牵引电动机的作用是什么，牵引电动机是指产生机车或动车牵引动力的电动机，牵引电动机是机车进行机械能和电能相互转换的重要部件，而牵引电动机种类繁多。以下分享牵引电动机的作用是什么？
牵引电动机的作用是什么1
牵引电动机是驱动车辆动轮轴的主电动机，用于车辆的加速及制动。
牵引电动机的定子绕组接通三相交流电，在定子空间将产生旋转磁场。转子绕组在旋转磁场中将产生感应电动机和感应电流，从而使转子受到电磁力的作用而转动。
牵引电动机有许多类型，诸如直流牵引电动机，脉流牵引电动机，单相整流子牵引电动机，交流旋转感应(异步)牵引电动机，交流同步牵引电动机和直线牵引电动机。
牵引电动机是电力机车的重要部件之一，它安装在车体下面的转向架上。通过牵引电动机转子轴端的齿轮与轮对轴上的齿轮相啮合，当电力机车在牵引状态时，牵引电动机将电能转换成机械能，使轮对转动而驱动机车运行。
组成
牵引电动机主要由定子和转子两部分组成。
定子又包括定子铁芯、定子绕组和机座。定子铁芯由硅钢片叠成，用于放置定子绕组，构成电动机的磁路；定子绕组由铜线绕制而成，构成电动机的电路；机座一般由铸铁或铸钢制成，是电动机的支架。
转子又包括铁芯和转轴。转子铁芯和定子铁芯相似，也由硅钢片叠成，作为电动机的中磁路的一部分。铁芯上开有槽，用于放置或浇注绕组，它安装在转轴上。工作时随转轴一起转动。绕组分为笼型和绕线型两种。笼型转子绕组由铸铝导条或铜条组成，端部用短路环短接。绕线型转子绕组和定子绕组相似。转轴由中碳钢制成，两端由轴承支撑，用来输出转矩。
为了保证牵引电动机的正常运转，在定子和转子之间存在气隙，气隙的大小对电动机的性能影响极大。气隙大，则磁阻大，由电源提供的励磁电流大，使电动机运行的功率因数低；但气隙过小，将使装配困难，容易造成运行中定子和转子铁芯相碰。
要求
(1)应有足够大的启动牵引力和较强的过载能力。
(2)具有良好的调速性能。保证电动车组在不同行驶条件下，有宽广的速度调节范围，并在速度变化范围内，充分发挥牵引电动机的功率。在正反方向运行时，其特性尽可能相同。
(3)直流牵引电机机换向可靠。在大电流、高电压、高转速及磁场削弱条件下运行时，换向火花不应超过规定的火花等级。
(4)各部件应具有足够的机械强度，以保证电动机在最恶劣的条件下可靠的工作。
(5)牵引电动机的绝缘必须具有很高的电气强度，并具有良好的防潮和耐热性能，以保证电动机有足够的过载能力，并在其寿命期限内可靠工作。
(6)牵引电动机的结构应充分适应电动列车运行和检修的需要。如电动机的传动与悬挂应使动车与钢轨间的动力作用尽量减小；对灰尘、潮气及雨雪的侵入有良好的'防护；便于检修和更换电刷等。
(7)必须尽可能地降低牵引电动机单位功率的重量，使电磁材料和结构材料得到充分利用。 [3]
工作条件
牵引电动机的工作原理和普通电动机是一致的，其基本结构和普通电动机也是相似的。但是，牵引电动机的工作条件与普通电动机相比则有很大区别，因此牵引电机在设计、结构、材料、绝缘、工艺等方面都要作慎重考虑。
牵引电动机工作条件的主要特点是：
(1)由于机车既要求有大的牵引力，又要求能高速运行，因此加到电动机上的电压与电流变动幅度较大，故要求电动机能适应较大的调压比，并有一定深度的磁场削弱能力。
(2)牵引电动机在露天工作，环境恶劣，经常受到风沙、雨雪的侵袭，运用地区海拔高度、环境温度的差别很大，空气中的湿度、盐分(海滨区热季)和含尘量也不相同，这些都能使电动机绝缘变差。因此，牵引电动机的绝缘材料和绝缘结构应具有较好的防尘、防潮能力。
(3)由于牵引电动机在运行中经常启动、制动、过载和磁场削弱，且机车运行时电动机受到冲击和振动都比普通电动机严重，因此，无论是电磁原因或是机械原因都会造成牵引电动机换向困难，换向器上经常产生火花甚至会形成环火。
尤其要指出的是，在脉动电压下工作的牵引电动机，其换向和发热更为困难，因此对脉流牵引电动机的结构选择还要考虑这方面的特殊问题。运行中的冲击和振动除造成换向恶化外，还易使电动机的零部件损坏，因此要求牵引电动机的零部件必须具有较高的机械强度。
(4)牵引电动机安装空间尺寸受到限制。由于牵引电动机是悬挂在机车转向架上，电机结构必须考虑传动和悬挂两方面的问题，它的径向尺寸受轮对直径的限制，轴向尺寸受轨距的限制，还受到轮对中心线与机车走行部分其他构件之间距离的限制，因此，要求牵引电动机结构紧凑，通常都采用高等级绝缘材料和性能良好的导磁材料。
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牵引电机的基本原理
牵引电动机是指产生机车或动车牵引动力的电动机。牵引电动机种类繁多，但它们都有一个对应机车和动车的牵引力和速度关系的特性，即基本牵引特性，它们既可以代表机车或动车的性能，也可以通过车辆的动轮轮径和传动比的关系转换成牵引电动机的转矩和转速的关系。
牵引电动机是驱动车辆动轮轴的主电动机，用于车辆的加速及制动。牵引电动机的定子绕组接通三相交流电，在定子空间将产生旋转磁场。转子绕组在旋转磁场中将产生感应电动机和感应电流，从而使转子受到电磁力的作用而转动。
交流牵引电机的分类和各自特点
交流牵引电动机在额定频率和额定电压不变的条件下，其自然工作特性是指给定电动机的转速n、电磁转矩T、定子功率因数cosφ1与输出功率P2之间的变化关系，而自然机械特性是指电动机和转速与电磁转矩之间的变化关系。常用的交流牵引电动机有以下几类：
1、单相串励换向器电动机
输入电压为单相低频交流，通常只采用串励，其自然运行特性与直（脉）流串励电动机基本相同。它极数较多，加上换向问题解决不够完善，只有欧洲部分国家在低频牵引电网下使用。
2、三相异步电动机
（1）转速特性n=f（P2）。在稳定运行的转速范围内，当P2增大时，电磁功率Pem和转子绕组铜损PCu2也随着增大，且PCu2比Pem增大略快，即转差率s=PCu2/Pem略有增加。因此，转速特性为略微下降的近似直线，这说明异步电动机的转速特性呈硬特性。
（2）转矩特性T=f（P2）。由T=CTΦI2=T0+P2/Ω可知，三相异步电动机与直（脉）流他励电动机一样，转矩特性为呈上升趋势的近似直线。
（3）定子功率因数特性cosφ1=f（P2）。空载时定子电流主要是励磁分量，因此空载时很低。随着P2的增大，转子电流的有功分量增长，对应的定子电流有功分量也增长，cosφ1很快上升。当P2增至额定负载以后，由于转差率s明显增大，使转子漏抗sX02增大，相对定子电流的无功分量也会增加，cosφ1反而逐渐减小。因此，定子功率因数特性呈弯曲线。
（4）机械特性n=f（T）。在稳定运行范围内，当T增大时，转子电流的有功分量I2cosφ2增大，表明转差率s略有增大，机械特性是略微下降的近似直线。因而异步电动机的机械特性呈硬特性。
3、三相同步电动机
（1）转速特性n=f（P2）和机械特性n=f（T）。由于同步电动机为交直流双边励磁电动机，其转速只取决于电枢电流频率和电动机极对数，而与P2和T无关，转速特性和机械特性为水平的绝对硬特性。
（2）转矩特性T=f（P2）。由“电机学”知识可知，电磁功率Pem随着输出功率P2的增加而增加，由于其转子同步角速度Ωr不变，转矩特性呈直线上升。
（3）定子功率因数特性cosφ1=f（P2）。由“电机学”知识可知，处于过励状态的同步电动机将从电源吸取电容性电流，以利改善cosφ1。空载时主要是直流励磁，在较小励磁时，功率因数cosφ1即可高于异步电动机。随着P2的增大，将在较大励磁时才能使cosφ1较高。
图11-3 常用牵引电动机工作特性
（a）三相异步电动机；（b）三相同步电动机
图11-3 （a）、（b）分别示出了三相异步电动机和三相同步电动机的自然运行特性。可见，三相异步电动机比三相同步电动机的特性有更明显的变化。
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电机类型和控制
具有串联励磁绕组的直流电动机是最古老的牵引电动机类型。这些提供了可用于推进的速度-扭矩特性，在较低速度下提供高扭矩以用于车辆加速，并随着速度增加而减小扭矩。通过布置具有多个抽头的励磁绕组，可以改变速度特性，从而允许操作员对加速度进行相对平稳的控制。
通过在串联并联控制中使用车辆上的电机对来提供进一步的控制措施;对于慢速运行或重载，可以使用直流电源串联两台电机。在需要更高速度的情况下，这些电机可以并联运行，从而在每个电机上提供更高的电压，从而实现更高的速度。铁路系统的某些部分可能使用不同的电压，车站之间的长期运行电压较高，而车站附近的电压较低，仅需要较慢的运行。
直流系统的一种变体是交流串联电动机，也称为通用电动机，它本质上是相同的设备，但以交流电运行。由于电枢电流和励磁电流同时反向，因此电机的行为类似于用直流电通电时的行为。
为了获得更好的运行条件，交流铁路的供电频率通常低于用于一般照明和电力的商业电源；使用特殊的牵引电流发电站，或使用旋转转换器将50或60赫兹的商业电力转换为25赫兹或16赫兹+2683Hz频率用于交流牵引电机。交流系统允许沿着铁路线的长度有效地分配电力，并且还允许通过车辆上的开关设备控制速度。
交流感应电动机和同步电动机简单且维护成本低，但由于其定速特性，难以应用于牵引电动机。交流感应电动机仅在由其结构和交流电源频率决定的狭窄速度范围内产生有用的功率。功率半导体的出现使得在机车上安装变频驱动器成为可能。这允许广泛的速度、交流电力传输和坚固的感应电机，而无需磨损部件，如电刷和换向器。
