機車電機鐵道機車86課件

e7d195523061f1c031c703ae827a41d82d848b4543d3ea7289D8E8F86A53FC6163EC8A81A8A66F8C4722339FE4B4358C18D1CC4D5B5DBA40FE7B27962A37062774402BE64D77ED352C2DED658BBCE1924F7F5CA635EC059DDD75B425AB74741BE89B049FB33C280179CB353C47E136C5305ECE3B1F58DF5D7F651E99C4817240C7D8DA3EDCBBE309|鐵道機車學院遼寧鐵道職業(yè)技術學院精品資源共享課程知識模塊一直流電機知識點4直流牽引電機換向及通風冷卻機車電機1直流牽引電機換向2直流牽引電機通風冷卻知識模塊一直流電機知識點4直流牽引電機換向及通風冷卻|鐵道機車學院|鐵道機車學院一、直流牽引電機換向電機運行時電樞不停地旋轉，當旋轉的電樞元件從電樞繞組的一條支路經電刷進入電樞繞組的另一條支路時，元件中電流的方向發(fā)生改變，這種繞組元件中電流方向的改變稱為換向，電流方向的改變過程稱為換向過程。1.火花現(xiàn)象和火花等級2.產生火花的原因3.改善直流牽引電動機換向的方法4.換向器上的環(huán)火知識模塊一直流電機知識點4直流牽引電機換向及通風冷卻知識點4直流牽引電機換向及通風冷卻一、直流牽引電機換向1.火花現(xiàn)象和火花等級|鐵道機車學院直流電機運行時，其電刷與換向器之間常常伴有火花?；鸹ㄍǔ３霈F(xiàn)在電刷的后刷邊，發(fā)生火花是直流電機換向不良的直接表現(xiàn)。如果火花在電刷上范圍很小，亮度微弱，呈淺藍色，它對電機運行并無危害，不必要求絕對沒有火花。但當火花在電刷上范圍較大，比較明亮，呈白色或紅色，就會灼傷換向器及電刷，影響電機的正常運行。因此，火花的大小直接反映了直流電機換向性能的好壞。知識點4直流牽引電機換向及通風冷卻|鐵道機車學院我國國家標準《電機基本技術要求》火花級別電刷下火花的特點換向器及電刷狀態(tài)1無火花換向器上沒有黑痕，電刷上沒有灼痕電刷邊緣僅小部分有微弱的點狀火花，或有非放電性的紅色小火花電刷邊緣大部分或全部有輕微的火花換向器上有黑痕，但用汽油能擦去，同時在電刷上有輕微的灼痕2電刷邊緣全部或大部分有強烈的火花換向器上有黑痕，用汽油不能擦去，同時，電刷上有灼痕，如短時出現(xiàn)這一級火花，換向器上不出現(xiàn)灼痕，電刷不被燒焦或損壞3電刷整個邊緣有強烈的火花，同時有大火花飛出換向器上黑痕相當嚴重，用汽油不能擦出，電刷上有灼痕，如在這一級火花下短時運行，則在換向器上將出現(xiàn)灼痕，同時電刷將被燒焦或損壞一、直流牽引電機換向1.火花現(xiàn)象和火花等級知識點4直流牽引電機換向及通風冷卻一、直流牽引電機換向2.產生火花的原因|鐵道機車學院電磁原因（1）機械原因（2）化學原因（3）知識點4直流牽引電機換向及通風冷卻|鐵道機車學院由電機電磁方面的原因產生的火花稱為電磁火花。換向時，線圈中電流方向發(fā)生改變，大小也發(fā)生變化，鐵心磁場隨之變化，產生感應電動勢，此電動勢極為復雜，有電抗電動勢、電樞反應電動勢，都阻礙電流換向引起電磁火花。電磁原因（1）一、直流牽引電機換向2.產生火花的原因知識點4直流牽引電機換向及通風冷卻|鐵道機車學院牽引電動機在運行中受到強烈振動，換向器、轉子和電刷裝置不良也會導致電機產生火花，這類火花稱為機械火花。機械火花的產生可以歸納為兩大類：1）換向器及電機旋轉部分的缺陷2）電刷裝置的原因。機械火花呈紅色或黃色，連續(xù)而較粗，沿切線方向飛出，且在換向器表面產生無規(guī)律的黑痕。電磁原因引起的火花呈白色或藍色，連續(xù)而細小，基本上都在后刷邊燃燒，換向器上留下有規(guī)律的黑色痕跡。機械原因（2）一、直流牽引電機換向2.產生火花的原因知識點4直流牽引電機換向及通風冷卻|鐵道機車學院電機長期運行之后，換向器滑動面會覆蓋一層很薄的薄膜，電刷在與換向器接觸時，并不是直接與換向器鋼片本身接觸，而是通過這層薄膜與換向器銅片接觸。要獲得良好的換向，除保持電磁和機械方面的良好條件外，還必須在換向器表面形成均勻而光亮的薄膜層，不正常薄膜的出現(xiàn)將預示著電機換向的惡化。化學原因（3）一、直流牽引電機換向2.產生火花的原因知識點4直流牽引電機換向及通風冷卻|鐵道機車學院1）薄膜的形成、化學成分及作用（a）金屬氧化膜，由氧化銅和氧化亞銅的混合物組成；（b）碳膜，在氧化膜上面，由微小的碳粒、石墨和其他附著物組成?；瘜W原因（3）一、直流牽引電機換向2.產生火花的原因知識點4直流牽引電機換向及通風冷卻|鐵道機車學院2）不正常的換向器薄膜（a）黑片：無光澤的黑膜。（b）條紋和溝槽（c）電刷軌痕：平行的電刷軌道之間在色調上的不同。（d）銅毛刺：指在換向片邊緣出現(xiàn)像碎片一樣的毛刺，逐漸發(fā)展成薄銅片延伸至云母槽內。（e）換向器表面高度磨光：指換向器表面的氧化膜被摩擦掉，露出本銅色，拋光發(fā)亮，像鏡面一樣?；瘜W原因（3）一、直流牽引電機換向2.產生火花的原因知識點4直流牽引電機換向及通風冷卻改善換向的目的在于消除電刷下的火花。消除換向火花的實質，是設法減小換向元件中附加換向電流。從換向過程分析可知，減小換向元件中的附加換向電流，可通過減少換向元件合成電動勢和增大換向回路電阻兩條途徑實現(xiàn)。設置換向極（1）一、直流牽引電機換向3.改善直流牽引電動機換向的方法換向極裝在電機幾何中性線上，其作用是在元件的換向區(qū)域內建立一個換向極磁勢。設置換向極應滿足以下條件：1）極性正確2）換向極繞組必須與電樞繞組串聯(lián)3）換向極磁路處于低飽和狀態(tài)|鐵道機車學院換向極知識點4直流牽引電機換向及通風冷卻|鐵道機車學院增加換向回路的電阻（2）一、直流牽引電機換向3.改善直流牽引電動機換向的方法換向回路電阻主要是決定于電刷與換向片之間的接觸電阻，增加接觸電阻可以減小附加換向電流的數(shù)值，從而改善電機換向。電力機車上廣泛采用高接觸電阻的電化石墨電刷。綜上所述，電刷性能和結構對電機換向影響很大，選擇電刷是十分重要的，必須根據(jù)不同電機的具體情況來考慮。知識點4直流牽引電機換向及通風冷卻|鐵道機車學院一、直流牽引電機換向4.換向器上的環(huán)火直流和脈流牽引電動機在某些惡劣（重載運輸、坡道運行、深度磁場削弱）條件下運行時，正、負電刷之間可能形成一股強烈的環(huán)形電弧，同時伴有閃光和巨響，這種現(xiàn)象稱為環(huán)火（俗稱放炮，是因為產生環(huán)火的瞬間，電機發(fā)出巨大的響聲）。知識點4直流牽引電機換向及通風冷卻|鐵道機車學院飛?。?）一、直流牽引電機換向4.換向器上的環(huán)火環(huán)火具有很大的破壞力，輕則燒傷換向器和電刷，此外，環(huán)火時電弧還可能由換向器表面飛躍到換向器前壓圈、轉軸、刷架圈、磁極鐵心或機座上，造成電機接地，這種現(xiàn)象稱為“飛弧”。知識點4直流牽引電機換向及通風冷卻|鐵道機車學院掃膛（2）一、直流牽引電機換向4.換向器上的環(huán)火環(huán)火相當于電樞通過電刷直接短路，可能燒斷電樞繞組并且甩出，造成電機“掃膛”。知識點4直流牽引電機換向及通風冷卻|鐵道機車學院動輪踏面擦傷（3）一、直流牽引電機換向4.換向器上的環(huán)火環(huán)火時電機處于發(fā)電機狀態(tài)，這時，電流經環(huán)火電弧直接流入勵磁繞組，使電機反電動勢猛增，電樞繞組產生很大的反向短路電流，使電機處于發(fā)電機運行狀態(tài)，產生一個很大的制動轉矩，由于列車慣性很大，造成動輪踏面擦傷。知識點4直流牽引電機換向及通風冷卻|鐵道機車學院一、直流牽引電機換向4.換向器上的環(huán)火產生環(huán)火的原因：由于電刷磨損下來的碳粉或電刷碎片以及換向器磨損下來的銅粉聚積在換向片間的溝槽內，加之油泥從電動機外部飛濺到換向器上，這些臟物在兩個換向片間形成導電橋。當換向片間電壓過高時，此導電橋燃燒而形成火花，這就是電位火花，若片間電壓足夠大，會在這些導電塵粒燃燒后，出現(xiàn)片間電弧，或稱單元閃絡。此電弧使周圍的空氣游離，當換向器轉動，該電弧隨換向器一起轉動，并且由于電弧形成的氣體內壓力及作用在電弧上的電動力使電弧拉長，當電弧向前擴展時，它遺留下來的電離氣體是導電的，因而電弧維持不滅，以致引起環(huán)火。知識點4直流牽引電機換向及通風冷卻|鐵道機車學院一、直流牽引電機換向4.換向器上的環(huán)火防止環(huán)火的措施：①在設計電機時，限值換向器上電位梯度和最大片間電壓值。②采用適當形狀的主極極靴，以改善電位分布情況。③裝置補償繞組。④在實際運用中加強維護清理和采取保護措施。|鐵道機車學院二、直流牽引電機通風冷卻電機發(fā)熱對電機運行性能有很大影響，溫度過高，將使絕緣材料損壞而喪失絕緣性能，以致影響電機的使用壽命，嚴重時甚至把電機燒毀。同時，過高的溫度會引起電機零部件變形，直接影響電機的安全運行。1.電機的溫升2.牽引電動機的通風冷卻知識模塊一直流電機知識點4直流牽引電機換向及通風冷卻知識點4直流牽引電機換向及通風冷卻|鐵道機車學院二、直流牽引電機通風冷卻1.電機的溫升電機某一部件的溫度

與周圍介質溫度

之差，稱為該部件的溫升，即在實際使用中，我國有關技術標準規(guī)定，冷卻空氣溫度的標準值為

25

C，但絕緣材料不同，電機各部件溫升限值不同。電機部件測量方法繞組絕緣材料的不同相應于連續(xù)、小時或斷續(xù)定額的溫升限值EBFHC定子繞組電阻法115130155180200電樞繞組電阻法105120140160180換向器溫度計法105105105105105知識點4直流牽引電機換向及通風冷卻|鐵道機車學院二、直流牽引電機通風冷卻2.

牽引電動機的通風冷卻通風作用越強，風速越大，散熱能力就越強，在同樣熱量下，電機的溫升就越低。采用強迫式獨立通風的牽引電動機，內部的空氣壓力一般是大于大氣壓力。牽引電動機的通風系統(tǒng)：冷卻空氣由換向器端上部進風口進入換向器室，然后分成兩路：一路經換向器表面，電樞和磁極之間空氣隙及主極、換向器之間的間隙，到非換向器端；另一路經換向器套筒的內孔道、電樞鐵心內部通風孔道和電樞后支架到非換向器端。兩路匯合后，由后端蓋的排風孔排出。知識點4直流牽引電機換向