，因此在電機設計時須充分考慮轉(zhuǎn)子材料結構的選用及它對電機電磁設計的制約作用。當前第41頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機設計特點*其它問題由于變頻器供電產(chǎn)生的電機定子繞組防電暈以及磁路不對稱及靜電感應產(chǎn)生軸電流問題在電機絕緣結構及軸承結構的選用時應加以考慮。電機設計時還應考慮由于機車架控、輪徑差以及電機特性差別而產(chǎn)生的電機負荷分布不均的問題。當前第42頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機設計特點采取的措施

合理設計異步牽引電機定轉(zhuǎn)子電阻電抗等參數(shù)。為減少電機諧波電流，電機應取較大的漏電抗，但漏電抗大時電機在高速時的過載能力降低，因此應有一個合適的漏電抗值，在滿足恒功率運行前提下，盡可能增大定轉(zhuǎn)子漏抗。合理選擇定轉(zhuǎn)子槽形當前第43頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機設計特點為增大定子漏抗，定子槽形通常選用窄而深矩形槽。

轉(zhuǎn)子槽形采用圖示槽形以減小擠流效應的影響，并可適當增加不受擠流效應影響的槽口漏抗。當前第44頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機設計特點定子繞組采用耐電暈的FCRKAPTON薄膜導線

軸承采用絕緣軸承，以防止軸電流損傷軸承。

為防止高次諧波在轉(zhuǎn)子鐵心表面產(chǎn)生渦流損耗，轉(zhuǎn)子鐵心表面不加工，定轉(zhuǎn)子之間的氣隙沖制形成。為減少機車架控、輪徑差以及電機特性差別而產(chǎn)生的電機負荷分布不均的影響，設計合適的轉(zhuǎn)差頻率。為此采用特定電阻率的具有優(yōu)異高溫機械性能的銅導條。當前第45頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機的特性曲線是怎樣的？效率功率因數(shù)轉(zhuǎn)差頻率電流電壓轉(zhuǎn)矩功率當前第46頁\共有121頁\編于星期六\3點特性曲線中的各種參數(shù)概念額定功率：指電動機在規(guī)定條件下正常工作時轉(zhuǎn)軸上輸出的機械功率。額定電壓：指電動機在額定工作狀況下工作時，定子線端輸入的線電壓。線電壓與相電壓之間關系與定子繞組接法有關。額定電流：電動機在定子繞組上加額定電壓軸上輸出額定功率時，定子繞組中的線電流。額定頻率：額定工作狀況下輸入交流電的頻率。我國規(guī)定標準電源頻率為50Hz。功率因數(shù)：定子相電壓與相電流之間的相位差的余弦值，也是電機有功功率與無功功率之比值。效率：電機輸出功率與輸入功率之比值。額定功率、電壓、電流、效率、功率因數(shù)之間的關系：當前第47頁\共有121頁\編于星期六\3點牽引電機轉(zhuǎn)矩特性電機轉(zhuǎn)矩特性曲線負載轉(zhuǎn)矩特性曲線負載變化引起電機轉(zhuǎn)速變化轉(zhuǎn)矩頻率0電機轉(zhuǎn)矩特性曲線負載轉(zhuǎn)矩特性曲線改變頻率使電機轉(zhuǎn)速不變轉(zhuǎn)矩頻率0電機啟動轉(zhuǎn)矩電機工作轉(zhuǎn)矩電機最大轉(zhuǎn)矩當前第48頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機結構特征交流牽引電機的基本結構交流牽引電機的定子交流牽引電機的轉(zhuǎn)子交流牽引電機的軸承交流牽引電機的傳感器交流牽引電機的接線盒交流牽引電機的通風結構當前第49頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機的基本結構交流牽引電機的基本結構是由定子、轉(zhuǎn)子、軸承、端蓋、傳感器、接線盒等構成。當前第50頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機基本結構圖當前第51頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機的定子定子由機座、線圈、引接線、槽楔等組成當前第52頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子由鐵心、導條、端環(huán)、轉(zhuǎn)軸、支架、風扇（自通風電機）等組成。當前第53頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機的軸承采用圓柱滾子軸承帶絕緣層整體保持架加強型滾子對于功率較小的電機采用向心球軸承當前第54頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機的傳感器

當前第55頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機的傳感器當前第56頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機的傳感器當前第57頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機的接線盒當前第58頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機的通風結構當前第59頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機制造工藝交流牽引電機的典型制造工藝交流牽引電機的線圈制造工藝交流牽引電機的絕緣工藝交流牽引電機的軸承裝配工藝交流牽引電機的機座加工工藝交流牽引電機的沖片工藝當前第60頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機的典型制造工藝當前第61頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機的線圈制造工藝當前第62頁\共有121頁\編于星期六\3點當前第63頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機的絕緣工藝匝間絕緣——同一線圈的各個線匝之間的絕緣。其作用是將電機繞組電位不同的導體相互隔離，以免發(fā)生匝間短路。如：電樞線圈匝間絕緣（電磁線），主、附極線圈匝間絕緣（纖維漆布、坯布、復合箔類等），其中電磁線絕緣既是線圈完整的匝間絕緣，也是線圈對地絕緣的一個組成部分。由于匝間絕緣較為薄弱，制造中必須避免損傷。當前第64頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機的絕緣工藝對地絕緣——指電機繞組對機殼和其它不帶電部件之間的絕緣。其作用是將電機帶電部件和機殼、鐵芯等不帶電部件隔開。對地絕緣是電機的主絕緣，其工作電壓較高，它的電性能和熱性能、機械性能等必須滿足電機運行狀態(tài)下的要求。對地絕緣的厚度取決于電機的工作電壓及所用絕緣材料的介電性能。當前第65頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機的絕緣工藝

短路——電機中電位不同的帶電部件之間的絕緣發(fā)生破壞。

接地——電機中帶電部件與機殼、鐵芯等不帶電部件之間的絕緣發(fā)生破壞。

電暈——可見的局部放電現(xiàn)象（一般指空氣放電）。額定電壓超過6000V時將會出現(xiàn)明顯的電暈現(xiàn)象，一般發(fā)生在高壓交流電機中。電暈對絕緣材料有嚴重的腐蝕破壞作用。提高電機絕緣的防暈能力，最主要的是要減少絕緣缺陷，提高絕緣結構的整體性，同時要避免導體或鐵芯的尖銳邊緣。當前第66頁\共有121頁\編于星期六\3點電機的VPI絕緣設備當前第67頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機的軸承裝配工藝當前第68頁\共有121頁\編于星期六\3點電機的裝配當前第69頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機檢測試驗交流牽引電機的空轉(zhuǎn)試驗交流牽引電機的出廠試驗交流牽引電機的地面型式試驗交流牽引電機的系統(tǒng)地面聯(lián)調(diào)試驗當前第70頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機的空轉(zhuǎn)試驗試驗目的和項目：從0~200Hz以下的電機的任意轉(zhuǎn)速的空轉(zhuǎn)試驗。主要測試電機在各轉(zhuǎn)速下的噪聲、振動，測試電機在冷態(tài)和熱態(tài)下的各相電阻值以及在各種轉(zhuǎn)速下電機的裝配是否存在干涉或軸承是否有異常聲音和溫升是否正常。：當前第71頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機的空轉(zhuǎn)試驗實現(xiàn)方法：采用專門研制的變頻交流異步牽引電機空轉(zhuǎn)試驗臺進行試驗。主要原理：采用交流變頻方法提供被試電機交流變頻電源，調(diào)節(jié)頻率以調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速。當前第72頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機的空轉(zhuǎn)試驗臺當前第73頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機的出廠試驗試驗的目的和項目根據(jù)電機的電路模型，R1、L1、L2’、R2’、Lm這幾個參數(shù)在電機的設計中是非常重要的，其準確度如何，直接關系到電機的輸出特性的變化。我們可以通過對電機的空載損耗和電機的堵轉(zhuǎn)電流可以求出R1、L1、L2’、R2’、Lm這幾個參數(shù)。通過測定一種電機的特征參數(shù)，就可以實現(xiàn)對電機性能的比較和控制。在變頻交流異步電動機的設計中，已經(jīng)對電機的主要特性進行了分析計算，為了檢驗制造過程中每一臺電機的特性變化是否符合設計特性的允差，我們對每一臺電機必須進行出廠的例行試驗。對于最初的8臺中抽查2臺電機應進行型式試驗，以檢驗電機的特性是否與設計相符合。當前第74頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機出廠試驗的實現(xiàn)方法我們專門研究的試驗臺可用于1600KW以下的變頻交流牽引電動機的負載例行試驗和型式試驗。主要實現(xiàn)的功能項目有：從0~200Hz以下的電機的任意轉(zhuǎn)速的空載試驗。200Hz內(nèi)任意頻率點的正弦波下的電機溫升試驗。200Hz內(nèi)任意頻率點的正弦波下的電機特性曲線和容差。1600KW以下的變頻交流電動機的堵轉(zhuǎn)電流測試。1600KW以下的變頻交流電動機的短時發(fā)熱試驗。6000rpm以下的變頻交流電動機的超速試驗。可測試電機在各轉(zhuǎn)速下的噪聲、振動加速度?？蓽y試電機在冷態(tài)和熱態(tài)下的各相電阻值。對所有測試結果進行記錄、打印、輸出。當前第75頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機的地面型式試驗主要原理－－能量回饋法實現(xiàn)方法－－背靠背方法實驗項目－－按照IEC349試驗臺介紹---見附加文檔當前第76頁\共有121頁\編于星期六\3點牽引電機負載試驗臺的操作臺當前第77頁\共有121頁\編于星期六\3點牽引電機負載試驗臺的模擬顯示屏當前第78頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機試驗臺控制室當前第79頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機的系統(tǒng)地面聯(lián)調(diào)試驗目的：主要檢驗電傳動系統(tǒng)是否符合標準所規(guī)定或用戶所指定的電氣和機械性能。實現(xiàn)方法：滾動試驗臺主要原理：能量回饋法。當前第80頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機的系統(tǒng)地面聯(lián)調(diào)試驗當前第81頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機檢修維護交流牽引電機的檢查維護周期交流牽引電機的一般性日常檢查與維護交流牽引電機的周期性檢查與維護交流牽引電機的長期區(qū)段性的檢修交流牽引電機的故障查找與排除方法當前第82頁\共有121頁\編于星期六\3點交流牽引電機的檢查維護周期為了在發(fā)生嚴重損害前，檢查和排出可能的錯誤操作，應進行定期的，仔細的維護保養(yǎng)工作。最終的維護周期長短應根據(jù)初期操作階段的經(jīng)驗而定。

交流牽引電機的檢查維護周期分成三類：一般性日常檢查與維護周期性檢查與維護長期區(qū)段性的檢修當前第83頁\共有121頁\編于星期六\3點1、交流牽引電機的檢查維護周期維護類別維護時間間隔檢查與維護內(nèi)容日常檢查與一般性維護日常檢查：每天一般性維護：10000km視覺檢查：檢查無外部傷痕、各種連接螺栓緊固、軸承潤滑正常、風道無堵塞。接頭定位正確，在定子和端蓋內(nèi)排水孔清潔、排風口通暢、接頭和信號裝置無損壞、排水孔清潔、適量補充軸承油脂。周期性檢查與維護200000km或每年將電機軸承（非傳動端和傳動端）加滿油脂、用兆歐表測量電機絕緣電阻，重新緊固大線。傳感器信號檢測。長期區(qū)段性檢修800000km或每4年牽引電機解體清潔、連接部位探傷、更換牽引電機上的軸承和O形環(huán)、檢查繞組測量絕緣電阻線圈電阻、定子VPI浸漆、轉(zhuǎn)子防銹除銹表面清潔、傳感器檢查或更換、重新裝配和試驗。當前第84頁\共有121頁\編于星期六\3點維護：維護周期

電機軸承必須每100，000km就潤滑一次

齒輪箱油必須每100，000km就更換一次在機車運行里程達到500，000km也應進行以上操作。該維護時間間隔是以機車年運行里程為100，000km橡膠部件的預期壽命為5年，不光與運行距離有關，還與存放時間有關由于軸承裝置在長里程和高強度下緩慢磨損，為了保障維護周期的有效性，至少在機車運行里程達到200，000km時應對軸承、齒輪牙形和繞組進行檢查。當前第85頁\共有121頁\編于星期六\3點維護只有在進行以上評估的基礎上，維護時間間隔和維護工作才有效。

在以上檢查的基礎之上進一步檢驗后才能確定具體驅(qū)動系統(tǒng)的潤滑時間間隔。

2、安裝好的牽引電機的維護工作

2.1

外部傷痕檢查檢查牽引電機機械結構外部是否有損傷將受到損傷的附件移開，修復或進行更換當前第86頁\共有121頁\編于星期六\3點維護檢查受損的油漆

采用合適的清潔劑清洗牽引電機的外部，檢查是否有泄漏，螺絲是否松動；在根據(jù)經(jīng)驗確定檢查周期。

因為轉(zhuǎn)動部件的高速圓周運動，應采用無接觸迷宮式密封。不管有多少個迷宮室（它可以干燥帶油蒸汽的氣流），含油空氣都可以從最后一個迷宮環(huán)形間隙排出。油濕度升高不表示油泄漏。2.2清洗采用噴水清洗，使用的工具有噴水機和清潔劑建議水的溫度為80℃。設備的壓力不應超過100bar，噴桿的長度至少為1m。當前第87頁\共有121頁\編于星期六\3點維護只有附件A1中列出的清潔劑（H1）才能用于清洗。在清洗前，應采取下列措施來保護繞組清洗后，檢查確定清潔劑是否進入電機軸承室。如果懷疑有少量的清潔劑進入了電機軸承室內(nèi)部，也應檢查油脂。2.3檢查電機內(nèi)部箱體的防水性能檢查電機內(nèi)部箱體內(nèi)是否有水清潔定子體內(nèi)兩個出水孔和每個端蓋上的兩個孔。當前第88頁\共有121頁\編于星期六\3點維護1.4在電機軸承內(nèi)加油脂采用規(guī)定牌號的原始容器內(nèi)合格干凈的軸承油脂不要過多的在軸承上涂油脂，如建議觀察之后再充量當軸承非常冷時，避免過多涂油脂（如，但設備還是熱的時候，應將油脂注滿）任何情況下，注滿油脂后，就算油脂存儲在高于10℃的條件下，也應在低速條件下移動車輛幾公里（如開到服務區(qū)間去）；這使得油脂均勻分布，避免發(fā)生轉(zhuǎn)子或?qū)к墦p傷的情況當前第89頁\共有121頁\編于星期六\3點定子維護＃檢查所有配合裝置和底座面狀態(tài)是否正常＃檢查連接引線是否損壞（如有必要，安裝部分進行維修或者按照部分進行更換）＃檢查定子殼內(nèi)的連接情況（按進行）＃檢查定子繞組［1.20］，包括定子電路連接部件［1.30］是否有機械或電氣損傷（如有必要，按部分進行維修）—使用10安DC電源，測量端子組間的繞組電阻值。＃在端子U－V或U－W或V－W間加測試電壓。測量繞組電阻（僅在有故障時進行）—按如下方式進行檢測：3電機拆卸后的維護3.1定子維護當前第90頁\共有121頁\編于星期六\3點轉(zhuǎn)子維護3.2轉(zhuǎn)子維護—按如下方式進行檢測：＃檢查軸，鐵心組裝以及鼠籠式繞組有無機械損傷3.3絕緣檢查電機冷卻后檢查定子繞組的絕緣電阻＃檢查所有焊接接頭，特別檢查其是否變色，因為變色意味著產(chǎn)生熱超負荷（短路）。

依次在每一個接線端子U、V和W與定子殼體間輸入500VDC電源，測量絕緣電阻當前第91頁\共有121頁\編于星期六\3點絕緣檢查進行高壓試驗：在繞組和機殼上逐步施加50/60赫茲的交流測試電壓在每種情況下，下列規(guī)定的最大值必須持續(xù)1分鐘要求的絕緣電阻值，施加的交流試驗電壓以及試驗時間取決于需要測試的定子狀況：—實際條件的繞組：沒有清洗過或者經(jīng)過小修不影響主要絕緣：＃電阻測量：絕緣電阻＞2兆歐（500VDC時）。要求值：在所有維修（不排出損壞繞組的可能，例如：拆除和安裝定子）之后必須進行下列附加試驗：＃高壓試驗：AC測試電壓按照規(guī)定的電壓當前第92頁\共有121頁\編于星期六\3點絕緣檢查新繞組，即更換了的繞組：＃電阻測量：絕緣電阻＞10兆歐（500VDC時）＃高壓測試：AC測試電壓按照規(guī)定的電壓＃電阻測量：絕緣電阻＞10兆歐（500VDC時）＃高壓測試：AC測試電壓＝按照規(guī)定的電壓調(diào)試狀態(tài)的繞組（初調(diào)后僅允許一次）：此時規(guī)定的最大值必須能夠保持5秒當前第93頁\共有121頁\編于星期六\3點軸承維護3.4軸承維護運行800，000公里或者4年（優(yōu)先原則）后檢修時進行更換軸承建議在每次拆除轉(zhuǎn)子后更換軸承更詳細情況請參照軸承制造商提供的文件當前第94頁\共有121頁\編于星期六\3點注意事項

4維護注意事項實施維護時，一定要在清潔的環(huán)境下進行。不得有異物進入電機內(nèi)部軸承的潤滑油不得混用，防止灰塵和異物進入軸承和潤滑油，軸承的內(nèi)套和外圈必須配套使用請勿使用一年半以前制造或是潤滑油罐打開后經(jīng)過三個月的潤滑油注意不要把維護所使用的任何工具遺留在電機內(nèi)注意大小齒輪的配套，不允許隨便互換大小齒輪維護時的安全注意事項：

a)對電機實施維護時，嚴禁帶電操作！

b)電機帶電時，禁止用高壓風吹拂電機內(nèi)部！

c)在對車上的電機進行維護時，必須在各項安全措施都有保證的情況下，方可進行！當前第95頁\共有121頁\編于星期六\3點拆卸與裝配5電機的拆卸與重新裝配

5.1電機的拆卸為了拆卸電機，電機必須和齒輪箱分開拆出速度傳感器將小齒輪從軸中取出拆除軸承部件，速度傳感器和軸套中的小齒輪移開軸承蓋移開配合裝置，將軸承外蓋從端蓋上拆下將轉(zhuǎn)子從定子中取出移開端蓋的配合裝置拆卸N端軸承套根據(jù)圖所示，將設備（W1）裝上使用起重支架（W1.1），小心的將整個轉(zhuǎn)子縱向從定子中抽出。當前第96頁\共有121頁\編于星期六\3點拆除小齒輪當前第97頁\共有121頁\編于星期六\3點拆卸轉(zhuǎn)子當前第98頁\共有121頁\編于星期六\3點拆卸軸承將端蓋（D端）和軸承外環(huán)從軸承內(nèi)環(huán)部分移開將帶有軸承外環(huán)的端蓋（D端）從軸承內(nèi)環(huán)部分移出

移開端蓋（D端）的配合裝置；使用起重機將端蓋（D端）抬起，在縫隙中插入薄墊片；將帶有軸承外環(huán)的端蓋（D端）從軸承內(nèi)環(huán)部分移出將軸承外環(huán)從端蓋中壓出根據(jù)圖示的方法將附件設備（W.3/W4）安裝好

采用取出設備（W4）和壓縮設備（W3）將軸承外滾道從端蓋中移出。當前第99頁\共有121頁\編于星期六\3點拆卸軸承根據(jù)圖所示，將附件設備（W.3/W4）裝好

采用3爪拔出器（W5.1A）和固定盤(W3.7)將扣環(huán)從軸上拔出；

當前第100頁\共有121頁\編于星期六\3點拆卸軸承拆卸軸承部件（N端）

從軸上移開帶軸承套的軸承根據(jù)圖所示，將附件設備（W1/W2/W3/W4）裝好使用附加設備（W3./W4）將帶軸承套的軸承從軸中移出將液壓元件（W2.1）插入4個在軸N端的螺紋孔拆卸端蓋（N端）移開配合裝置采用4個頂出螺栓將端蓋從定子機殼中心孔移出從端蓋上拆除O形圈當前第101頁\共有121頁\編于星期六\3點拆卸軸承當前第102頁\共有121頁\編于星期六\3點拆卸軸承將軸承（N端）［5.10］從軸承套［5.40］中取出）根據(jù)圖所示，將附件設備（W3/W4）安好

采用附加設備（W3/W4）將軸承［5.10］從軸承套［5.40］中移出當前第103頁\共有121頁\編于星期六\3點拆卸軸承將內(nèi)迷宮環(huán)從軸中移出根據(jù)圖所示，將附加設備（W5.1A）安裝好采用3爪拔出設備（W5.1A）將內(nèi)迷宮環(huán)［2.40］從軸［2.10］中移出當前第104頁\共有121頁\編于星期六\3點拆卸軸承—從定子機殼上拆卸溫度監(jiān)控單元：＃拆下螺絲與線夾。＃拆下螺絲與彈簧墊圈。＃小心地將溫度監(jiān)控單元的溫度探測器拉出定子機殼。＃除去溫度傳感器上的熱潤滑劑。拆除布線裝置—拆卸速度傳感器＃拆下配合裝置，拆下軸承套上的線夾。＃拆下配合裝置，從軸承外蓋上拆下速度傳感器。當前第105頁\共有121頁\編于星期六\3點電機裝配5.2電機的重新裝配

電機安裝準備性工作——定子準備＃清潔和檢查定子機殼的安裝面。＃清潔定子機殼上的螺孔，再次攻絲，以確保螺釘安裝緊固?！D(zhuǎn)子準備＃清潔、檢查轉(zhuǎn)子.＃清潔螺紋孔，再次攻絲，以確保螺釘安裝緊固。＃清潔、檢查軸承位?！松w＃清潔、檢查端蓋（D端）［4.10］上的安裝面＃清潔螺紋孔，再次攻絲，以確保螺釘安裝緊固＃清潔、檢查軸承位＃清潔、檢查儲油箱、油孔——軸承套＃清潔、檢查軸承套上的安裝面＃清潔螺紋孔，再次攻絲，以確保螺釘安裝緊固當前第106頁\共有121頁\編于星期六\3點電機裝配裝配傳動端軸承部件—

將迷宮式密封環(huán)安裝到軸上：—

用手將帶有保持架的軸承內(nèi)圈滑至軸上直到不再移動為止—

將封環(huán)熱裝在軸上—

將軸承外圈推壓至端蓋內(nèi)—

用絕緣電阻測試儀檢查軸承絕緣（＃絕緣電阻R＞10兆歐。＃DC測試電壓U＝250V

）—

將端蓋和軸承外環(huán)裝配在帶保持架的軸承內(nèi)環(huán)上—

將端蓋安裝在定子外殼上。當前第107頁\共有121頁\編于星期六\3點電機裝配2、安裝非傳動端軸承部件—將迷宮式密封環(huán)［2.40］裝配在軸［2.10］上：—將軸承套的儲油室注滿70％滾珠軸承脂?！鹣掠椭烀??！獙L珠軸承脂推壓入油脂嘴，直到油脂從軸承室溢出5cm油脂；除去多余油脂?！麄€加油脂通道必須100％注滿滾珠軸承脂?！獙⒂椭烀敝匦掳惭b到油脂嘴上。—將軸承（N端）100％注滿滾珠軸承脂—將軸承套移入端蓋—用螺栓或安裝螺栓將軸承套裝入端蓋中。

當前第108頁\共有121頁\編于星期六\3點電機裝配當前第109頁\共有121頁\編于星期六\3點電機裝配按圖描述裝配電機。將帶有適配襯套和插入襯套的起重支架連接到軸的D端，并用一彈簧墊圈和一拉力螺桿緊固。將起重機構定位在重心上方，這樣就可以水平裝入轉(zhuǎn)子?！迦朕D(zhuǎn)子時，請小心避免損壞繞組，鐵心或軸承（D端）?！凑請D安裝附件（W3），將軸拉進軸承（N端）?！惭b軸承蓋—裝配測速齒輪—裝上軸承蓋，插入螺絲，擰緊。安裝溫度傳感器和速度傳感器安裝溫度傳感器當前第110頁\共有121頁\編于星期六\3點電機裝配當前第111頁\共有121頁\編于星期六\3點電機裝配拆裝時的注意事項電機在拆卸前，一定要進行清洗，不要將油泥等污物帶入電機內(nèi)部。

拆卸前，必須將電機所有部件作好記號，以保證原裝原配。在拆卸過程中，要將零部件集中存放，以免造成配件的遺失。在吊裝過程中，千萬不要將電機部件碰傷。

拆裝時請注意安全。

當前第112頁\共有121頁\編于星期六\3點故障處理故障現(xiàn)象可能故障如何檢查如何補救備注接地座

接地故障信息與外殼沒有可靠連接

支座下生銹拆去并清洗電纜接線頭連接導線損壞造成接地故障

檢查連接導線

更換導線

檢查導線路徑是否有銳邊和擦磨點

繞組絕緣損壞

檢查絕緣電阻

詢問制造商后再進行維修

確定損壞原因：電機內(nèi)有異物

單個電機的繞組溫度過高風扇松動

通過排氣口檢查底座

固定風扇

風扇變形或損壞通過排氣口目測更換風扇確定相關損害（例如定子繞組損壞）電機內(nèi)的冷卻道堵塞清潔風道交流牽引電機的故障現(xiàn)象與排除方法當前第113頁\共有121頁\編于星期六\3點故障現(xiàn)象可能故障如何檢查如何補救備注所有電機的非允許繞組溫度

過載

降低負載，確定堵塞位置，并清除

溫度指示不實際或出錯

溫度檢測單元出現(xiàn)故障

更換電阻式溫度檢測器

連接端子松動

打開端子連接盒，檢查端子

使用要求的緊固轉(zhuǎn)矩來上緊端子，必要時，更換電纜接頭

檢查損壞螺紋

局部過熱繞組絕緣損壞

檢查繞組電阻、絕緣電阻，測量阻抗

詢問制造商后進行維修

確定損壞原因：電機內(nèi)的異物，電機內(nèi)的轉(zhuǎn)子部件

軸承含雜質(zhì)拆去軸承蓋

更換軸承，只在N端進行再潤滑檢查軸承密封必要時更換

軸承間隙錯誤吊起軸，并用千分表測量游隙以正確的間隙安裝軸承，檢查底座

確定軸承間隙變化的原因故障處理當前第114頁\共有121頁\編于星期六\3點故障現(xiàn)象可能故障如何檢查如何補救備注局部過熱軸承損壞拆去軸承蓋詢問制造商確定相關損壞：電機內(nèi)的碎片，轉(zhuǎn)子鐵芯與定子鐵芯接觸

軸承卡位拆去軸承蓋，軸承變色或變形，軸承蓋變形

詢問制造商確定卡住原因，潤滑失效，額外負載軸承潤滑過量或過少吊起軸，并用千分表測量游隙正確潤滑軸承降低軸承使用壽命局部過熱電機內(nèi)冷卻道堵塞清潔風道繞組絕緣損壞檢查繞組電阻、絕緣電阻，測量阻抗

詢問制造商后進行維修確定損壞原因：電機內(nèi)的異物，電機內(nèi)的轉(zhuǎn)子部件，電流過大

軸承卡位軸承變色或變形，軸承蓋變色更換軸承，詢問制造商確定卡住原因：潤滑失效，額外負載故障處理當前第115頁\共有121頁\編于星期六\3點故障現(xiàn)象可能故障如何檢查如何補救備注冒煙軸彎曲只能在拆下后進行檢測

詢問制造商查找故障原因及損壞范圍：定子/轉(zhuǎn)子鐵芯組裝，定子繞組，軸附件（速度傳感器的齒輪）

燒焦味電纜連接故障或者斷裂

檢查電纜連接修復電纜連接檢查電纜彎曲處或磨破處

端子連接松動檢查繞組電阻，絕緣電阻和測量絕緣阻抗詢問制造商后進行修復查找故障原因：電機內(nèi)的異物，電機