三相交流牵引电机的设计与优化_开题报告

交流牵引电机是现代交流传动中机电能量转换的核心部件，它和变流器被称为交流传动的“心脏”，随着交流控制技术的发展而发展。交流牵引电机和现代电力电子技术、控制理论的结合，开辟了轨道传动领域的新纪元，是目前交流传动领域研发的主流热点。

（一）国外研究现状

国外交流牵引电机的应用起步较早。1891~1892年德国西门子公司试验成功了三相交流电源直接供电的最早的绕线式转子异步牵引电动机。1971年德国研制成功第1台交流传动内燃机车（DE2500），采用三相异步电动机。1980～1987年间研制了4台DE2500交流传动内燃机车（德国），改装了12001交流传动电力机车（瑞士），对不同供电方式下的PWM逆变器—异步牵引电机系统在转差—电流控制下的机车性能进行了多方面的试验，结果向世人展示了交流传动系统的意想不到的优越性，这些机车采用的是三相异步牵引电动机。1988年德国西门子ICEV动车创造了407km/h的世界第一速，采用的是三相异步电动机。

目前，随着磁场定向控制和直接转矩控制等交流传动控制技术的发展，德国、法国、日本、美国等各国已研制出多种型号的交流传动电力机车、交流电传动内燃机车和高速电动车组。

（二）国内研究现状

我国交流牵引电机伴随着交流传动技术的研究始于上世纪70年代初，当时只进行一些理论研究和地面试验，采用过交流异步电动机和同步电动机。其中交流异步电动机应用与研究较为广泛。1999年9月我国首台交流传动内燃机车“捷力型”调车内燃机车研制成功，采用JD108型交流异步牵引电动机，标志着我国内燃机车进入交流传动时代。2000年我国首批投入商业运营的国内单轴功率最大、达到国际先进水平的交流传动高速客运电力机车“熊猫号”和高速动车组“蓝箭号”诞生，它们采用的是三相异步电动机。

近年以来，通过引进国外高速重载、高速动车的先进技术，立足国内，自主创新，已取得了实质性的成果，将我国交流传动技术和交流牵引电机技术提升到国际一流的水平，诞生了具有我国自主知识产权的DJ1、DJ2、DJ4、HXD1、HXD2、HXD3以及HXN3、HXN5大功率交流传动电力和内燃机车，也诞生了CRH1、CRH2、CRH2-300、CRH3、CRH5、CRH380A系列高速动车组，产生了大功率以及高速的异步牵引电机YJ116A、YJ85A、YJ90A、YJ87A、YJ105A、YJ92A、JD160、JD121、JD123等系列电机，使我国交流牵引电机研发与发达国家的差距大大缩小，使我国交流牵引电机研制真正进入一个新时代。

随着三相交流牵引电机的应用，学者也开始关注三相交流牵引电机。例如，苟军善，侯康鹏（2011）介绍了交流牵引电动机未来发展态势，提出交流牵引电机和现代电力电子技术、控制理论的结合，开辟了轨道传动领域的新纪元。赵晓谦，管风（2014）根据4400马力交流传动调车内燃机车设计任务书对交流牵引电机的设计要求，完成CDJD113三相异步交流牵引电机的研制。通过对样机试验和验证，表明设计研制的异步牵引电机满足机车要求，性能良好，产品可靠。滕强，姜辉，张春红（2017）给出了城轨车辆用交流异步牵引电机设计方案，为实现公司城轨车辆用交流异步牵引电机系列化开发打下坚实的基础。这些研究成果都为本文三相交流牵引电机的设计与优化提供了参考。

二、^范文提纲

引言

一、三相交流牵引电机构成与原理

（一）组织构成

（二）工作原理

二、三相交流牵引电机设计

（一）性能设计

（二）参数设计

（三）结构设计

三、三相交流牵引电机优化

（一）轴承优化

（二）绝缘结构优化

（三）焊接工艺优化

四、试验验证

（一）负载试验

（二）振动试验

（三）噪声试验

（四）温升试验

五、结束语

三、参考文献

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