机车交流传动技术

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1、机车交流传动技术2007-10-2817:48一、简要的历史冋顾人所共知，机车发展按其动力來分，最早出现的是熬汽机车，以后山熬汽机车发展到内燃机车和电力机车。在电传动内燃机车和电力机车中，开始是直■直传动，尔后是交■直传动，70年代以后乂出现要交-直-交传动，即所谓的交流传动。这种传动型式被认为是现代机车的标，忐，日益风靡世界。这样的发展道路是由客观规律所决定的，是历史发展的必然，是机车由低级向高级逐渐演变的必然结果。每种机车的出现和存在都是与当时的技术发展相适应的。比如随着大功率硅整流技术的出现，直•直传动很必然地被更优越的交■直传动所取代。同样，随着大功率的晶闸管特别是大

2、功率可关断晶闸管(GTO)的出现和微机控制技术等的发展，交点传动很口然地被交-立・交传动所取代。二、交流传动技术的特点和优点人们很早地认识到交流传动的优越性。交流传动技术是一门综合技术，但其本质的特点是牵引电动机采用了交流异步电动机，其一系列的优点都是由此而衣现出來的。交流传动机车所以成为现代机车发展的方向，正是由界步屯动机的特点和优点所决定的。和传统的串激直流电动机驱动系统相比，交流界步电动机驱动系统的优越之处表现在机械、绝缘、耐热、耐潮、粘着、维修、效率、重最尺寸等诸多方面。1、构造简单异步电动机是所有电机中结构最简单的电动机，除轴承外，没有其他机械接触部分。串激直流电动

3、机则不然，结构复杂。定子、转子都有绝缘要求很高的绕组，有换向器装置和电刷机构，除擦部分多，接线复杂,机械转速受换向条件和机械強度的限制，只能达到2500r/min左右。而交流杲步电动机转速可达4000r/min以上，试验转速英至可达60(X)r/min,这是直流电机所忘尘莫急的。2、粘着性能好(1)异步电动机冇很硕的机械特性，所以当某电机发生空转时，随着转速的升高，转矩很快降低，具冇很强的恢复粘着的能力。空转发生时，转速上升值不大，即使是同步转速，与原工作点的转速差不会超出5%以上。串激电动机则不然，转炬变化一点，转速就有很大的变化。(2)异步电动机的工作点可以很方便地进行平

4、滑调节，以实现最人可能的粘着利用，不会出现粘着中断情况。根据检测冇关粘着控制的信号，准确、迅速地改变逆变器输出的电压和频率，寻求作点，使驱动系统既不能发生空转，乂能充分发挥最人的牵引力。（3）可实现各轴单独控制。当某台电机发牛空转时，可调节该台电机，这样能充分利用机乍的粘着性能。在交一言传动系统中，某轴空转时,需耍使所冇各轴电机卸载,这样就人人降低了机车的牵引能力。山于上述特性和良好的控制功能，交一直流传动系统的粘着系数可以利用得很高。1992年美国铁路协会（AAR）在向四家机车制造厂提出的26台交流传动机车投标建议巧中提岀的粘着指标是：起动粘着系数45%,全天候牵引粘着系数

5、是32%（GE公司在交一直传动机乍上，采用“SENTRY”粘着控制装置后，全天候粘着系数是0.25~0.30）。如此Z高的粘着利用，正是针对交流机传动机车所具冇的良好的粘着控制而提出的，这对于交一直传动系统是不可想象的。徳国四轴120型机车，可满足以往六轴机车的全部要求。3、功率人，牵引力人这个概念是指在其它条件大致相同的前捉下，在机车结构所提供的空间条件下，可以装更大功率的并步电动机。如加拿大改造的CP4744号机车，在给定的设计空间条件下，直流电动机的功率大约被限制在600~700kW/轴。装用BBC6FRA40B异步牵引电动机，其功率可达1492kW/轴以上。正因如此，

6、才可使机乍的牵引功率人人提高。牵引功率人导致牵引力人，而乂由于粘着性能好，人的牵引力能充分发挥其牵引能力。我们可以比较一下ND5烈交直流传动机年和SD60MAC交流传动机车的牵引力借况：ND5机车的柴汕机的标定功率为2940kW,起动牵引力为533.6kN,持续速度为22.2km/h时的持续牵引力为359.8kN：SD60MAC机车的柴汕机的标定功率为2835kW,起动牵引力为781kN,持续速度为20.5km/h时的持续牵引力为521kN。后者与前者相比，不论起动牵引力和持续牵引力都高出45%。目前，从国外统计资料來看，不同类羽电机其单位重量功率可达到的比值为：直流电动机为

7、0.33kW/kg,同步电动机为0.5kW/kg,异步电动机为0.68kW/kgo随看科技的发展，异步电动机的单位雨就功率将越來越高。如日本新千线300系列原型试验车，所采用的交流异步牵引电动机其功率达flj300kW,而其重量不足400kg,单位巫量功率可达0.75kW/kgo这一经济技术指标，対世界各国止在人力发展的巫载和髙速机车尤为冇利。4、可靠性高,维修简便交流异步电动机无换向器、无电刷装置；除轴承外无磨擦部件，密封性好，防潮、防尘、防雪性能好;金部电气部件均是绝缘的，且所用绝缘材料均为H级或F