高速動(dòng)車組大功率牽引電機(jī)溫度場(chǎng)分布研究.pdf

1、高速鐵路是當(dāng)代高新技術(shù)的集成，以其快速、高效、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)在世界各國(guó)得到了迅猛的發(fā)展。高速動(dòng)車組普遍采用變頻調(diào)速交流傳動(dòng)系統(tǒng)，變頻調(diào)速牽引電機(jī)是高速動(dòng)車組的關(guān)鍵設(shè)備之一，其性能對(duì)動(dòng)車組的安全、可靠性具有重要影響。隨著動(dòng)車組牽引功率不斷提升，單臺(tái)牽引電機(jī)容量需要大幅度提高。目前由于變流器開關(guān)器件的耐壓水平無(wú)法提高，所以增大輸入電流以提高單臺(tái)電機(jī)的輸出功率是實(shí)現(xiàn)牽引電機(jī)大容量化的有效方式之一。但是，大工作電流將使電機(jī)的損耗增加，同時(shí)由于動(dòng)車組

2、轉(zhuǎn)向架的軸重和空間體積有限，電機(jī)運(yùn)行和散熱狀況惡劣，造成牽引電機(jī)各部件工作溫度升高(有時(shí)甚至達(dá)到200℃以上)，電機(jī)內(nèi)熱點(diǎn)溫度頻繁超限，可能導(dǎo)致電機(jī)絕緣失效。因此，準(zhǔn)確解析牽引電機(jī)電熱場(chǎng)分布，發(fā)現(xiàn)電機(jī)溫升熱點(diǎn)，對(duì)電機(jī)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)從而提高電機(jī)的服役性能成為大功率牽引電機(jī)設(shè)計(jì)制造的重要問題。
　　根據(jù)電磁場(chǎng)理論構(gòu)建了高速動(dòng)車組大功率牽引電機(jī)場(chǎng)路耦合分析模型，研究了不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(兩電平、三電平)牽引逆變器在正弦脈寬調(diào)制、方波控制

3、以及電流跟蹤控制方式下的輸出特性，解析了牽引電機(jī)運(yùn)行特性及啟動(dòng)過程中的電磁暫態(tài)過程，探明了電機(jī)瞬態(tài)電磁場(chǎng)分布規(guī)律。
　　根據(jù)傳熱學(xué)理論構(gòu)建了高速動(dòng)車組大功率牽引電機(jī)全域三維溫度場(chǎng)分析模型，研究了電機(jī)的主要傳熱方式及電機(jī)內(nèi)絕緣層和表面層對(duì)傳熱的影響，確定了電機(jī)各部分損耗及等效散熱系數(shù)的計(jì)算方法，解析了電機(jī)在額定負(fù)載下的穩(wěn)態(tài)三維溫度場(chǎng)、熱流密度及熱應(yīng)力分布，找到了電機(jī)溫升熱點(diǎn)，并對(duì)影響溫度場(chǎng)分布的因素進(jìn)行了敏感度分析。
　　研究