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5kW客车发电机改进设计

技术应用 | 来源:本网 | 发布日期:2017-11-15 查看次数:465

核心提示:  5kW客车发电机改进设计刘保明\李丽鹏2,吴少萍3(1四方车辆研究所,山东青岛266031;2.太原铁路分局,山西太原030013;3.上海铁路局福州车辆段,福建福州350013)的目的。本文简要

  5kW客车发电机改进设计刘保明\李丽鹏2,吴少萍3(1四方车辆研究所,山东青岛266031;2.太原铁路分局,山西太原030013;3.上海铁路局福州车辆段,福建福州350013)的目的。本文简要介绍了改进后5kWf发电机(KFT―2型)的主要技术性能及应用说明。

  2型;技术性能;应用:U270.38+1:B 1改进的必要性试制成功的产品,是一种交流无刷三相电机因其不存在接触式换向问题,且维修工作量小,而深受用户的欢迎但是,作为轴驱供电的主要部件,KFh1型发电机存在的缺陷也是显而易见的,尤其是在列车提速后,问题更加突出,急需进行技术改进1.1设计上存在的缺陷由于受时间、技术材料和工艺等多方面的限制,KFTi 1型发电机的设计,基本是依赖于三相异步电机的设计理论和参数,如它的定子冲片与J02- 614异步电机的冲片几乎完全一致而实际上,交流感应子电机是一种脉动磁场电机,它的磁通利用率约为普通三相发电机的一半。原理不同,自然应该用不同的设计方法和计算方法1型5kW发电机一开始即存在质量大、电磁利用率低、效率不高、温升超标、励磁电流过大等问题,尽管之后提出了许多改进措施,但并没有完全得到实施1.2实际使用中存在的问题由于温升较高,输出特性不理想,加之供电系统自身的问题,实际运用中经常发生电机烧毁的现象皮带轮包角过小,经常发生皮带脱落的现象随着列车的提速,这种现象多,甚至发生皮带磨耗过大而冒烟的现象质量大影响提速列车的安全运行在提速列车中,尽管在悬挂发电机的转向架构架上采取了补强措施,但仍出现了转向架构架裂纹现象,甚至发生电:2001-12-19由于列车速度的提高,发电机的轴承损坏严重,“扫膛”故障多,影响发电机的使甩2改进时机已经成熟2.1技术储备充分在KFTi1型发电机的使用过程中,广大车电工进行了更加深入的研究1988年,四方车辆研究所对5 kW发电机进行了改进设计(定型为KFT|1A,但没有批量生产和推广),以提高发电机的电气性能和减少制造成本改进后的5kW发电机不但在电气性能上得到了大幅度提高而且其质量也降低到155kg(老电机的质量为169kg)1992年,四方所依据KFT― 1A型发电机设计的成功经验,为出口缅甸客车提供了200多台KFTi3型3kW感应子发电机,其性能指标和质量己达到国外先进水平2.2新技术、新材料和新工艺的支持借助于计算机辅助设计,可以使交流感应子发电机的设计更加趋于合理,计算更加方便和准硫导磁和导电材料性能的提高也为5 kW发电机的大幅减重提供了物质基础。

  2型5kW发电机的设计(1)必须与原有轴驱供电系统配套;(2)结构和工作原理要与己被现场所掌握的K FT-1型发电机一致;(3)不改变电机的轴向长度和吊挂结构;(4)电气性能较KFT-1型有所提高并符合铁标;(5)电磁设计合理,电机质量有大幅减轻其主要参数及与其他5kW发电机的对比见表1表1各种5kW客车发电机的主要参数型号功率/kW定子外径/mm小槽数励磁小槽数电流密度/(A.mm-2)热负荷励磁电流/A电枢绕组温升/K励磁绕组温升/K电压调整率%机体材料球墨铸铁铸钢质量/kg从表1数据对比可以看出,KFTi2型发电机的质量得到大幅减轻,减幅超过22%而且电气性能也得到提高4使用说明2型5kW发电机的轴向长度和安装方式与KFTi1型完全一致,电机的结构原理也一致,能够与KI!2A型控制箱匹配,因而能够和原系统很好地衔接,便于现场掌握。对使用中的主要问题说明如下:4.1发电机皮带轮大发电机皮带轮的直径(KFh1型发电机皮带轮直径为125mm,KFh 2型皮带轮直径为160mm),对发电机的运行有利:其一,皮带轮大后,在相同的车速下,发电机的实际转速降低,对电机轴承的运转有利,例如在850 1型发电机对应的车速约为42km/h,而KFh2型发电机对应的车速约为53km/h;其二,皮带轮直径的大使皮带包角加,减少了皮带脱落现象和皮带磨掼提速后,大部分列车的平均运行速度都在60 km/h以上,因此,加大皮带轮直径不会影响系统的工作。实际上,有的路局在2a以前己将KFh1型发电机的皮带轮更换为160mm,运用效果比较妊但是,对于短途或市郊列车,皮带轮还应保持不变由于KFh2型发电机的转子为8齿,即发电机为8极电机,加上皮带轮直径大,在与KPi2A控制箱配套调试时,要注意发电机实际转速的测量。

  4.2发电机的起电转速1型发电机由于磁场设计的余量多,铁芯有效质量大,使发电机的剩磁较多,起电转速低,一般在400r/min~500r/min即可起电;KFr2型发电机由于铁芯的有效质量减少很多,因而与KFh1型发电机相比,剩磁小,起电转速略有提高,不大KP-2A控制箱的助磁电流时,一般在500r/min~600r/min时起电,列车提速后,起电速度略有提高,不会影响供电系统的工作此外,由于新电机的剩磁较少,如果助磁电流的方向与剩磁相反,初次配套使用时,起电的转速可能更高,但只要发电机发电后,剩磁与助磁方向理顺,发电机的起电速度应稳定在允许的范围内。当然,适当大助磁电流也可以降低发电机的起电速度,但考虑需要对己经使用中的控制箱进行调整,应尽量不采用这种方法。

  4.3发电机的温升由于发电机体积减小,机体减薄,在温升试验的初期,机体温度上升速率较KFT- 1型发电机快,而达到温升稳定的时间相对缩短。

  5结束语2型5 kW发电机的改进设计,借助先进的计算机辅助设计,应用了比较好的电机制造材料,达到了预期的目的现己通过技术评审,正在推广应用。

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