交流牽引電機的性能研究

摘要：本文著重對交流牽引電機的主要結構、交流牽引動機的結構性能展開分析，希望對城市軌道交通的發展有一定的借鑒性意義。

關鍵詞：交流牽引電機；性能；研究

交流牽引電機主要被用于軌道交通的機車上，它是上個世紀八十年代發展起來的先進牽引技術。交流牽引電機克服了直流牽引電機的很多缺點，與直流牽引電機相比，它具有結構簡單、體積小、調速范圍大等諸多優點，成為現在軌道交通使用機車的首選產品。本文著重通過分析交流牽引電機的結構特點來分析其性能。

1 交流牽引電機的結構

牽引電機的簡介：

軌道交通上使用的機車和各種電動車輛使用的都是通過牽引的電機，牽引電機也有很多分類，主要包括牽引電動機、牽引發電機、輔助電機等，下面主要介紹這三種電機類型：

（1）牽引電動機。

牽引電動機主要是機車上用于牽引一根或幾根動輪軸的電動機，牽引電動機的類型主要有三種，分別是直流牽引電機、交流異步牽引電機和交流同步牽引電機。直流牽引動機就是直接對輪軸進行牽引，每個輪軸都由不同的電動機進行牽引，用這樣的方式進行調整適應機車的特性，具有較好的性能而得到了較廣泛的使用。直流牽引電動機與直流電機有相同的特性，但也有不同的地方，它要受到一些特殊條件的限制：如它的轉動空間要受到輪軸半徑的限制；在特殊地段運行時要承受一定的沖擊壓力；在周圍環境惡劣的情況下運行，雨雪、沙塵等會進入機車內。因此，牽引電動機在設計時也有許多要求，如設計時要注意結構的緊湊以防止雜物的進入，另外也要有較好的通風散熱設置。表1是牽引電動機中直流電機的主要技術參數，對于了解直流牽引電動機的結構有重要幫助。

（2）牽引發電機。

牽引發電機主要是用于使用電力傳動的內燃機車，主要功能即是給內燃機車供電。牽引發電機遇牽引電動機一樣，也分為直流牽引和交流牽引。直流牽引發電機即中間不經過任何傳輸裝置，直接給內燃機車供電。交流牽引發電機主要是三相交流整流后再轉向直流牽引為內燃機車供電。表2是關于交流機車的主要技術參數，對于了解交流牽引發電機的結構有重要作用。

（3）輔助電機。

輔助電機即是在牽引電動機和牽引發電機之外又添加的一類電機，主要是為了滿足特殊的需要。輔助電機可以使用多種類型，包括直流電動機和交流電動機。使用直流電動機時應當注意使用專門的硅整流器來供電；在使用交流電動機使也要注意一些特殊事項，如使用交流電動機時須由靜止變相、變頻裝置或者專用的旋轉電機供給三相電源。

2 交流牽引動機的結構性能

通過上述分析我們發現牽引動機主要由直流和交流兩種不同的形式組成，這里著重分析交流牽引動機的結構性能。

（1）交流牽引動機的主要結構。

交流牽引動機主要是由轉子、定子、軸承、端蓋、傳感器、接線盒等構成。定子是交流牽引動機中起固定作用的零件，它在實際工作過程中也是不動的，定子主要由三個部分組成，分別是定子鐵芯、定子繞組和機座。定子在交流牽引動機中起的主要作用即是產生旋轉的磁場；轉子不同于定子是靜止不動的，它在實際工作過程中會旋轉，它的主要構成有轉軸、轉子鐵芯和轉子繞組，轉子與定子是相互發生作用的。

（2）交流牽引動機的優越性能。

交流牽引動機投入機車使用是在上個世紀八十年代，現在仍然是先進的牽引技術。它相對于直流牽引電動機有很多優點，剛開始投入使用就在一些發達國家如德國、日本、法國等國家獲得迅速發展，不久就直接取代了直流牽引動機。

3 結語

牽引動機的種類是非常廣泛的，但主要使用的牽引動機是直流牽引動機和交流牽引動機。目前，直流牽引動機也被用于許多城市軌道交通的電動機車上，但相對來說，由于交流牽引動機無論在技術上還是在結構上都有更加優越的性能，所以交流牽引動機成為許多城市軌道交通的首選產品，其應用的范圍也更為廣泛。

參考文獻：

[1]丁榮軍，桂衛華，陳高華.電力機車交流傳動系統的半實物實時仿真[J].中國鐵道科學，2008（04）.

[2]張林德，關振宏.新型異步牽引電機試驗系統的仿真研究[J].節能技術，2004（05）.

作者簡介：張棋宣（1989），貴州省黔東南州天柱縣人，本科，助教，主要從事：鐵道機車教學工作。