牽引電動機

牽引電動機是驅動車輛動輪軸的主電動機，用於車輛的加速及制動。

牽引電動機的定子繞組接通三相交流電，在定子空間將產生旋轉磁場。轉子繞組在旋轉磁場中將產生感應電動機和感應電流，從而使轉子受到電磁力的作用而轉動。

牽引電動機有許多類型，諸如直流牽引電動機，脈流牽引電動機，單相整流子牽引電動機，交流旋轉感應(非同步)牽引電動機，交流同步牽引電動機和直線牽引電動機。

牽引電動機是電力機車的重要部件之一，它安裝在車體下面的轉向架上。通過牽引電動機轉子軸端的齒輪與輪對軸上的齒輪相嚙合，當電力機車在牽引狀態時，牽引電動機將電能轉換成機械能，使輪對轉動而驅動機車運行。

牽引電動機主要由定子和轉子兩部分組成。

定子又包括定子鐵芯、定子繞組和機座。定子鐵芯由硅鋼片疊成，用於放置定子繞組，構成電動機的磁路；定子繞組由銅線繞制而成，構成電動機的電路；機座一般由鑄鐵或鑄鋼製成，是電動機的支架。

轉子又包括鐵芯和轉軸。轉子鐵芯和定子鐵芯相似，也由硅鋼片疊成，作為電動機的中磁路的一部分。鐵芯上開有槽，用於放置或澆注繞組，它安裝在轉軸上。工作時隨轉軸一起轉動。繞組分為籠型和繞線型兩種。籠型轉子繞組由鑄鋁導條或銅條組成，端部用短路環短接。繞線型轉子繞組和定子繞組相似。轉軸由中碳鋼製成，兩端由軸承支撐，用來輸出轉矩。

為了保證牽引電動機的正常運轉，在定子和轉子之間存在氣隙，氣隙的大小對電動機的性能影響極大。氣隙大，則磁阻大，由電源提供的勵磁電流大，使電動機運行的功率因數低；但氣隙過小，將使裝配困難，容易造成運行中定子和轉子鐵芯相碰。

(1)應有足夠大的啟動牽引力和較強的過載能力。

(2)具有良好的調速性能。保證電動車組在不同行駛條件下，有寬廣的速度調節範圍，並在速度變化範圍內，充分發揮牽引電動機的功率。在正反方向運行時，其特性儘可能相同。

(3)直流牽引電機機換向可靠。在大電流、高電壓、高轉速及磁場削弱條件下運行時，換向火花不應超過規定的火花等級。

(4)各部件應具有足夠的機械強度，以保證電動機在最惡劣的條件下可靠的工作。

(5)牽引電動機的絕緣必須具有很高的電氣強度，並具有良好的防潮和耐熱性能，以保證電動機有足夠的過載能力，並在其壽命期限內可靠工作。

(6)牽引電動機的結構應充分適應電動列車運行和檢修的需要。如電動機的傳動與懸掛應使動車與鋼軌間的動力作用盡量減小；對灰塵、潮氣及雨雪的侵入有良好的防護；便於檢修和更換電刷等。

(7)必須儘可能地降低牽引電動機單位功率的重量，使電磁材料和結構材料得到充分利用。

牽引電動機的工作原理和普通電動機是一致的，其基本結構和普通電動機也是相似的。但是，牽引電動機的工作條件與普通電動機相比則有很大區別，因此牽引電機在設計、結構、材料、絕緣、工藝等方面都要作慎重考慮。

牽引電動機工作條件的主要特點是：

(1)由於機車既要求有大的牽引力，又要求能高速運行，因此加到電動機上的電壓與電流變動幅度較大，故要求電動機能適應較大的調壓比，並有一定深度的磁場削弱能力。

(2)牽引電動機在露天工作，環境惡劣，經常受到風沙、雨雪的侵襲，運用地區海拔高度、環境溫度的差別很大，空氣中的濕度、鹽分(海濱區熱季)和含塵量也不相同，這些都能使電動機絕緣變差。因此，牽引電動機的絕緣材料和絕緣結構應具有較好的防塵、防潮能力。

(3)由於牽引電動機在運行中經常啟動、制動、過載和磁場削弱，且機車運行時電動機受到衝擊和振動都比普通電動機嚴重，因此，無論是電磁原因或是機械原因都會造成牽引電動機換向困難，換向器上經常產生火花甚至會形成環火。尤其要指出的是，在脈動電壓下工作的牽引電動機，其換向和發熱更為困難，因此對脈流牽引電動機的結構選擇還要考慮這方面的特殊問題。運行中的衝擊和振動除造成換向惡化外，還易使電動機的零部件損壞，因此要求牽引電動機的零部件必須具有較高的機械強度。

(4)牽引電動機安裝空間尺寸受到限制。由於牽引電動機是懸掛在機車轉向架上，電機結構必須考慮傳動和懸掛兩方面的問題，它的徑向尺寸受輪對直徑的限制，軸向尺寸受軌距的限制，還受到輪對中心線與機車走行部分其他構件之間距離的限制，因此，要求牽引電動機結構緊湊，通常都採用高等級絕緣材料和性能良好的導磁材料。