第二章-第三節(jié)：三相變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)

第三節(jié)：三相變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)第二章

三相異步電動(dòng)機(jī)

目錄通用型三相變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)01牽引用三相變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)02目錄Content三相變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)三相變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)是利用改變加在電動(dòng)機(jī)定子繞組上交流電源的頻率和電壓值來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的異步電動(dòng)機(jī)。三相變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)原理與直接由電網(wǎng)電壓供電的三相異步電動(dòng)機(jī)相仿。三相變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)按用途可分為兩大類：一類是通用型，主要用于機(jī)械、加工、化工、輕工等設(shè)備中，以及用作流體機(jī)械風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)的拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)，如YVP系列及YTSP系列；另一類是主要用于電力機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)車、高速鐵路、城市地鐵、城際鐵路的牽引電動(dòng)機(jī)，稱牽引用三相變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)。一、通用型三相變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)通用型三相變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)外形如圖2-20所示。與一般三相異步電動(dòng)機(jī)相比，其能滿足高速運(yùn)轉(zhuǎn)的需要及抵抗高頻電流的沖擊，非正弦電源對(duì)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、振動(dòng)、冷卻放的影響等。通常要考慮以下內(nèi)容：絕緣等級(jí)最少為F級(jí)，一般用200級(jí)，并注意加強(qiáng)對(duì)地絕緣和線匝間絕緣防護(hù)和耐電壓的沖擊能力。2,減小、降低電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中受到的沖擊、振動(dòng)。冷卻方式一般采用強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻。改善電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中對(duì)非正弦波的適應(yīng)能力，通常采取：盡可能減小定子和轉(zhuǎn)子的電阻，以降低對(duì)基波的銅損耗，來(lái)彌補(bǔ)高次諧波增加的銅損耗。為抑制高次諧波電流，適當(dāng)增加電動(dòng)機(jī)磁路的電阻，定子和轉(zhuǎn)子磁路鐵芯用半閉口或閉口槽，可以減小漏磁通。電動(dòng)機(jī)主磁路一般為不飽和狀態(tài)。二、牽引用三相變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)牽引用三相變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)是指用于電力機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)車、高速動(dòng)車組、城市及城際軌道交通上的牽引電動(dòng)機(jī)，它是驅(qū)動(dòng)列車車輛動(dòng)輪對(duì)的主電機(jī)，在啟動(dòng)、牽引及制動(dòng)等各種工作狀態(tài)下，都是通過(guò)電氣傳動(dòng)控制改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，來(lái)實(shí)現(xiàn)改變列車或車輛的運(yùn)行速度、牽引或制動(dòng)。因此牽引電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的復(fù)雜性、可靠性及運(yùn)行性能直接關(guān)系到整列車的運(yùn)行安全及可靠性。以前由于直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速性能較好，我國(guó)及世界各國(guó)均用直流牽引電動(dòng)機(jī)作為牽引動(dòng)力，但自20世紀(jì)80年代起，由于電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，已陸續(xù)全部改用三相交流傳動(dòng)系統(tǒng)和三相變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)控制，因此三相變頻調(diào)速正在整個(gè)電力牽引系統(tǒng)(包含部分城市電車、電動(dòng)汽車)占有絕對(duì)的領(lǐng)導(dǎo)地位。二、牽引用三相變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)1.牽引用三相變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的工作特點(diǎn)由于電動(dòng)機(jī)懸掛在動(dòng)力車的轉(zhuǎn)向架及車軸上，因此安裝尺寸受到嚴(yán)格的限制，從而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)本身的結(jié)構(gòu)及尺寸受到嚴(yán)格的限制。車輛運(yùn)行時(shí)，線路對(duì)車輛的一切動(dòng)力影響都會(huì)傳遞給牽引電動(dòng)機(jī)，使電動(dòng)機(jī)承受較大的沖擊和振動(dòng)，容易使電動(dòng)機(jī)工作情況惡化及零部件損壞。牽引電動(dòng)機(jī)使用環(huán)境惡劣，由于它懸掛在車體下，很容易受潮、受污、受風(fēng)雪雨水、南北方溫差等的影響。機(jī)車、車輛一般都重載啟動(dòng)，而且需要有較高的速度、良好的調(diào)速性能、頻繁的啟動(dòng)及制動(dòng)性能。2.牽引用三相變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)用于和諧系列電力機(jī)車(HXD3型)上的YJ85A型牽引電動(dòng)機(jī)，其外形如圖2-21所示。用于地鐵電動(dòng)車輛上的變頻調(diào)速異步牽引電動(dòng)機(jī)，其外形如圖2-22所示。二、牽引用三相變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)由于牽引用三相變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)須要滿足上述的特殊工作條件，因此它有別于一般用途的變頻調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)，具有以下主要的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。定子改善定子散熱條件，定子設(shè)計(jì)成無(wú)機(jī)座化的鐵芯結(jié)構(gòu)，如圖2-21及圖2-22所示，即子鐵芯外周直接露在外部空氣中，電動(dòng)機(jī)兩側(cè)端蓋直接固定在定子鐵芯兩端，這樣的結(jié)構(gòu)大改善了定子鐵芯的溫升。為有利于電動(dòng)機(jī)的散熱，采用通風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)迫外通風(fēng)，冷卻風(fēng)從動(dòng)端進(jìn)入，通過(guò)電動(dòng)機(jī)定子鐵芯軸向通風(fēng)孔，轉(zhuǎn)子鐵芯軸向通風(fēng)孔，定、轉(zhuǎn)子之間的空氣隙，傳動(dòng)端排出。定子鐵芯沖片采用0.5mm的高導(dǎo)磁、低損耗冷軋硅鋼片，工藝上要求定子鐵芯與軸鐵芯內(nèi)外圓同時(shí)落料，以保證空氣隙的均勻度，定子鐵芯應(yīng)牢固地固定在鋼制機(jī)架內(nèi)。定子槽型一般采用開口槽，這樣可以在槽內(nèi)嵌放成型的定子繞組，以獲得良好的絕緣性能定子繞組由矩形斷面的銅導(dǎo)線纏繞，定子繞組的絕緣等級(jí)為200級(jí)。繞組應(yīng)牢固地畫在鐵芯槽內(nèi)。線圈嵌裝好后進(jìn)行整體真空壓力浸漆，使線圈具有良好的電氣性能和機(jī)械強(qiáng)度。2.轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)子鐵芯與定子鐵芯一起落料，外圓沖有半閉口槽，以嵌放轉(zhuǎn)子繞組。轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)壓在轉(zhuǎn)軸上，在轉(zhuǎn)子鐵芯槽與內(nèi)圓之間沖有兩排圓形的軸向通風(fēng)孔，以加強(qiáng)轉(zhuǎn)子鐵芯和轉(zhuǎn)子體的散熱，轉(zhuǎn)子鐵芯必須牢固地固定在轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)子繞組為鼠籠式結(jié)構(gòu)，由專用的銅合金導(dǎo)條與純銅制成的短路環(huán)焊接而成，必須緊鐵芯上。整個(gè)轉(zhuǎn)子制作完成后，必須經(jīng)過(guò)動(dòng)平衡試驗(yàn)合格，避免