04章 直流和脉流牵引电动机的换相及通风冷却.ppt

直流和脉流牵引电动机的换向及通风冷却 第一节　　换向的基本概念 第一节　　换向的基本概念 第一节　　换向的基本概念 第一节　　换向的基本概念 第一节　　换向的基本概念 第一节　　换向的基本概念 第一节　　换向的基本概念 产生火花的原因 产生火花的原因 产生火花的原因 改善直流牵引电动机换向的方法 改善直流牵引电动机换向的方法 脉流牵引电动机的换向特点 脉流牵引电动机的换向特点 脉流牵引电动机的换向特点 脉流牵引电动机的换向特点 脉流牵引电动机的换向特点 改善脉流牵引电动机换向的方法 改善脉流牵引电动机换向的方法 改善脉流牵引电动机换向的方法 换向器上的环火 换向器上的环火 换向器上的环火 换向器上的环火 换向器上的环火 牵引电动机的发热和通风冷却 牵引电动机的发热和通风冷却 牵引电动机的发热和通风冷却 牵引电动机的发热和通风冷却 本章小结 脉流牵引电动机的电压。电流和磁通中除存在直流分量外，还存在着以两倍电源频率按正弦规律变化的交流分量，使其换向更为复杂。在换向元件中，除直流电势外，还存交流电抗电势变压器电势；和交流换向电势。 改善脉流牵引电动机的换向，除采取使直侃下换向良好的一系列措施外，还必须针对交流电势采取相应的措施。（1）减小变压器电势或利用变压器电势抵消交流电抗电势。方法是在励磁绕组上并联固定分路电阻；（2）减小交流电抗电势。其实感是降低直流电抗电势；(3)改善交流换向电势的相位。为此，从电机结构方面采取了一系列可行的措施。 环火是指正负电刷之间被强烈的电弧所短路,是直流和脉流牵引电动机最严重的故障。 电视运行时，换向器表面上可能产生原始火花和电位火花，火花较大时形成电弧,该电弧能否维持甚至发展为环火，取定于电弧本身的能量、换向器上的电位和片间电压等。原始电弧电流越大、电位特性越陡、片间电压越高、产生环火的可能性就越大。 为了防止环火的发生，牵引电动机在参数和结构上必须采取必要的措施，最有效的措施是设置补偿绕组。利用补偿绕组消除由于电枢反应引起的气隙磁场畸变，减小片间电压的最大值，同时使得电位特性曲线较为平坦。 牵引电动机的功率大，尺寸又受到空间的限制，因而电机发热比较严重。温升过高，不仅直接关系到电机的使用寿命和安全运行，还决定了电机的额定容量，因此，温升是评价牵引电动机性能的重要指标。 电机内部的热量，是靠传导、对流、辐射作用散发出去的。为了增强电机内部的传热能力，牵引电动机在材料和工艺上采取了许多措施，并采用通风冷却增大散热系数，提高电机的散热能力。电力机车用脉流牵引电动机，根据其结构特点和运行特点，通常采用强迫式独立通风，风道沿轴向布置。 第四章 直流和脉流牵引电动机的换向及通风冷却 第四章 就一个具体的电枢元件(线圈)来说，其电流总是不断变化的。或者说电枢旋转时，每个具体的电枢元件总是不断地从一个支路转进另外一个支路。　　　　 元件中电流的方向改变的过渡过程称为换向过程  电刷是支路的分界线；我们研究跨接在换向片1/2上的电枢元件。 换向刚开始时，元件仍属于右边支路，其电流为+ia（右→左）； 处于换向中时，元件被电刷短路，电流大小和方向处于变化的过程中； 换向结束时，元件进入左边支路，其电流已经由变为-ia（左→右）。 一个元件换向过程所需的时间就是称为换向周期Th，即一个换向片通过电刷所用的时间。换向元件的电流从+ia变到-ia所用的时间即为一个换向周期（Th=0.0005～0.02秒）。 换向问题十分复杂，换向不良会在电刷与换向片之间产生火化。当火花大到一定程度时可能损坏换向器表面，从而使电机不能正常工作。 产生火花的原因十分复杂，除电磁原因外，还有电化学、电热等因素，至今尚无完整的理论 换向元件中的电势 1.电抗电势 一般,换向周期非常短暂,电流的变化会在绕组元件中产生自感和互感电势,两者的合成电势称为电抗电势。用er表示。 电枢反应电势 当电枢旋转时，处于几何中性线上的换向元件，将切割交轴电枢磁场而产生电枢反应电势。根据右手定则可以判断的方向也是与换向前的电流方向相同，即和方向一致，都是阻碍电流换向的。 换向电势 为了改善换向，容量在1kw以上的直流电机都安装有换向极，换向极安装在几何中性线上。换向极极性应正确，以使它的磁势与交轴电枢反应磁势相反，如图所示。这样，当换向元件切割换向极磁场时，感应产生换向电势，其方向与和相反，用来抵消和对换向的不利影响。 换向元件中的电阻 换向元件中的电流 换向过程 电阻换向 理想换向情况，元件中的合成电势 延迟换向 合成电势 电流改变方向的时刻比直线换向时推迟，故称为延迟换向 超越换向 电流改变方向的时刻比直线换向时提前，故称为超越换向 电磁原因