阮 揚

（天津鐵路信號有限責(zé)任公司，天津 300300）

交流力矩電動機是力矩電動機的一種類型，它的工作特性是輸出轉(zhuǎn)速低、轉(zhuǎn)矩大。交流力矩電動機采用籠式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，靠改變極對數(shù)獲取低轉(zhuǎn)速和大轉(zhuǎn)矩輸出特性。

交流力矩電動機主要運行在大負載低轉(zhuǎn)速的工作狀態(tài)，在電影膠片沖洗、輕工化纖、紡織、電纜、塑料及造紙等卷繞裝置中得到廣泛運用。近十年來，該類型的電動機也在鐵路編組場電動車輛減速器上進行研究應(yīng)用，并取得較為理想效果?，F(xiàn)就交流力矩電動機在電動車輛減速器上的應(yīng)用特點進行分析。

鐵路車輛減速器是鐵路駝峰編組站場溜放車輛的調(diào)速設(shè)備，其傳動系統(tǒng)主要采用液壓傳動、氣壓傳動技術(shù)，這些動力系統(tǒng)具有傳動力大、能源可以儲備等特點，但由于存在能源二次轉(zhuǎn)化，需要配套能源輸送管網(wǎng)設(shè)施，投資大，能源利用率低，維護技術(shù)要求高等問題。人們一直尋求直接采用電能作動力源的新驅(qū)動方式。交流力矩電動機的特性比較符合車輛減速器啟動力大、動程小的傳動技術(shù)要求，只要在電機與減速器曲柄連桿機構(gòu)之間增設(shè)增力和鎖緊機構(gòu)，就能完全符合減速器動作要求。目前國內(nèi)有幾種類型的電動減速器在使用中，雖然沒有得到大范圍普及，但作為一種新的技術(shù)，其電動車輛減速器優(yōu)點已得到實踐證明。

交流力矩電動機工作特性因外部電源環(huán)境條件影響而變化。通常情況，交流力矩電動機在額定電壓和頻率下使用，當(dāng)供電電源發(fā)生變化時，會對電機特性產(chǎn)生影響，對此，在使用中應(yīng)給予一定的關(guān)注。下面對電源頻率不變，而電源電壓波動情況下，交流力矩電動機特性變化狀態(tài)進行論述，并分析對電動車輛減速器工作的影響。

1 供電電源電壓過低情況

在電源頻率不變時，電壓過低，使定子繞組所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場較額定電壓時減弱，根據(jù)公式：

式中：Mdc——異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩/N·m；

K——與電機結(jié)構(gòu)有關(guān)的比例常數(shù)；

f1——定子電源頻率/Hz；

U1——定子繞組相電壓有效值/V；

S——電動機的轉(zhuǎn)差率；

R2——轉(zhuǎn)子繞組的一相電阻/Ω；

X20——轉(zhuǎn)子不動時的一相感抗/Ω；

g——重力加速度 /（m/s2）。

分析可知，電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比，電動機起動轉(zhuǎn)矩低于額定轉(zhuǎn)矩，造成電動車輛減速器動作轉(zhuǎn)換時起動困難。同時，因電動車輛減速器制動時負載反向作用，電動機的端電壓過低，將引起負載電流分量增大的數(shù)值大于激磁電流分量的減少數(shù)值，造成定子電流增加，功率損耗加大。

2 供電電源電壓偏高情況

在電源頻率不變時，電壓偏高，會使定子電流增加，導(dǎo)致定子繞組過熱而超過允許范圍。所以國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在10 kV及以下三相供電電壓允許偏差為額定電壓的±7%，電動機可長期使用。

3 交流力矩電動機堵轉(zhuǎn)試驗情況

電動車輛減速器允許額定電壓AC380V（-20%，+10%）。在電壓頻率50 Hz固定不變的情況，對接入不同電壓值，測試電機輸出特性，如表1所示。

表1 測試電機輸出特性

測試數(shù)據(jù)表明，交流力矩電動機的輸出功率、負載電流及轉(zhuǎn)矩的數(shù)值隨輸出電壓不同而發(fā)生變化，而轉(zhuǎn)矩變化非常明顯。當(dāng)電壓波動較小時，轉(zhuǎn)矩變化對電動減速器傳動性能影響不大，可以忽略。如果電壓波動較大時，就會對減速器傳動性能影響很大，嚴(yán)重時，會造成減速器傳動的故障。所以，供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，是影響電動車輛減速器正常工作的重要因素之一。由此可以得出，在我國，鐵路編組場供電是由國家電網(wǎng)提供，50 Hz電源頻率是穩(wěn)定的，不會對電動車輛減速器工作造成影響。但電源電壓的高低易受到變壓器容量的大小、輸電線路長短、用電負載大小等因素影響而不同，在電動車輛減速器使用維護過程中，應(yīng)考慮到使用現(xiàn)場的供電條件，如變壓器、用電負載和供電線路等諸多因素，特別是電動車輛減速器使用現(xiàn)場的末端電壓。所以，根據(jù)現(xiàn)場條件，有計劃、重點的進行監(jiān)控與維護，也可對電動車輛減速器的電源配電、控制系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)和元器件進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，達到較好的使用效果。即能夠滿足車輛減速器對溜放車輛調(diào)速需要，又能使電能功耗最小化，節(jié)約電能。在產(chǎn)品制造和應(yīng)用中，要充分掌握和了解使用站場電網(wǎng)的供電狀態(tài)，根據(jù)不同使用條件，選配產(chǎn)品合理的技術(shù)參數(shù)，對使用現(xiàn)場供電變壓器、負載大小、配電設(shè)施、輸電線路進行統(tǒng)籌考慮，合理配置，可以達到使用的最佳效果。