El principio de funcionamiento del motor de tracción de locomotora eléctrica.
El principio de funcionamiento del motor de tracción de locomotora eléctrica El motor de tracción es una parte importante de la locomotora y se utiliza para la conversión mutua de energía mecánica y energía eléctrica. El circuito principal consta de dos unidades inversoras, que hacen girar las ruedas e impulsan la locomotora para que funcione, con un buen rendimiento de regulación de velocidad. A continuación se analiza el principio de funcionamiento del motor de tracción de una locomotora eléctrica.
Principio de funcionamiento del motor de tracción de locomotora eléctrica tipo 1 1. Principio de funcionamiento básico
Las locomotoras eléctricas rectas a menudo se denominan locomotoras eléctricas de CC y son el tipo más simple de locomotoras eléctricas modernas. Utiliza fuente de alimentación de CC y motor de tracción de excitación en serie de CC. En la actualidad, algunas locomotoras eléctricas industriales y mineras, EMU de metro y trolebuses urbanos todavía utilizan este tipo.
II.Características de las locomotoras eléctricas de corriente continua
Analizando el principio de funcionamiento de las locomotoras eléctricas de corriente continua, se puede concluir que las locomotoras eléctricas de corriente continua tienen las siguientes características:
(1) La locomotora tiene una estructura simple, bajo costo y buena economía.
(2) Adopta un motor serie DC adecuado para tracción, con buen rendimiento de tracción y ajuste de velocidad conveniente.
(3) Control simple y operación confiable.
(4) La eficiencia del suministro de energía es baja. Debido a la limitación del voltaje terminal del motor de tracción, el voltaje de catenaria es generalmente de 1500 ~ 3000 V. Cuando se transmite cierta potencia, la corriente es grande, el cable de catenaria consume mucha energía y la eficiencia del suministro de energía es baja. .
(5) Gran inversión en infraestructuras. Para reducir la caída de tensión en la línea de contacto, existen muchas subestaciones de tracción en el tramo electrificado y la inversión de capital es grande.
(6) Regulación de velocidad paso a paso. Dado que las primeras locomotoras utilizaban resistencias reguladoras de voltaje para iniciar la regulación de velocidad, había una pérdida de energía durante el proceso de regulación, lo que hacía que la eficiencia fuera muy baja y dificultaba lograr una regulación continua y suave. Con el desarrollo de la tecnología de electrónica de potencia, la tecnología de interruptor de CC se aplica a la regulación de velocidad, que puede ajustar de forma continua y suave el voltaje terminal del motor de tracción, logrando así una regulación de velocidad continua.
En resumen, las locomotoras eléctricas de CC están limitadas por el voltaje terminal del motor de tracción y el voltaje de la red no puede ser demasiado alto, lo que limita la mejora adicional de la potencia de la locomotora. Con el desarrollo del transporte ferroviario moderno, las locomotoras eléctricas de CC obviamente no pueden adaptarse a los altos requisitos de potencia de las líneas principales. Generalmente utilizado en la industria, minería y transporte urbano.
El principio de funcionamiento del motor de tracción de una locomotora eléctrica. El motor de tracción es el motor principal que impulsa el eje motriz del vehículo y se utiliza para acelerar y frenar el vehículo.
Cuando el devanado del estator del motor de tracción se conecta a una corriente alterna trifásica, se generará un campo magnético giratorio en el espacio del estator. El devanado del rotor generará un motor de inducción y una corriente inducida en el campo magnético giratorio, lo que hará que el rotor gire bajo la acción de una fuerza electromagnética.
Existen muchos tipos de motores de tracción, como motores de tracción de CC, motores de tracción de impulsos, motores de tracción de conmutador monofásico, motores de tracción de inducción de rotación de CA (asincrónicos), motores de tracción síncronos de CA y motores de tracción lineal.
El motor de tracción es uno de los componentes importantes de la locomotora eléctrica y se instala en el bogie debajo de la carrocería del vehículo. Cuando la locomotora eléctrica está en estado de tracción, el motor de tracción convierte la energía eléctrica en energía mecánica para hacer girar las ruedas e impulsar la locomotora a funcionar.
Forma
El motor de tracción está compuesto principalmente por un estator y un rotor.
El estator incluye núcleo de estator, devanado de estator y marco. El núcleo del estator está hecho de láminas de acero al silicio y se utiliza para colocar los devanados del estator para formar el circuito magnético del motor. Los devanados del estator están hechos de alambres de cobre y forman el circuito del motor. o acero fundido y es el soporte del motor.
El rotor también incluye un núcleo de hierro y un eje giratorio. El núcleo del rotor es similar al núcleo del estator. También está hecho de láminas de acero al silicio y forma parte del circuito magnético medio del motor. El núcleo de hierro tiene ranuras para colocar o verter los devanados, que se instalan en el eje giratorio. Al trabajar, gira con el eje. El devanado se divide en tipo jaula y tipo de devanado. El devanado del rotor de jaula consta de varillas conductoras de fundición de aluminio o varillas de cobre, cuyos extremos están cortocircuitados con anillos de cortocircuito. Los devanados del rotor bobinado son similares a los devanados del estator. El eje giratorio está hecho de acero al carbono medio y está sostenido por cojinetes en ambos extremos para generar par de torsión.
Para garantizar el funcionamiento normal del motor de tracción, existe un entrehierro entre el estator y el rotor. El tamaño del entrehierro tiene un gran impacto en el rendimiento del motor. Cuando el entrehierro es grande, la reluctancia es grande y la corriente de excitación proporcionada por la fuente de alimentación es grande, lo que hace que el motor funcione con un factor de potencia bajo. Sin embargo, si el entrehierro es demasiado pequeño, el montaje será difícil. y los núcleos del estator y del rotor pueden chocar fácilmente durante el funcionamiento.
Requisitos
(1) Debe haber suficiente tracción inicial y una fuerte capacidad de sobrecarga.
(2) Tiene buen rendimiento de regulación de velocidad. Esto garantiza que la EMU tenga un amplio rango de ajuste de velocidad en diferentes condiciones de conducción y pueda utilizar plenamente la potencia del motor de tracción dentro del rango de velocidad. Las características son lo más idénticas posible cuando se opera en dirección hacia adelante y hacia atrás.
(3) La conmutación del motor de tracción CC es fiable. Cuando se opera en condiciones de alta corriente, alto voltaje, alta velocidad y campo magnético débil, la chispa de conmutación no debe exceder el nivel de chispa especificado.
(4) Todos los componentes deben tener suficiente resistencia mecánica para garantizar un funcionamiento fiable del motor en las peores condiciones.
(5) El aislamiento del motor de tracción debe tener una alta resistencia eléctrica y buenas propiedades a prueba de humedad y resistencia al calor para garantizar que el motor tenga suficiente capacidad de sobrecarga y funcione de manera confiable dentro de su vida útil.
(6) La estructura del motor de tracción debe satisfacer plenamente las necesidades de operación y mantenimiento del tren eléctrico. Por ejemplo, la transmisión y suspensión del motor deben minimizar la interacción dinámica entre el tren y la vía; tener buenas capacidades a prueba de polvo, humedad, lluvia y nieve y ser fáciles de reparar y reemplazar; etc.
(7) El peso unitario de potencia del motor de tracción debe reducirse tanto como sea posible para aprovechar al máximo los materiales electromagnéticos y los materiales estructurales.
Principio de funcionamiento del motor de tracción de una locomotora eléctrica 3 En el caso de una locomotora eléctrica, la energía eléctrica se convierte en energía mecánica, que genera fuerza de tracción a través de la fricción entre las ruedas y la vía.
La dirección de la fuerza es la misma que la dirección del movimiento del vehículo. El tamaño de la fuerza depende de la potencia del motor primario y de la velocidad del vehículo, y puede ser controlada por el vehículo. usuario según sea necesario. A menudo se le llama F-pull, a diferencia de resistencia.
Según el proceso de transmisión de fuerza, la tracción locomotora real se puede dividir en varios tipos. La fuerza externa tangencial generada por la fuerza que actúa sobre la circunferencia de la rueda en movimiento se llama fuerza de tracción circunferencial de la rueda; la fuerza de tracción del acoplador (o fuerza de tracción de la barra de tracción) se refiere a la fuerza de tracción utilizada por la locomotora para tirar del tren, que es igual a la fuerza de tracción alrededor de la rueda menos el movimiento total de la resistencia de la locomotora.
Cálculo de la fuerza de tracción:
El cálculo de la fuerza de tracción es particularmente común en el material rodante ferroviario y es uno de los indicadores de rendimiento importantes. La tracción locomotora real se puede dividir en varios tipos según el proceso de transmisión de fuerza. La fuerza externa tangencial generada por la fuerza circunferencial de la rueda en movimiento se llama fuerza de tracción circunferencial.
La tracción del acoplador (o tracción de la barra de tiro) se refiere a la tracción utilizada por la locomotora para tirar del tren, que es igual a la tracción alrededor de las ruedas menos la resistencia total a la marcha de la locomotora. Según el estado de funcionamiento del vehículo, la fuerza de tracción se puede dividir en fuerza de tracción inicial, fuerza de tracción continua y fuerza de tracción máxima.
La tracción de arranque se refiere a la tracción que puede producir un vehículo al arrancar desde parado, y su rendimiento está limitado por la adherencia; la tracción máxima se refiere a la tracción máxima que un vehículo puede producir sin dañar su propia maquinaria. , su valor suele ser el mismo que la fuerza de tracción inicial.