電力機車直流電機檢修與維護-直流電機啟動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)與制動

任務七直流電動機的起動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)與制動項目一直流電機檢修與維護1、個別傳動：指一臺牽引電動機只驅(qū)動一個輪對，它是借助電機軸上的小齒輪驅(qū)動輪對軸上的大齒輪來實現(xiàn)機車牽引運行的。

個別傳動的優(yōu)點：當一臺牽引電動機發(fā)生故障時，可單獨切除，不會影響其他電機工作，而且充分利用了機車下部空間。

個別傳動的缺點：個別輪對容易空轉(zhuǎn)，從而使機車的粘著牽引力降低。牽引電動機的傳動與懸掛

（1）抱軸式懸掛抱軸式懸掛是指牽引電動機一側(cè)通過滑動軸承抱在機車動輪軸上，另一側(cè)通過彈性緩沖裝置懸掛在機車轉(zhuǎn)向架的橫梁上。其重量約一半是直接壓在機車動輪軸上，稱為簧下重量；另一半通過轉(zhuǎn)向架經(jīng)軸箱彈簧壓在輪軸上，稱為簧上重量。故這種懸掛方式也稱為半懸掛。一般適用于速度不超過120km/h的客、貨兩用機車。牽引電動機的傳動與懸掛

（1）抱軸式懸掛牽引電動機的傳動與懸掛

1、機座2、出線盒3、抱軸油盒123牽引電動機的傳動與懸掛

（2）架承式懸掛架承式懸掛是將牽引電動機完全固定在轉(zhuǎn)向架上，這樣，牽引電動機的全部重量都成為轉(zhuǎn)向架減振彈簧以上的重量，即成為簧上重量。牽引電動機的傳動與懸掛

2、組合傳動：

每個轉(zhuǎn)向架上只安裝一臺牽引電動機，通過變速齒輪裝置驅(qū)動該轉(zhuǎn)向架的每一根動輪軸。牽引電動機的傳動與懸掛

牽引電動機的主要特點1.使用環(huán)境惡劣2.外形尺寸受限制3.動力作用大4.換向困難5.負載分配不均勻牽引電動機的傳動與懸掛

牽引電動機必須滿足的要求1.有足夠大的啟動牽引力和較強的過載能力2.具有良好的調(diào)速性能3.換向可靠4.牽引電動機各個部件具有足夠的機械強度5.具有很高的電氣強度，良好的防潮和耐熱性能6.結(jié)構(gòu)適應機車運行和檢修需要牽引電動機的傳動與懸掛

直流電動機的起動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)與制動

電動機的起動是指電動機接通電源后，由靜止狀態(tài)加速到穩(wěn)定運行狀態(tài)的過程。直流電動機的啟動過程中不僅轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，而且轉(zhuǎn)矩、電流也發(fā)生變化。當忽略電樞繞組電感時，電樞電流Ia，如果他勵直流電動機在額定電壓下直接起動，由于起動瞬間n=0，Ea=0，故起動電流Ist為：

1.直流牽引電動機的起動直流電動機的起動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)與制動因為電樞電阻Ra很小，所以，直接起動電流將達到很大的數(shù)值，通?？蛇_到（10~20）IN。會造成以下不良后果：（1）使電動機換向惡化，產(chǎn)生嚴重的火花，導致電刷和換向器表面燒損；（2）產(chǎn)生很大的電磁轉(zhuǎn)矩，使傳動機構(gòu)和生產(chǎn)機械受到強烈沖擊而損壞；（3）使電網(wǎng)電壓波動，影響供電的穩(wěn)定性。因此，啟動時必須限制啟動電流。1.直流牽引電動機的起動

限制啟動電流，可降低電動機外加電源電壓或增大電樞回路的電阻。

考慮到節(jié)能、平滑調(diào)速及需較大起動牽引力的要求，直流牽引電機在起動時，通常采用降低直流牽引電機的端電壓進行啟動，即司機啟動時，采用低級位運行。直流電動機的起動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)與制動1.直流牽引電動機的起動2.直流牽引電動機的轉(zhuǎn)向直流電動機的旋轉(zhuǎn)方向取決于電磁轉(zhuǎn)矩方向，而電磁轉(zhuǎn)矩的方向取決于磁通和電樞電流相互作用的方向。要改變其轉(zhuǎn)向，一是改變電樞電流的方向，二是改變勵磁電流的方向。如果同時改變電樞電流和勵磁電流的方向，則電動機的轉(zhuǎn)向不會改變。直流牽引電動機為了與整流裝置進行配套設計，采用的是保持電樞電流方向不變，改變勵磁電流的方向的方案，從而實現(xiàn)了機車運行方向的改變。直流電動機的起動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)與制動3.直流牽引電動機的調(diào)速

在電動機機械負載不變的條件下，用人為方法調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速叫做調(diào)速。電動機轉(zhuǎn)速為：當負載不變時，影響電機轉(zhuǎn)速的有三個因素：（1）電機電樞端電壓U；（2）電樞回路的總電阻∑Ra；（3）主極磁通量Φ。

直流電動機的起動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)與制動

電樞回路串接電阻調(diào)速電樞串電阻調(diào)速的優(yōu)點是設備簡單，操作方便；缺點是：（1）由于電阻只能分段調(diào)節(jié)，所以調(diào)速的平滑性差。（2）能耗較大（3）經(jīng)濟性差直流電動機的起動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)與制動3.直流牽引電動機的調(diào)速

改變電源電壓優(yōu)點：電源電壓如能平滑調(diào)節(jié)，就能實現(xiàn)無極調(diào)節(jié)；調(diào)速中無附加能量損耗。缺點：需要專用的調(diào)壓電源，成本較高；轉(zhuǎn)速只能調(diào)低，不能調(diào)高。直流電動機的起動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)與制動3.直流牽引電動機的調(diào)速

改變主磁通調(diào)速優(yōu)點設備簡單，控制方便、功率損耗小，可以提高電機的轉(zhuǎn)速，是直流牽引電動機常用的調(diào)速方法之一。

直流電動機的起動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)與制動3.直流牽引電動機的調(diào)速在機車上，為了擴大調(diào)速范圍，當電機電壓接近或等于額定電壓時，進行磁場削弱。4.直流牽引電動機的制動牽引電機需要停轉(zhuǎn)或從高速運行轉(zhuǎn)換到低速運行，需要加一個制動轉(zhuǎn)矩來實現(xiàn)。制動轉(zhuǎn)矩分為兩種：（1）機械制動（2）電氣制動（能耗制動和再生制動）

直流電動機的起動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)與制動

能耗制動：利用直流電機的可逆性原理，把直流電動機變成發(fā)電機。電機轉(zhuǎn)子靠慣性繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，切割方向未變的磁通，所感應的電勢仍存在且方向不變，但電樞電流的方向改變，電磁轉(zhuǎn)矩的方向隨之改變，成為制動轉(zhuǎn)矩。機車的動能被轉(zhuǎn)換成電能，消耗在制動電阻上。直流電動機的起動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)與制動4.直流牽引電動機的制動注意的問題：串勵發(fā)電機特性不穩(wěn)定，需要改成他勵；能量沒有被利用，且產(chǎn)生出大量的熱能；不易迅速制停；電機的轉(zhuǎn)速越高，制動轉(zhuǎn)矩越大，制動的效果越好；而低速時，制動轉(zhuǎn)矩相應變小，需要配用機械制動，使電機迅速停轉(zhuǎn)。直流電動機的起動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)與制動4.直流牽引電動機的制動回饋制動：若保持磁通方向不變，當轉(zhuǎn)速升高到一定數(shù)值后，感應電勢Ea大于電源電壓U，電樞電流方向與Ea同向，電機作發(fā)電機運行，電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)向相反起制動作用，發(fā)電機產(chǎn)生的電能送回電網(wǎng)。需注意的問題：（1）在機車上采用回饋制動，需配套全控整流裝置；（2）采用回饋制動時，電網(wǎng)容量要足夠大。直流電動機的起動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)與制動4.直流牽引電動機的制動直流電動機的起動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)與制動4.直流牽引電動機的制動[例2]

一臺他勵直流電動機的銘牌數(shù)據(jù)為PN=10kW，UN=220V，IN=53A,nN=1000r/min，Ra=0.3Ω，電樞電流最大允許值為2IN。（1）電動機在額定狀態(tài)下進行能耗制動，求電樞回路應串接的制動電阻值。（2）用此電動機拖動起重機，在能耗制動狀態(tài)下以300r/min的轉(zhuǎn)速下放重物，電樞電流為額定值，求電樞回路應串入多大的制動