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明。
两种不同类型牵引电动机参数比较 表1
电机种类 型 号 安装机车型号 功率（kW） 持续功率（kW） 电机电压（V） 持续电流（A） 最大转速（r/min） 转子直径（mm） 重量（kg） 单位重量功率（kW/kg）
由上表可以看出，对于中小型容量的电机，在大致相同的重量和外型尺寸情况下牵引电动机的功率一般比直流电动机的功率大30％。
中、小容量交、直流电机参数比较 表2
三相异步电动机 BQCA843 BRl20 1400 1400 2200 360（相） 3600 930 2380 0.588 脉流电动机 UZll6—64K 181.2 1360（5rnin） 810 1050 830 1860 950 3630 0.375 9
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电机类型 型 号 小时功率(kW) 小时转速（r/min） 绝缘等级 重量（kg） 机座外径（mm） 单位重量功率(Kw/kg) 单位重量转矩（N·m/Kg) 交流异步电动机 TDK6200-A 165 1565 C 770 570 0.214 1.316 直流牵引电动机 TDK8270-A 130 L450 C 776 570 0.168 1.1 目前，从国外统计资料来看，不同类型电机其单位重量功率可达到的比值约为：直流电动机为0.33kW /kg，同步电动机为0.5kW/kg，异步电动机为0.68kW／kg。随着科技的发展,异步电动机的单位重量功率值将越来越高。如日本新干线上300系列原型试验车，所采用的交流异步牵引电动机其功率达到300kW，但重量不足400kg，单位重量功率可达0.75kg。这一经济技术指标，对世界各国正在大力发展的高速机车尤为有利。众所周知，高速机车为改善机车和轨道的动力学性能，除了改进机车机械部分结构外，还需减轻簧下重量，而采用单位重量功率大的异步电动机则是一条行之有效的途径。
3 新技术在交流传动机车上的应用
在交流传动技术的发展过程中,电力电子器件的发展是这一技术进步的物质基础。第一代机车采用快速晶闸管,变流机组复杂、效率较低、可靠性和可维修性等均不理想。随着大功率GTO器件的诞生, 上世纪80 年代中后期被迅速应用
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于大功率交流传动机车动车, 技术性能又有新的提高。进入上世纪90年代,中高压IGBT相继问世,器件品质进一步提高,变流机组又开始更新换代。
与此同时, 控制策略的发展是交流传动技术进步的理论基础。先后研究、应用了晶闸管移相整流控制、PWM控制、四象限脉冲整流控制、磁场定向控制、直接转矩控制等方法。
微电子、信息技术等为交流传动技术进步提供了现代控制手段。从过去复杂的模拟--数字电路实现简单的控制功能,进人现代网络化控制、小型化及模块化结构。微计算机和微处理器品质不断提升,由8位进步到32位、64位,由定点运算进步到浮点运算,处理能力大幅提升,构筑了以高速数字信号处理器为核心的实时控制器。
由此可见,电力电子技术这门综合学科对牵引动力交流传动系统的发展产生了强大的推动力。
4 总结
通过机车交流传动与直流传动的分析比较，我们不难看出交流传动机车明显
的发展优势。交流传动机车所以成为现代机车发展的方向，正是由异步电动机的特点和优点所决定的。和传统的串激直流电动机驱动系统相比，交流异步电动机驱动系统的优越之处表现在机械、绝缘、耐热、耐潮、粘着、维修、效率、重量尺寸等诸多方面。 1.构造简单，转速高
异步电动机是所有电机中结构最简单的电动机，除轴承外，没有其他机械接触部分。串激直流电动机则不然，结构复杂，定子、转子都有绝缘要求很高的绕组，有换向器装置和电刷机构，磨擦部分多，接线复杂，机械转速受换向条件和机械强度的限制，只能达到2500r/min左右。而交流异步电动机转速可达4000r/min以上，试验转速甚至可达6000r/min，这是直流电机所望尘莫及的。 2.粘着性能好
（1）异步电动机有很硬的机械特性，所以当某电机发生空转时，随着转速的
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升高，转矩很快降低，具有很强的恢复粘着的能力。空转发生时，转速上升值不大，即使是同步转速，与原工作点的转速差不会超出5%以上。串激电动机则不然，转矩变化一点，转速就有很大的变化。
（2）异步电动机的工作点可以很方便地进行平滑调节，以实现最大可能的粘着利用，不会出现粘着中断情况。根据检测有关粘着控制的信号，准确、迅速地改变逆变器输出的电压和频率，寻求最佳工作点，使驱动系统既不能发生空转，又能充分发挥最大的牵引力。
（3）可实现各轴单独控制。当某台电机发生空转时，可调节该台电机，这样能充分利用机车的粘着性能。在交—直传动系统中，某轴空转时，需要使所有各轴电机卸载，这样就大大降低了机车的牵引能力。
由于上述特性和良好的控制功能，交直交传动系统的粘着系数可以利用得很高，能达到40%以上，而交—直传动系统的粘着系数在36%以下。 3.功率大，牵引力大
这个概念是指在其它条件大致相同的前提下，在机车结构所提供的空间条件下，可以装更大功率的异步电动机。目前，从国外统计资料来看，不同类型电机其单位重量功率可达到的比值为：直流电动机为0.33kW/kg，同步电动机为0.5kW/kg，异步电动机为0.68kW/kg。随着科技的发展，异步电动机的单位重量功率将越来越高。如日本新干线300系列原型试验车，所采用的交流异步牵引电动机其功率达到300kW，而其重量不足400kg，单位重量功率可达0.75kW/kg。这一经济技术指标，对世界各国正在大力发展的重载和高速机车尤为有利。 4.可靠性高，维修简便
交流异步电动机无换向器、无电刷装置；除轴承外无磨擦部件，密封性好，防潮、防尘、防雪性能好；全部电气部件均是绝缘的，且所用绝缘材料均为H级或F级，绝缘性能好，耐热性能好。因此故障率低，可靠性高。控制装置是模块结构，故障率也很低，驱动系统的全部运行过程和控制过程均由无触点电子元件完成，所以不存在传统系统中经常发生的触点磨损、粘连、接触不良、机械卡滞等问题。另外交流传动机车有完备的微机监视系统和故障诊断系统，可随时监视系统的技术状态，进行故障诊断。综上所述，可知交流传动系统的可靠性是很
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高的，维修量很小，且检修简便，维修费用大大降低。 5.简化了机车主电路
异步电动机的正、反转及牵引、制动状态的转换，通过微机控制装置改变逆变器的输出相序即可实现，不需要改变主线路，所以机车主线路中的两位置转换开关可省去，主电路变得十分简单，使整车的可靠性大大提高，降低了使用维修费用。
6.效率高，利用率高，使用灵活性强
交流传动系统的总效率约为0.90，而交直流传动系统的总效率约为0.86。由可靠性、耐久性和易于维修的结合，使交流传动机车的利用率显著提高。与直流传动机车相比，HXD3型交流传动机车的利用率提高了10%。对铁路运营管理来说，在计算所需数量时，机车利用率起着重要作用，对所需投资有决定性的影响。
交流传动机车有很强的使用灵活性，它既可满足货运的大的起动牵引力的要求，又可满足客运高速度的要求。 7.动力性能和制动性能较好
异步电动机结构紧凑、重量轻，同时采用特殊的悬挂装置，簧下重量小，有较高的曲线通过能力，对轨面的冲击力小。
可在广阔的速度范围内实行电制动，甚至可以制动到零，制动功率大。一部分电制动的能量可用于其它辅助设备。
8.显著的节能效果
交流传动电力机车，由于应用了四象限脉冲整流器，使得机车在1/4额定功率以上时的功率因数接近于1。牵引同吨位的列车，接触网电流可降低20%左右。另外，它在不增加任何设备的情况下，就能方便地实现再生制动，从运行结果看可反馈10%的能量，且品质比相控机车好得多。
9.解决了对信号和通信设备的干扰
交流传动的电力机车，应用了四象限脉冲整流器作为输入端变流装置，不仅改善了接触网的功率因数，而且也从根本上保证了流过接触网的电流波形不会发
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