内燃机车电传动2——第二章 牵引电机.ppt

第一节 直流牵引电动机 直流电动机的基本工作原理 具有八个线圈的直流电动机 二、直流电动机的电磁转矩和感应电势 直流电机的可逆性 三、直流电机的基本方程式 （一）电压平衡方程式 （二）转矩平衡方程式 （三）功率平衡方程式和电机效率 直流电机功率平衡关系 四、直流牵引电动机的工作特性和速度调节 转速特性 转矩特性 机械特性 M=f（n） （二）牵引电动机特性分析 防空转性能 （三）牵引电动机的速度调节 改变电源电压调速 削弱磁场调速 五、直流牵引电动机的电枢反应 六、直流牵引电动机的结构 第二节 同步牵引发动机 一、同步牵引发电机的基本原理 感应电势 二、同步牵引发电机的电枢反应 （一）当ψ= 0°（纯电阻）的电枢反应 （二）当ψ= 90°（纯电感）的电枢反应 三、同步牵引发电机的特性 1、空载特性 2、外特性 3、负载特性 4、短路特性 四、同步牵引发电机的结构 四、同步牵引发电机的结构 第三节 三相异步牵引电动机 一、异步牵引电动机的基本原理（一）旋转磁场 旋转磁场产生原理 （二）异步电动机的工作原理 二、异步电动机调速的基本方法 异步电动机的转矩特性曲线：T=f(S) 2、异步电动机的机械特性 T=f(n) 3、异步电动机调速的基本方法 三、异步电动机的结构 鼠笼式异步电动机的结构 绕线式异步电动机的结构 同步发电机的外特性是指当发电机的转速n、励磁电流IL、负载功率因数cos 恒定不变时，发电机的端电压U随负载电流I之间的变化关系，即 U = f (I) 当I = 0时，端电压U就等于空载电势E0。 当有负载后，端电压U由于电枢反应的去磁作用以及电枢绕组的阻抗压降而开始下降。但这时磁路很饱和，所以电枢反应的去磁作用并未使端电压显著下降。 随着电枢电流I的进一步增加，电枢反应的去磁作用逐步加强，使电机磁路离开饱和状态，端电压U随着I的增加迅速下降。 U下降到零时的电流称为稳态时的短路电流。 随着励磁电流IL和转速n的下降，外特性曲线逐渐下移 ，与横坐轴的交点也左移 。 当同步发电机转速n、电枢电流I和功率因数cos 都是恒定不变时，发电机的励磁电流IL与端电压U之间的关系，称为同步发电机的负载特性，即U = f (IL）。 负载特性与空载特性曲线形状相似，但对应于同一励磁电流IL下，电枢电流I愈大，则电枢反应的去磁作用愈强，因而端电压就愈低。 当同步发电机电枢绕组的三相接线端A、B、C全部短路时，端电压U等于零，此时流过电枢绕组的电流称为短路电流IdL。在电机转速为额定值，三相维持短路情况下的短路电流IdL与励磁电流IL之间的关系称为发电机的短路特性即IdL = f (IL)。 发电机在短路状态时磁路是不饱和的，因此短路电流IdL=f (IL)呈一条直线 ，且与转速无关。 交流电机主要分为同步电机和异步电机两大类，二者的工作原理和运行性能有较大区别。同步电机主要用作发电机，而异步电机主要用作电动机。 在交流电力传动内燃机车中，牵引电动机通常采用异步电机，其结构简单，运行可靠，维护方便，效率较高，在变频器的控制下实现机车牵引性能的调速要求。 当对称的三相交流电流通入定子铁心上的对称三相绕组时，就在定子内建立起一个在空间连续旋转的磁场，称为旋转磁场。 对称三相电流：iA=Imsinωt iB=Imsin(ωt—120°） iC=Imsin(ωt—240°） 图8-7 一对磁极的旋转磁场 定子磁场随着电流的交变在空间不断旋转，旋转的转速称为同步转速no 图8-10 异步电动机工作 原理示意图 当定子三相绕组中通入三相电流，则产生一个转速为no、顺时针方向的旋转磁场。 转子导体与旋转磁场之间存在相对运动，必在转子导体中产生感应电势，其方向可用右手定则确定。由于转子绕组是闭合的，则感应电势在转子导体中产生感应电流。 转子导体中的感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁力F，其方向可用左手定则确定。电磁力F作用在转子上形成电磁转矩，使转子按旋转磁场的旋转方向转动。 为了在转子导体中产生感应电势和电流，转子与旋转磁场之间必须存在相对运动，则异步电机转子转速n总是小于同步转速no，故称“异步电动机”。 转差率： 1、电磁转矩特性 电磁转矩T公式 （5-1） 式中 Cm—电机结构常数； φ—旋转磁场每极磁通（wb）； I2—转子电流（A）；