一概述

　　牽引電機是鐵路干線電力機車、工礦電力機車、電力傳動內(nèi)燃機車和各種電動車輛（如蓄電池車、城市電車、地下鐵道電動車輛）上用于牽引的電機。牽引電機包括牽引電動機、牽引發(fā)電機、輔助電機等。

二牽引電動機

　　在機車或動車上用于驅(qū)動一根或幾根動輪軸的電動機。牽引電動機有多種類型，如直流牽引電動機、交流異步牽引電動機和交流同步牽引電動機等。

三牽引發(fā)電機

　　專用于電力傳動內(nèi)燃機車，以供給牽引電動機電力的發(fā)電機，又稱主發(fā)電機。牽引發(fā)電機有直流和交流兩種。直流牽引發(fā)電機直接向直流牽引電動機供電。交流牽引發(fā)電機發(fā)出的三相交流電經(jīng)硅整流器整流后再向直流牽引電動機供電。

四輔助電機

　　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，須由專用的硅整流器供電。用三相交流異步輔助電動機時，須由靜止變相、變頻裝置或?qū)Ｓ玫男D(zhuǎn)電機供給三相電源。這種專用的旋轉(zhuǎn)電機稱為劈相機，可以把單相交流電變?yōu)槿嘟涣麟姟?/p>

五牽引電機試驗

　　牽引電機試驗電參量測量特點如下：

1采樣同步困難

　　載波頻率低，低次諧波含量大，基波頻率測量難度加大，采樣同步帶來困難，造成頻譜泄露降低測量精度。尤其是調(diào)制比較小時，這種現(xiàn)象更加明顯，許多功率分析儀甚至不能正確測量基波頻率，無法實現(xiàn)采樣同步。

2間諧波含量較大

　　理想變流器輸出不含低次諧波，不含間諧波，不含三次諧波。但是，一般而言，變流器的載波頻率固定，基波頻率變化，導(dǎo)致載波比不為整數(shù)，變流器輸出相鄰兩個周期的波形不同，或者說，輸出不是嚴格周期信號，當載波頻率比較大時，非整數(shù)倍的影響較小，載波比較小時，影響加大。導(dǎo)致輸出波形含有較大的間諧波，給基波有效值測量帶來困難。

3基波頻率低

　　試驗的最低基波頻率達0.1Hz左右，PWM的寬頻帶和低基頻導(dǎo)致FFT窗口數(shù)據(jù)長度超長，一般分析儀的諧波運算能力和數(shù)據(jù)存儲容量不足，不能正確測量。

　　假設(shè)載波頻率為1000Hz，變流器為電壓型，按照《GB/T22670-2008變頻器供電三相籠型感應(yīng)電動機試驗方法》的規(guī)定，測試系統(tǒng)帶寬應(yīng)不低于6000Hz，依據(jù)采樣定理，采樣頻率應(yīng)不低于12000Hz。

　　傅立葉時間窗至少為一個基波周期，約10S，傅立葉時間窗采樣點數(shù)不小于120,000。

　　當采樣頻率為200kHz時，傅立葉時間窗采樣點數(shù)多達2，000，000點（某些諧波分析儀僅1024點）。對功率分析儀的存儲容量和運算速度均提出了很高的要求。

4峰值因數(shù)高

　　頻率降低時，調(diào)制比也降低，這就導(dǎo)致輸出波形的峰值因數(shù)變大，低頻試驗時，峰值因數(shù)可達200以上，而一般的功率分析儀保證精度的峰值因數(shù)通常不大于6。導(dǎo)致測量精度大幅度降低。

　　鑒于以上特點，牽引電機試驗電參量采用WP4000變頻功率分析儀進行測量。牽引電機試驗系統(tǒng)原理圖如下：

圖1.牽引電機試驗系統(tǒng)

六發(fā)展趨勢

　　到上世紀六七十年代，直流牽引電機技術(shù)已發(fā)展到了頂峰。長期以來的運行也暴露出直流牽引的弱點和缺陷，那就是受到直流換向的限制，電機的故障率 高、檢修維護困難、功率和轉(zhuǎn)速難以進一步提升，再加上直流牽引電機效率低、恒功范圍窄、整車功率因數(shù)低。因此從上個世紀70年代就開始了交流牽引電機的研制。它克服了直流牽引電機的固有弱點，持續(xù)功率大、重量輕、體積小，且具有很寬的恒功速度范圍。 截止上個世紀90年代，發(fā)達國家已經(jīng)開始逐漸普及交流牽引傳動技術(shù)，不論是高速、干線還是城市軌道交通均采用交流牽引傳動動力裝置。

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