脈流牽引電動機的結構

脈流牽引電動機的結構

第五章1編輯ppt脈流牽引電動機的結構與普通直流電機基本相同，但為了適應牽引電動機運行性能、通風冷卻方式、傳動方式、安裝方式及使用環(huán)境等條件，脈流牽引電動機某些零部件的結構與普通直流電機有一定差別。本章在介紹牽引電動機定額的基礎上，結合牽引電動機實際結構，介紹牽引電動機制造中常用的電工材料，討論脈流牽引電動機主要零部件的功用和結構型式，最后扼要說明典型脈流牽引電動機的結構特點。2編輯ppt第一節(jié)定額和額定數(shù)據(jù)由電機制造廠按照國家技術標準要求，對電機全部電量和機械量的數(shù)值以及運行方式所做的規(guī)定，表示了電機的運行特點和工作能力。4．等效定額一、牽引電動機的定額1．連續(xù)定額2．小時定額3．斷續(xù)定額3編輯ppt第一節(jié)定額和額定數(shù)據(jù)二、額定數(shù)據(jù)

1．額定小時功率PNh

2．額定連續(xù)功率PN

3．額定電壓UN

4．額定電流IN

5．額定轉(zhuǎn)速nN

6．串勵電動機的勵磁率4編輯ppt第一節(jié)定額和額定數(shù)據(jù)三、牽引電動機的型號

產(chǎn)品型號由產(chǎn)品代號、用途及設計代號和改型設計代號3部分組成，按下列順序排列產(chǎn)品代號用漢語拼音大寫字母表示，由電流制代號和電機種類代號兩個小節(jié)順序組成。具體代號規(guī)定為：交流——J；直流（或脈流）——Z；發(fā)電機——F；電動機——D；劈相機——P。用途和設計代號用3位阿拉伯數(shù)字組成。左起第一位數(shù)字為電機用途代號，具體代號規(guī)定為：牽引電動機——1；主發(fā)電機——2；輔助電動機——3；輔助發(fā)電機——4。第二、三位數(shù)字為設計代號，由歸口單位按設計順序給定。如SS8型電力機車采用的脈流牽引電動機，其型號為ZD115，設計順序為15號。5編輯ppt第一節(jié)定額和額定數(shù)據(jù)四、銘牌

鐵道部株洲電力機車工廠脈流牽引電動機電機型號ZD105定額連續(xù)制小時制出廠日期年月技術條件ZD10-000-000-JT額定功率800860KW重量3970kg勵磁方式串勵額定電壓10201020V最大電壓1183V絕緣等級H/F額定電流840910A最大電流1200A出廠序號XXXXX額定轉(zhuǎn)速960940r/min最大轉(zhuǎn)速1850r/min

額定磁場96%96%6編輯ppt牽引電動機電工材料及絕緣結構牽引電動機常用的電工材料有導電材料、導磁材料和絕緣材料。一、導電材料

1．導線

2．梯形銅排3．電碳制品7編輯ppt牽引電動機電工材料及絕緣結構二、導磁材料

用來制造牽引電動機鐵心的材料主要是電工鋼片。三、絕緣材料

1．絕緣材料的基本要求2．絕緣材料的分類8編輯ppt牽引電動機電工材料及絕緣結構四、牽引電機的絕緣結構1．匝間絕緣2．層間絕緣3．對地絕緣4．外包絕緣5．填充及襯墊絕緣6．換向器絕緣9編輯ppt脈流牽引電動機的基本結構脈流牽引電動機的機座既作為安裝電動機所有零件的機械外殼，又是聯(lián)系各磁極的導磁鐵軛。為了使有限的安裝空間得到最佳利用，并使機座重量最輕，合理地選擇機座形狀十分重要?，F(xiàn)代牽引電動機采用的整體式機座，通常有方形和圓形兩種脈流牽引電動機的機座大都采用鑄鋼結構，為了改善脈動電壓供電下的電機換向，在鑄鋼機座內(nèi)壁敷設有磁橋，也可采用全疊片無機殼機座，機座由鋼板疊片組構成。10編輯ppt脈流牽引電動機的基本結構主磁極脈流牽引電動機的主磁極（簡稱主極）是用來產(chǎn)生主磁場的，它由主極鐵心和主極線圈兩部分組成主極線圈的作用是通以直流電流而建立主磁場。制成的主極線圈套到主極鐵心上，在兩者的空隙處，填充聚硯纖維氈，再澆注環(huán)氧膠，使主極線圈與主極鐵心牢固地粘合在一起，稱之為一體化結構。采用一體化結構后，從根本上消除了困線圈和鐵心相對活動而產(chǎn)生的絕緣磨損現(xiàn)象，提高了電機運行的可靠性。11編輯ppt脈流牽引電動機的基本結構換向極脈流牽引電動機的換向極用來產(chǎn)生換向磁場以改善電機換向性能，由換向極鐵心和換向極線圈兩部分組成在脈流牽引電動機中，為了減少換向極磁通的渦流和由此引起的對電機換向的影響，通常采用由電工鋼片疊成的換向極鐵心。換向極線圈一般都采用扁銅線扁繞制成，換向極線圈的匝間、對地和外包絕緣與主極線圈的絕緣結構相同。線圈與鐵心間也進行一體化澆注。12編輯ppt脈流牽引電動機的基本結構補償繞組為了改善脈流牽引電動機的換向，提高電機運行的可靠性，大容量的脈流牽引電動機設置了補償繞組。補償繞組跨嵌在相鄰兩個主極極靴槽內(nèi)補償繞組一般用扁銅線按同心式扁繞或平繞數(shù)匝而成。嵌放補償繞組的主極鐵心上的槽形為開口槽，為了不使主極導磁面積過分削弱，使用了磁性槽楔，中間嵌有絕緣條開口槽有向心槽和平行槽兩種形式13編輯ppt脈流牽引電動機的基本結構繞組接線為了便于調(diào)節(jié)牽引電動機的磁場和改變牽引電動機的旋轉(zhuǎn)方向，總是將主極線圈單獨接成一個電路，用電纜直接引出換向極線圈、電樞繞組及補償繞組串聯(lián)成為另一個電路，另外用電纜引出，引出電纜的端頭裝有管形的銅接頭14編輯ppt脈流牽引電動機的基本結構二、轉(zhuǎn)子1．轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸是牽引電動機中工作最困難的部件之一，因為它不僅要傳遞牽引電動機產(chǎn)生的巨大轉(zhuǎn)矩，而且還要經(jīng)常承受很大的沖擊載荷

同時，轉(zhuǎn)軸上還安裝著電樞鐵心、換向器、滾動軸承內(nèi)圈和小齒輪等零部件，使轉(zhuǎn)軸經(jīng)常存在著內(nèi)應力

電力機車牽引電動機的轉(zhuǎn)軸采用優(yōu)質(zhì)合金鋼，如鉻錳鋼和鉻鋁鋼等由于轉(zhuǎn)軸上沿軸向不同位置的負載大小不同，轉(zhuǎn)軸需要做成不同的配合直徑和不同截面的分級圓柱體，稱為階梯軸

轉(zhuǎn)軸和各部分的配合除軸承內(nèi)圈采用基孔制外，其他均采用基軸制15編輯ppt脈流牽引電動機的基本結構2．電樞鐵心電樞鐵心是牽引電動機磁路的一部分，也是承受電磁力作用的部件。在電樞鐵心圓周表面均勻開有電樞槽，槽內(nèi)嵌裝電樞繞組。由電樞鐵心和電樞繞組構成了脈流牽引電動機的電樞電樞繞組中流過電流，在磁場中受到電磁力的作用，使電樞旋轉(zhuǎn)，把電能轉(zhuǎn)換成機械能?？梢娝鼈兪菭恳妱訖C中實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的樞紐，因此稱之為“電樞”

為了減少渦流和磁滯損耗的影響，電樞鐵心通常用0．5mm厚帶絕緣層的冷軋電工鋼片疊壓而成電樞鐵心采用靜配合安裝在轉(zhuǎn)軸或電樞套筒上電樞鐵心兩端裝有采用優(yōu)質(zhì)鋼鑄成的壓圈，一方面作為電樞繞組的支架，另一方面把電樞沖片壓緊，使電樞沖片保持固定的壓力換向器一端稱為前壓圈，前壓圈與換向器套筒做成一體，非換向器一端稱為電樞后壓圈，采用靜配合裝在轉(zhuǎn)軸或電樞套筒上。

16編輯ppt脈流牽引電動機的基本結構3．電樞繞組電樞繞組是脈流牽引電動機實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的部件，把電樞線圈嵌放在電樞鐵心圓周的電樞槽中，按一定規(guī)律與換向器連接起來就構成了電樞繞組。為了防止繞組元件甩出，電樞線圈在槽內(nèi)部分需用槽楔固定，目前采用較多的是環(huán)氧酚醛玻璃布板制成的槽楔。同樣，電樞線圈的端接部分也受到離心力作用，必須用扎線來固定，在牽引電動機中，電樞線圈的端接部分通常采用無緯玻璃絲帶綁扎。17編輯ppt脈流牽引電動機的基本結構4．換向器換向器是直流和脈流牽引電動機特有的重要部件，其作用是在發(fā)電機狀態(tài)下將電樞繞組中產(chǎn)生的交變電勢整流成電刷間的直流電勢；在電動機狀態(tài)下將輸人的直流電流逆變成電樞繞組中的交變電流，以產(chǎn)生單方向的電磁轉(zhuǎn)矩。換向器是由很多相互絕緣的換向片組合而成的，有多種形式拱式換向器的主要零部件包括換向片、云母片、V形云母環(huán)、絕緣套筒、換向器套筒、壓圈和組裝螺栓等，所有零部件全部固定在換向套筒上，然后將換向器套簡裝配在轉(zhuǎn)軸上18編輯ppt脈流牽引電動機的基本結構三、電刷裝置脈流牽引電動機的換向器端裝有電刷裝置，其作用是使轉(zhuǎn)動的電樞繞組與外電路連接起來。電刷裝置由電刷、刷握、刷握架、刷桿和刷架圈等組成目前廣泛采用電化石墨電刷刷握由刷盒(刷握體)和彈簧壓力裝置組成刷握與刷握架之間借助螺栓固定刷架圈是一個開口的鋼制圓環(huán)刷桿既是刷握的支承部件，又是刷握和刷架圈之間的絕緣部件19編輯ppt脈流牽引電動機的基本結構四、電樞軸承和抱軸軸承1．電樞軸承脈流牽引電動機的轉(zhuǎn)子通過兩個電樞軸承和端蓋支撐在機座上?，F(xiàn)代牽引電動機大都采用承載能力大的滾柱軸承。軸承內(nèi)圈一般采用靜配合裝在轉(zhuǎn)軸上，加熱溫度不超過180℃；軸承外圈采用過渡配合裝在端蓋的軸承孔內(nèi)20編輯ppt脈流牽引電動機的基本結構2．抱軸軸承抱軸式懸掛牽引電動機的抱軸軸承是指將電動機支承在動輪軸上的凸出結構，可采用滑動軸承或滾動軸承。在目前技術條件下，動輪軸上安裝滾動軸承還有困難，所以一般采用滑動軸承。抱軸式滑動軸承由軸瓦、軸承蓋和油箱等組成。21編輯ppt典型脈流牽引電動機結構特點一、ZD105型脈流牽引電動機的結構特點ZDl05型牽引電動機是帶補償繞組的六極、串勵、脈流牽引電動機ZDl05型脈流牽引電動機主要由定子、轉(zhuǎn)子和電刷裝置等部分組成

)機座采用ZG25Ⅱ鑄鋼鑄成圓筒形。

主極線圈、換向極線圈都采用扁繞，以改善線圈的散熱條件。換向極鐵心采用無心柱疊片結構，借助心塊和端板用螺栓固定在機座上。采用國際通用的電機引出線符號抱軸軸承為滑動式，油箱為整體式，采用恒油位結構，以改善潤滑條件。

采用雙邊斜齒輪傳動，傳動比4.19，電樞鐵心不直接壓裝在轉(zhuǎn)軸上，而是先壓裝在電樞套筒上，然后電樞套筒壓裝在電機轉(zhuǎn)軸上，這樣的結構有利于電樞的檢修。

換向器采用拱式結構，絕緣等級為F級。該電機有6個刷握，每個刷握的刷盒中裝有3副雙分裂式電刷，。22編輯ppt典型脈流牽引電動機結構特點二、ZDll5型脈流牽引電動機的結構特點ZDll5型采用架承式懸掛，是帶補償繞組的六極、串勵、脈流牽引電動機(1)牽引電動機一端懸掛在機車轉(zhuǎn)向架構架上，另端固定在輪對的空心軸套上。(2)采用輪對空心軸彈性傳動方式，傳動比μ=77／31=2．484(3)采用全疊片無機殼機座。(4)定子線圈采用白胚嵌線，主極、換向極線圈的引出線及各繞組之間的連接線均采用釬焊連接。定子安裝完成之后進行整體真空壓力浸漆。(5)采用拱式換向器結構。(6)刷架裝置采用單壓指、可旋轉(zhuǎn)式刷架圈結構。電刷采用雙分裂式。刷架圈靠近刷盒的位置上裝有放電板，放電間隙為(12．5±1)mm，放電板可減小電機環(huán)火造成的破壞。23編輯ppt本章小結電機的定額是由電機制造廠規(guī)定的電機全部電量和機械量的數(shù)值，表明了電機的工作特點及工作能力，是應用部門正確使用電機的依據(jù)。根據(jù)機車運行的特點，牽引電動機的定額有連續(xù)定額和小時定額。脈流牽引電動機在結構上與普通直流電機基本相同，分為靜止(定子)部分和旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)子)部分。靜止部分主要是主磁極，由它產(chǎn)生電機的主磁場。由于脈流牽引電動機在發(fā)熱和換向方面較為困難，所以其某些部件有著特殊的結構形式。24編輯ppt脈流牽引電動機使用了多種絕緣材料和不同的絕緣結構，這些是牽引電動機不造成“短路”和“接地”故障的重要保證。絕緣結構可分為匝間、層間、對地、外包、填充和襯墊、換向器絕緣等，不同的絕緣結構可采用不同的絕緣材料構成，新型絕緣材料的應用將使牽引電動機的經(jīng)濟技術指標得到進一步提高。脈流牽引電動機的定子由機座、主磁極和換向極、補償繞組及電樞軸承和抱軸軸承等部件組成。機座作為機械支撐和導磁鐵軛，主磁極和換向極均采用一體化結構，以保證在機車運行振動下，有良好的抗振動性能。對于脈流牽引電動機來說，在其機座內(nèi)壁敷設了磁橋或采用疊片機座。換向極鐵心采用電工鋼片疊成，還在兩個主磁極之間跨嵌了補償繞組，以改善其換向性能。25編輯ppt脈流牽引電動機的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)軸、電樞鐵心、電樞繞組和換向器等部件組成。電樞鐵心和電樞繞組是電機實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的樞紐，電樞鐵心采用電工鋼片疊成以減少渦流和磁滯損耗，電樞繞組采用扁銅線制成，其在電樞槽內(nèi)放置的方法不同將影響到電機換向性能的好壞和制造工藝的繁簡。換向器作為直流和脈流牽引電動機的一個特殊部件，其作用是一個機械變流器。在現(xiàn)代牽引電動