一概述

　　牽引電機是鐵路干線(xiàn)電力機車(chē)、工礦電力機車(chē)、電力傳動(dòng)內燃機車(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。牽引電機包括牽引電動(dòng)機、牽引發(fā)電機、輔助電機等。

二牽引電動(dòng)機

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

三牽引發(fā)電機

　　專(zhuān)用于電力傳動(dòng)內燃機車(chē)，以供給牽引電動(dòng)機電力的發(fā)電機，又稱(chēng)主發(fā)電機。牽引發(fā)電機有直流和交流兩種。直流牽引發(fā)電機直接向直流牽引電動(dòng)機供電。交流牽引發(fā)電機發(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)機供電。

四輔助電機

　　電力機車(chē)上的輔助電機可用直流電動(dòng)機，也可用三相交流異步電動(dòng)機。用直流電動(dòng)機作為輔助電機時(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)機時(shí)，須由靜止變相、變頻裝置或專(zhuān)用的旋轉電機供給三相電源。這種專(zhuān)用的旋轉電機稱(chēng)為劈相機，可以把單相交流電變?yōu)槿嘟涣麟姟?/p>

五牽引電機試驗

　　牽引電機試驗電參量測量特點(diǎn)如下：

1采樣同步困難

　　載波頻率低，低次諧波含量大，基波頻率測量難度加大，采樣同步帶來(lái)困難，造成頻譜泄露降低測量精度。尤其是調制比較小時(shí)，這種現象更加明顯，許多功率分析儀甚至不能正確測量基波頻率，無(wú)法實(shí)現采樣同步。

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，導致載波比不為整數，變流器輸出相鄰兩個(gè)周期的波形不同，或者說(shuō)，輸出不是嚴格周期信號，當載波頻率比較大時(shí)，非整數倍的影響較小，載波比較小時(shí)，影響加大。導致輸出波形含有較大的間諧波，給基波有效值測量帶來(lái)困難。

3基波頻率低

　　試驗的最低基波頻率達0.1Hz左右，PWM的寬頻帶和低基頻導致FFT窗口數據長(cháng)度超長(cháng)，一般分析儀的諧波運算能力和數據存儲容量不足，不能正確測量。

　　假設載波頻率為1000Hz，變流器為電壓型，按照《GB/T22670-2008變頻器供電三相籠型感應電動(dòng)機試驗方法》的規定，測試系統帶寬應不低于6000Hz，依據采樣定理，采樣頻率應不低于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)數不小于120,000。

　　當采樣頻率為200kHz時(shí)，傅立葉時(shí)間窗采樣點(diǎn)數多達2，000，000點(diǎn)（某些諧波分析儀僅1024點(diǎn)）。對功率分析儀的存儲容量和運算速度均提出了很高的要求。

4峰值因數高

　　頻率降低時(shí)，調制比也降低，這就導致輸出波形的峰值因數變大，低頻試驗時(shí)，峰值因數可達200以上，而一般的功率分析儀保證精度的峰值因數通常不大于6。導致測量精度大幅度降低。

　　鑒于以上特點(diǎn)，牽引電機試驗電參量采用WP4000變頻功率分析儀進(jìn)行測量。牽引電機試驗系統原理圖如下：

圖1.牽引電機試驗系統

六發(fā)展趨勢

　　到上世紀六七十年代，直流牽引電機技術(shù)已發(fā)展到了頂峰。長(cháng)期以來(lái)的運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，電機的故障率 高、檢修維護困難、功率和轉速難以進(jìn)一步提升，再加上直流牽引電機效率低、恒功范圍窄、整車(chē)功率因數低。因此從上個(gè)世紀70年代就開(kāi)始了交流牽引電機的研制。它克服了直流牽引電機的固有弱點(diǎn)，持續功率大、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90年代，發(fā)達國家已經(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(xiàn)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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