牽引電動機的理想特性


用於旋轉火車車輪併產生動力的電動機被稱為牽引電動機。牽引電動機產生的轉動力透過驅動齒輪裝置和車軸傳遞到火車車輪。牽引電動機應具有高效率。

牽引電動機的理想特性

以下是用於牽引目的的電動機的理想特性和功能的描述。

合適的轉速-轉矩特性

牽引電動機應具有合適的轉速-轉矩特性。在牽引系統中,啟動時所需的轉矩非常高,而在恆速執行期間,轉矩要求不高,因為動能已經產生,所需的牽引力僅用於克服軌阻力和重力分量。

因此,要求牽引電動機應產生非常高的啟動轉矩,並且在高速時轉矩應下降。

高過載能力

牽引電動機應具有高過載能力。牽引電動機承受著沉重的負載,會導致大量的電流湧入。這種大電流可能會產生較大的電樞反應和不良換向。在換向器表面產生的電弧可能會超過整個圓周,並可能發生閃絡,這必須不惜一切代價避免。

因此,牽引電動機應能夠承受過載而不發生閃絡。

並聯執行

牽引電動機應能夠並聯執行。在牽引工作中,多個電動機同時執行。因此,牽引電動機應能夠並聯執行。

然而,由於車輪的不均勻磨損,各種電動機的轉速會略有差異。這不會導致各種電動機產生的轉矩和電流產生很大的差異。

堅固的結構

牽引電動機的結構必須堅固,以便能夠承受連續的振動,因為這些電動機承受著惡劣的條件。此外,還應為牽引電動機提供機械保護,以防止灰塵、水、泥漿等。

承受電壓波動

在牽引工作中,由於啟動時電流湧入較大,供電線路的相當大的電壓波動是正常現象。因此,牽引電動機應能夠承受這些電壓波動,而不會對其效能產生不利影響。

牽引電動機的重量

為了增加車輛的有效載荷能力,牽引電動機的重量應儘可能小。此外,牽引電動機應具有高的功率重量比。

尺寸小巧

通常,電動機的物理尺寸取決於所使用的絕緣型別。牽引電動機採用H級絕緣繞組。此外,牽引電動機位於動車組下方,動車組下方的空間受到驅動輪尺寸和軌距的限制。因此,牽引電動機的整體尺寸必須小巧。

簡單的速度控制

牽引電動機應具有簡單的速度控制。由於電車需要經常啟動和停止,因此牽引電動機應易於採用簡單的速度控制方法。

自卸特性

牽引電動機應具有自卸特性。牽引電動機的轉速-轉矩特性應使得速度隨負載的增加而降低,即:

$$\mathrm{\mathit{T}\propto \frac{\mathrm{1}}{\mathit{N}}}$$

其中,T和N分別表示轉矩和速度。

具有這種轉速-轉矩特性的電動機能夠自我保護免受過載,因為電動機的功率輸出與轉矩和速度的乘積成正比,即:

$$\mathrm{\mathrm{功率輸出}\propto \mathit{T}\:\times \mathit{N}}$$

因此,這賦予牽引電動機自卸特性。

承受暫時性供電中斷

當控制器開啟時,經過分段絕緣體和交叉點可能會發生暫時性供電中斷。因此,牽引電動機應能夠承受這些波動而不會產生大量的電流湧入。

動態制動或再生制動

牽引電動機應易於採用簡單易行的動態制動或再生制動方法。

更新於:2022年4月27日

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