基本介紹
- 中文名：牽引發電機
- 外文名：traction generator
產品介紹,原理,類型,發展趨向,
產品介紹
牽引發電機在機車或動車上用於驅動一根或幾根動輪軸的電動機。牽引發電機有多種類型，如直流牽引發電機、交流異步牽引發電機和交流同步牽引發電機等。直流牽引發電機，尤其是直流串勵電動機有較好調速性能和工作特性，適應機車牽引特性的需要，獲得廣泛套用。
原理
牽引發電機的工作原理與一般直流電動機相同，但有特殊的工作條件：空間尺寸受到軌距和動輪直徑的限制；在機車運行通過軌縫和道岔時要承受相當大的衝擊振動；大、小齒輪嚙合不良時電樞上會產生強烈的扭轉振動;在惡劣環境中運用，雨、雪、灰沙容易侵入等。因此牽引發電機在設計和結構上也有許多要求，如要充分利用機體內部空間使結構緊湊，要採用較高級的絕緣材料和導磁材料，零部件需有較高的機械強度和剛度，整台電機需有良好的通風散熱條件和防塵防潮能力，要採取特殊的措施以應付比較困難的“換向”條件以減少炭刷下的火花等。
類型
牽引發電機牽引發電機有兩種懸掛方式。一種是牽引發電機和動輪軸連線的懸掛方式，稱為抱軸式懸掛或半懸掛。採用這種懸掛方式時，動輪通過軌縫和道岔所產生的衝擊振動會直接傳給牽引發電機。抱軸式懸掛適用於結構速度低於120公里/小時的機車車輛。另一種是架承式懸掛(或稱全懸掛)。採用這種懸掛方式時牽引發電機固定懸掛在轉向架構架上，在牽引發電機軸端和小、大齒輪之間加入各種彈性連線元件，以減小衝擊振動的影響。架承式懸掛適用於結構速度高於120公里/小時的機車車輛。
在用牽引變壓器降壓經矽整流器或大功率晶閘管整流後供電給直流串勵牽引發電機時，加在牽引發電機上的電壓為脈動電壓，因此這種牽引發電機稱為脈流牽引發電機。大功率脈流牽引發電機的“換向”條件更加困難。此外，電動機內部還有一些附加損耗，從而引起電動機溫升，因此，脈流牽引發電機在設計和結構上還要採取一定的特殊措施，以解決“換向”和溫升兩個突出的問題。
牽引發電機專用於電力傳動內燃機車，以供給牽引發電機電力的發電機，又稱主發電機。牽引發電機有直流和交流兩種。直流牽引發電機直接向直流牽引發電機供電。交流牽引發電機發出的三相交流電經矽整流器整流後再向直流牽引發電機供電。交流整流電路是三相的，整流電壓雖然有脈動，但脈動量比較小，因此牽引發電機還被認為是一般的直流電動機。
輔助電機電力機車上的輔助電機可用直流電動機，也可用三相交流異步電動機。用直流電動機作為輔助電機時，須由專用的矽整流器供電。用三相交流異步輔助電動機時，須由靜止變相、變頻裝置或專用的旋轉電機供給三相電源。這種專用的旋轉電機稱為劈相機，可以把單相交流電變為三相交流電。
發展趨向
為了解決直流和脈流牽引發電機的“轉向”問題，有些國家已在使用晶閘管無換向器式牽引發電機和三相交流異步變頻牽引發電機，並在試驗以直線異步電動機為動力的磁懸浮高速車輛。晶閘管無換向器式牽引發電機是由一台同步電動機和一組晶閘管逆變器組成，用晶閘管和轉子位置檢測器來代替直流牽引發電機的換向器和炭刷結構。這種電動機具有直流電機的優點而沒有困難的“換向”問題。但晶閘管及其控制系統相當複雜，所以電子元件直接影響電動機的運行可靠性。三相交流異步變頻牽引發電機結構簡單，工作可靠，成本低廉，是比較理想的牽引發電機。但由於需用變頻調速，它的發展和套用一度受到限制。60年代，大功率晶閘管變頻裝置的發展使異步電動機能夠實現變頻調速。現在各國已有較多機車和動車採用三相交流異步變頻牽引發電機。聯邦德國和日本在試驗的磁懸浮高速車輛上採用直線異步電動機。它的初級繞組敷設在地面導軌上，由地面的變頻電源供電以產生行波磁場，調節供電電源頻率就可改變磁懸浮高速車輛的速度。次級繞組就是反應板，裝在車輛的構架上。初級行波磁場和次級感應電流的相互作用，不僅產生使車輛前進的推力，而且還產生磁拉力以懸浮車輛，並在制動工況時起著動力制動的作用。
