一概述

　　牽引電機(jī)是鐵路干線電力機(jī)車(chē)、工礦電力機(jī)車(chē)、電力傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)和各種電動(dòng)車(chē)輛（如蓄電池車(chē)、城市電車(chē)、地下鐵道電動(dòng)車(chē)輛）上用于牽引的電機(jī)。牽引電機(jī)包括牽引電動(dòng)機(jī)、牽引發(fā)電機(jī)、輔助電機(jī)等。

二牽引電動(dòng)機(jī)

　　在機(jī)車(chē)或動(dòng)車(chē)上用于驅(qū)動(dòng)一根或幾根動(dòng)輪軸的電動(dòng)機(jī)。牽引電動(dòng)機(jī)有多種類(lèi)型，如直流牽引電動(dòng)機(jī)、交流異步牽引電動(dòng)機(jī)和交流同步牽引電動(dòng)機(jī)等。

三牽引發(fā)電機(jī)

　　專(zhuān)用于電力傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)，以供給牽引電動(dòng)機(jī)電力的發(fā)電機(jī)，又稱(chēng)主發(fā)電機(jī)。牽引發(fā)電機(jī)有直流和交流兩種。直流牽引發(fā)電機(jī)直接向直流牽引電動(dòng)機(jī)供電。交流牽引發(fā)電機(jī)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(dòng)機(jī)供電。

四輔助電機(jī)

　　電力機(jī)車(chē)上的輔助電機(jī)可用直流電動(dòng)機(jī)，也可用三相交流異步電動(dòng)機(jī)。用直流電動(dòng)機(jī)作為輔助電機(jī)時(shí)，須由專(zhuān)用的硅整流器供電。用三相交流異步輔助電動(dòng)機(jī)時(shí)，須由靜止變相、變頻裝置或?qū)Ｓ玫男D(zhuǎn)電機(jī)供給三相電源。這種專(zhuān)用的旋轉(zhuǎn)電機(jī)稱(chēng)為劈相機(jī)，可以把單相交流電變?yōu)槿嘟涣麟姟?/p>

五牽引電機(jī)試驗(yàn)

　　牽引電機(jī)試驗(yàn)電參量測(cè)量特點(diǎn)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(cè)量難度加大，采樣同步帶來(lái)困難，造成頻譜泄露降低測(cè)量精度。尤其是調(diào)制比較小時(shí)，這種現(xiàn)象更加明顯，許多功率分析儀甚至不能正確測(cè)量基波頻率，無(wú)法實(shí)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(gè)周期的波形不同，或者說(shuō)，輸出不是嚴(yán)格周期信號(hào)，當(dāng)載波頻率比較大時(shí)，非整數(shù)倍的影響較小，載波比較小時(shí)，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(cè)量帶來(lái)困難。

3基波頻率低

　　試驗(yàn)的最低基波頻率達(dá)0.1Hz左右，PWM的寬頻帶和低基頻導(dǎo)致FFT窗口數(shù)據(jù)長(zhǎng)度超長(zhǎng)，一般分析儀的諧波運(yùn)算能力和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量不足，不能正確測(cè)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(dòng)機(jī)試驗(yàn)方法》的規(guī)定，測(cè)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(shí)間窗至少為一個(gè)基波周期，約10S，傅立葉時(shí)間窗采樣點(diǎn)數(shù)不小于120,000。

　　當(dāng)采樣頻率為200kHz時(shí)，傅立葉時(shí)間窗采樣點(diǎn)數(shù)多達(dá)2，000，000點(diǎn)（某些諧波分析儀僅1024點(diǎn)）。對(duì)功率分析儀的存儲(chǔ)容量和運(yùn)算速度均提出了很高的要求。

4峰值因數(shù)高

　　頻率降低時(shí)，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(yàn)時(shí)，峰值因數(shù)可達(dá)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(cè)量精度大幅度降低。

　　鑒于以上特點(diǎn)，牽引電機(jī)試驗(yàn)電參量采用WP4000變頻功率分析儀進(jìn)行測(cè)量。牽引電機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)原理圖如下：

圖1.牽引電機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)

六發(fā)展趨勢(shì)

　　到上世紀(jì)六七十年代，直流牽引電機(jī)技術(shù)已發(fā)展到了頂峰。長(zhǎng)期以來(lái)的運(yùn)行也暴露出直流牽引的弱點(diǎn)和缺陷，那就是受到直流換向的限制，電機(jī)的故障率 高、檢修維護(hù)困難、功率和轉(zhuǎn)速難以進(jìn)一步提升，再加上直流牽引電機(jī)效率低、恒功范圍窄、整車(chē)功率因數(shù)低。因此從上個(gè)世紀(jì)70年代就開(kāi)始了交流牽引電機(jī)的研制。它克服了直流牽引電機(jī)的固有弱點(diǎn)，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(gè)世紀(jì)90年代，發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始逐漸普及交流牽引傳動(dòng)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(dòng)動(dòng)力裝置。

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