核心提示：　　5kW客車發(fā)電機(jī)改進(jìn)設(shè)計(jì)劉保明\李麗鵬2，吳少萍3（1四方車輛研究所，山東青島266031；2.太原鐵路分局，山西太原030013；3.上海鐵路局福州車輛段，福建福州350013）的目的。本文簡(jiǎn)要

　　5kW客車發(fā)電機(jī)改進(jìn)設(shè)計(jì)劉保明\李麗鵬2，吳少萍3（1四方車輛研究所，山東青島266031；2.太原鐵路分局，山西太原030013；3.上海鐵路局福州車輛段，福建福州350013）的目的。本文簡(jiǎn)要介紹了改進(jìn)后5kWf發(fā)電機(jī)（KFT―2型）的主要技術(shù)性能及應(yīng)用說(shuō)明。

　　2型；技術(shù)性能；應(yīng)用：U270.38+1：B 1改進(jìn)的必要性試制成功的產(chǎn)品，是一種交流無(wú)刷三相電機(jī)因其不存在接觸式換向問(wèn)題，且維修工作量小，而深受用戶的歡迎但是，作為軸驅(qū)供電的主要部件，KFh1型發(fā)電機(jī)存在的缺陷也是顯而易見(jiàn)的，尤其是在列車提速后，問(wèn)題更加突出，急需進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)1.1設(shè)計(jì)上存在的缺陷由于受時(shí)間、技術(shù)材料和工藝等多方面的限制，KFTi 1型發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)，基本是依賴于三相異步電機(jī)的設(shè)計(jì)理論和參數(shù)，如它的定子沖片與J02- 614異步電機(jī)的沖片幾乎完全一致而實(shí)際上，交流感應(yīng)子電機(jī)是一種脈動(dòng)磁場(chǎng)電機(jī)，它的磁通利用率約為普通三相發(fā)電機(jī)的一半。原理不同，自然應(yīng)該用不同的設(shè)計(jì)方法和計(jì)算方法1型5kW發(fā)電機(jī)一開(kāi)始即存在質(zhì)量大、電磁利用率低、效率不高、溫升超標(biāo)、勵(lì)磁電流過(guò)大等問(wèn)題，盡管之后提出了許多改進(jìn)措施，但并沒(méi)有完全得到實(shí)施1.2實(shí)際使用中存在的問(wèn)題由于溫升較高，輸出特性不理想，加之供電系統(tǒng)自身的問(wèn)題，實(shí)際運(yùn)用中經(jīng)常發(fā)生電機(jī)燒毀的現(xiàn)象皮帶輪包角過(guò)小，經(jīng)常發(fā)生皮帶脫落的現(xiàn)象隨著列車的提速，這種現(xiàn)象多，甚至發(fā)生皮帶磨耗過(guò)大而冒煙的現(xiàn)象質(zhì)量大影響提速列車的安全運(yùn)行在提速列車中，盡管在懸掛發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上采取了補(bǔ)強(qiáng)措施，但仍出現(xiàn)了轉(zhuǎn)向架構(gòu)架裂紋現(xiàn)象，甚至發(fā)生電：2001-12-19由于列車速度的提高，發(fā)電機(jī)的軸承損壞嚴(yán)重，“掃膛”故障多，影響發(fā)電機(jī)的使甩2改進(jìn)時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟2.1技術(shù)儲(chǔ)備充分在KFTi1型發(fā)電機(jī)的使用過(guò)程中，廣大車電工進(jìn)行了更加深入的研究1988年，四方車輛研究所對(duì)5 kW發(fā)電機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)（定型為KFT|1A，但沒(méi)有批量生產(chǎn)和推廣），以提高發(fā)電機(jī)的電氣性能和減少制造成本改進(jìn)后的5kW發(fā)電機(jī)不但在電氣性能上得到了大幅度提高而且其質(zhì)量也降低到155kg（老電機(jī)的質(zhì)量為169kg）1992年，四方所依據(jù)KFT― 1A型發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)的成功經(jīng)驗(yàn)，為出口緬甸客車提供了200多臺(tái)KFTi3型3kW感應(yīng)子發(fā)電機(jī)，其性能指標(biāo)和質(zhì)量己達(dá)到國(guó)外先進(jìn)水平2.2新技術(shù)、新材料和新工藝的支持借助于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，可以使交流感應(yīng)子發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)更加趨于合理，計(jì)算更加方便和準(zhǔn)硫?qū)Т藕蛯?dǎo)電材料性能的提高也為5 kW發(fā)電機(jī)的大幅減重提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

　　2型5kW發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)（1）必須與原有軸驅(qū)供電系統(tǒng)配套；（2）結(jié)構(gòu)和工作原理要與己被現(xiàn)場(chǎng)所掌握的K FT-1型發(fā)電機(jī)一致；（3）不改變電機(jī)的軸向長(zhǎng)度和吊掛結(jié)構(gòu)；（4）電氣性能較KFT-1型有所提高并符合鐵標(biāo)；（5）電磁設(shè)計(jì)合理，電機(jī)質(zhì)量有大幅減輕其主要參數(shù)及與其他5kW發(fā)電機(jī)的對(duì)比見(jiàn)表1表1各種5kW客車發(fā)電機(jī)的主要參數(shù)型號(hào)功率/kW定子外徑/mm小槽數(shù)勵(lì)磁小槽數(shù)電流密度/（A.mm-2）熱負(fù)荷勵(lì)磁電流/A電樞繞組溫升/K勵(lì)磁繞組溫升/K電壓調(diào)整率％機(jī)體材料球墨鑄鐵鑄鋼質(zhì)量/kg從表1數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出，KFTi2型發(fā)電機(jī)的質(zhì)量得到大幅減輕，減幅超過(guò)22%而且電氣性能也得到提高4使用說(shuō)明2型5kW發(fā)電機(jī)的軸向長(zhǎng)度和安裝方式與KFTi1型完全一致，電機(jī)的結(jié)構(gòu)原理也一致，能夠與KI！2A型控制箱匹配，因而能夠和原系統(tǒng)很好地銜接，便于現(xiàn)場(chǎng)掌握。對(duì)使用中的主要問(wèn)題說(shuō)明如下：4.1發(fā)電機(jī)皮帶輪大發(fā)電機(jī)皮帶輪的直徑（KFh1型發(fā)電機(jī)皮帶輪直徑為125mm，KFh 2型皮帶輪直徑為160mm），對(duì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行有利：其一，皮帶輪大后，在相同的車速下，發(fā)電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速降低，對(duì)電機(jī)軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)有利，例如在850 1型發(fā)電機(jī)對(duì)應(yīng)的車速約為42km/h，而KFh2型發(fā)電機(jī)對(duì)應(yīng)的車速約為53km/h；其二，皮帶輪直徑的大使皮帶包角加，減少了皮帶脫落現(xiàn)象和皮帶磨摜提速后，大部分列車的平均運(yùn)行速度都在60 km/h以上，因此，加大皮帶輪直徑不會(huì)影響系統(tǒng)的工作。實(shí)際上，有的路局在2a以前己將KFh1型發(fā)電機(jī)的皮帶輪更換為160mm，運(yùn)用效果比較妊但是，對(duì)于短途或市郊列車，皮帶輪還應(yīng)保持不變由于KFh2型發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子為8齒，即發(fā)電機(jī)為8極電機(jī)，加上皮帶輪直徑大，在與KPi2A控制箱配套調(diào)試時(shí)，要注意發(fā)電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速的測(cè)量。

　　4.2發(fā)電機(jī)的起電轉(zhuǎn)速1型發(fā)電機(jī)由于磁場(chǎng)設(shè)計(jì)的余量多，鐵芯有效質(zhì)量大，使發(fā)電機(jī)的剩磁較多，起電轉(zhuǎn)速低，一般在400r/min~500r/min即可起電；KFr2型發(fā)電機(jī)由于鐵芯的有效質(zhì)量減少很多，因而與KFh1型發(fā)電機(jī)相比，剩磁小，起電轉(zhuǎn)速略有提高，不大KP-2A控制箱的助磁電流時(shí)，一般在500r/min~600r/min時(shí)起電，列車提速后，起電速度略有提高，不會(huì)影響供電系統(tǒng)的工作此外，由于新電機(jī)的剩磁較少，如果助磁電流的方向與剩磁相反，初次配套使用時(shí)，起電的轉(zhuǎn)速可能更高，但只要發(fā)電機(jī)發(fā)電后，剩磁與助磁方向理順，發(fā)電機(jī)的起電速度應(yīng)穩(wěn)定在允許的范圍內(nèi)。當(dāng)然，適當(dāng)大助磁電流也可以降低發(fā)電機(jī)的起電速度，但考慮需要對(duì)己經(jīng)使用中的控制箱進(jìn)行調(diào)整，應(yīng)盡量不采用這種方法。

　　4.3發(fā)電機(jī)的溫升由于發(fā)電機(jī)體積減小，機(jī)體減薄，在溫升試驗(yàn)的初期，機(jī)體溫度上升速率較KFT- 1型發(fā)電機(jī)快，而達(dá)到溫升穩(wěn)定的時(shí)間相對(duì)縮短。

　　5結(jié)束語(yǔ)2型5 kW發(fā)電機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)，借助先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，應(yīng)用了比較好的電機(jī)制造材料，達(dá)到了預(yù)期的目的現(xiàn)己通過(guò)技術(shù)評(píng)審，正在推廣應(yīng)用。

　　（編輯：何芳）征訂信息《鐵道車輛》單行本1999年增刊（25.5m空調(diào)雙層客車運(yùn)營(yíng)10周年專輯）單價(jià)：10.00元2000年增刊（城市軌道車輛學(xué)術(shù)研討會(huì)專輯）單價(jià)：10.00元2001年）每年一本，單價(jià)：100.00元以上費(fèi)用均己包含郵費(fèi)，歡迎單位和個(gè)人選購(gòu)，來(lái)函、來(lái)款請(qǐng)寄《鐵道車輛》編輯部地址：青島市瑞昌路231號(hào)郵編：266031下期和新突破（續(xù)完）車輪扁疤動(dòng)態(tài)檢測(cè)方法綜述工業(yè)造型和空氣動(dòng)力學(xué)在流線型列車外形設(shè)計(jì)中的應(yīng)用要目高速列車鋼質(zhì)拖車車體輕量化設(shè)計(jì)研究貨車轉(zhuǎn)向架動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)試方法研究出口澳大利亞貨車制動(dòng)系統(tǒng)介紹濃相輸送氧化鋁粉罐車雙層機(jī)車車輛綜合試驗(yàn)車的開(kāi)發(fā)研制