【正文】 通過上述的比較，我們不難發(fā)現(xiàn)，最適合大眾化的就是交流異步電機(jī)。但是異步電機(jī)分類很多，交流電動機(jī)分為單相交流異步電動機(jī)和三相交流電動機(jī)兩類，三相交流電動機(jī)又分為同步和異步電動機(jī)兩種類型。在電力拖動系統(tǒng)中交流電動機(jī)應(yīng)用最廣泛，尤其是三相異步電動機(jī)，可以說是其中的熱門，所以選擇就是三相異步電動機(jī)。4三相交流異步電動機(jī)相異步電動機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成，定子是靜止不動的部分，轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)部分，在定子與轉(zhuǎn)子之間有一定的氣隙。定子由鐵心、繞組與機(jī)座三部分組成。轉(zhuǎn)子由鐵心與繞組組成，轉(zhuǎn)子繞組有鼠籠式和線繞式。鼠籠式轉(zhuǎn)子是在轉(zhuǎn)子鐵心槽里插入銅條，再將全部銅條兩端焊在兩個銅端環(huán)上而組成；線繞式轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組一樣，由線圈組成繞組放入轉(zhuǎn)子鐵心槽里。鼠籠式與線繞式兩種電動機(jī)雖然結(jié)構(gòu)不一樣，但工作原理是一樣的。三相異步電動機(jī)的工作原理是基于定子旋轉(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子電流的相互作用。假設(shè)定子只有一對磁極，轉(zhuǎn)子只有一匝繞組。在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割磁力線（其方向與旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向相反），因而在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動勢e從而產(chǎn)生感應(yīng)電流i。根據(jù)安培電磁力定律，轉(zhuǎn)子電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生電磁力F（其方向用左手定則決定），這力在轉(zhuǎn)子的軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，且轉(zhuǎn)矩作用方向與旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向相同，轉(zhuǎn)子受此轉(zhuǎn)矩的作用，按旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)起來。 最簡單的三相定子繞組AX、BY、CZ，它們在空間按互差1200的規(guī)律對稱排列。并接成星形與三相電源U、V、W相聯(lián)。則三相定子繞組便通過三相對稱電流：隨著電流在定子繞組中通過，在三相定子繞組中就會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場 當(dāng)wt=00時，AX繞組中無電流；為負(fù)，BY繞組中的電流從Y流入B1流出；為正，CZ繞組中的電流從C流入Z流出；由右手螺旋定則可得合成磁場的方向。當(dāng)wt=1200時，BY繞組中無電流；為正，AX繞組中的電流從A流入X流出；為負(fù)，CZ繞組中的電流從Z流入C流出；由右手螺旋定則可得合成磁場的方向。當(dāng)wt=2400時，CZ繞組中無電流；為負(fù)，AX繞組中的電流從X流入A流出；為正，BY繞組中的電流從B流入Y流出；由右手螺旋定則可得合成磁場的方向?？梢姡?dāng)定子繞組中的電流變化一個周期時，合成磁場也按電流的相序方向在空間旋轉(zhuǎn)一周。隨著定子繞組中的三相電流不斷地作周期性變化，產(chǎn)生的合成磁場也不斷地旋，因此稱為旋轉(zhuǎn)磁場。旋轉(zhuǎn)磁場的方向是由三相繞組中電流相序決定的，若想改變旋轉(zhuǎn)磁場的方向，只要改變通入定子繞組的電流相序，即將三根電源線中的任意兩根對調(diào)即可。這時，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向也跟著改變。三相異步電動機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，堅固耐用，價格便宜，維修方便等一系列優(yōu)點，特別是它可以延長設(shè)備的使用壽命，并且具有強(qiáng)大的降噪功能，操作智能化等特點。與同容量的直流電動機(jī)相比，異步電動機(jī)還具有體積小，重量輕，轉(zhuǎn)動慣量小的特點。因此，在工礦企業(yè)中異步電動機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。三相異步電動機(jī)的控制線路大多由接觸器、繼電器、閘刀開關(guān)、按鈕等有觸點電器組合而成。三相異步電動機(jī)分為鼠籠式異步電動機(jī)和繞線式異步電動機(jī)，二者的構(gòu)造不同，啟動方法也不同，其啟動控制線路差別很大。鼠籠式異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、成本低、運(yùn)行維護(hù)方便，它被廣泛地應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，作為電力拖動的原動機(jī)。它的缺點是調(diào)速性能差，啟動力矩較小，因此在一些要求平滑調(diào)速和啟動力矩很大的場合常用其他類型電動機(jī)來完成。在許多工礦企業(yè)中，鼠籠式異步電動機(jī)的數(shù)量占電力拖動設(shè)備總數(shù)的85%左右。在變壓器容量允許的情況下，鼠籠式異步電動機(jī)應(yīng)該盡可能采用全電壓直接起動，既可以提高控制線路的可靠性，又可以減少電器的維修工作量。電動機(jī)單向起動控制線路常用于只需要單方向運(yùn)轉(zhuǎn)的小功率電動機(jī)的控制。例如小型通風(fēng)機(jī)、水泵以及皮帶運(yùn)輸機(jī)等機(jī)械設(shè)備。繞線式三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調(diào)節(jié)變阻器電阻可以改善電動機(jī)的起動和調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。繞線式電動機(jī)最大的優(yōu)點就是啟動轉(zhuǎn)矩大，所以使用在啟動轉(zhuǎn)矩要求較高的場合。比如冶金、起重等。三相異步電動機(jī)切除電源后依慣性總要轉(zhuǎn)動一段時間才能停下來。而生產(chǎn)中起重機(jī)的吊鉤或卷揚(yáng)機(jī)的吊藍(lán)要求準(zhǔn)確定位；萬能銑床的主軸要求能迅速停下來。這些都需要對拖動的電動機(jī)進(jìn)行制動，其方法有兩大類：機(jī)械制動和電力制動。機(jī)械制動主要采用電磁抱閘、電磁離合器制動，兩者都是利用電磁線圈通電后產(chǎn)生磁場，使靜鐵芯產(chǎn)生足夠大的吸力吸合銜鐵或動鐵芯(電磁離合器的動鐵芯被吸合，動、靜摩擦片分開)，克服彈簧的拉力而滿足工作現(xiàn)場的要求。電磁抱閘是靠閘瓦的摩擦片制動閘輪．電磁離合器是利用動、靜摩擦片之間足夠大的摩擦力使電動機(jī)斷電后立即制動。電磁抱閘制動在起重機(jī)械上廣泛應(yīng)用，如行車、卷揚(yáng)機(jī)、電動葫蘆(大多采用電磁離合器制動)等。其優(yōu)點是能準(zhǔn)確定位，可防止電動機(jī)突然斷電時重物自行墜落而造成事故。電動機(jī)在切斷電源的同時給電動機(jī)一個和實際轉(zhuǎn)向相反的電磁力矩(制動力矩)使電動迅速停止的方法。最常用的方法有：反接制動和能耗制動。反接制動：在電動機(jī)切斷正常運(yùn)轉(zhuǎn)電源的同時改變電動機(jī)定子繞組的電源相序，使之有反轉(zhuǎn)趨勢而產(chǎn)生較大的制動力矩的方法。反接制動的實質(zhì)：使電動機(jī)欲反轉(zhuǎn)而制動，因此當(dāng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速接近零時，應(yīng)立即切斷反接轉(zhuǎn)制動電源，否則電動機(jī)會反轉(zhuǎn)。實際控制中采用速度繼電器來自動切除制動電源。反接制動制動力強(qiáng)，制動迅速，控制電路簡單，設(shè)備投資少，但制動準(zhǔn)確性差，制動過程中沖擊力強(qiáng)烈，易損壞傳動部件。因此適用于l0kw以下小容量的電動機(jī)制動要求迅速、系統(tǒng)慣性大，不經(jīng)常啟動與制動的設(shè)備，如銑床、鏜床、中型車床等主軸的制動控制。能耗制動：電動機(jī)切斷交流電源的同時給定子繞組的任意二相加一直流電源，以產(chǎn)生靜止磁場，依靠轉(zhuǎn)子的慣性轉(zhuǎn)動切割該靜止磁場產(chǎn)生制動力矩的方法。能耗制動平穩(wěn)、準(zhǔn)確，能量消耗小，但需附加直流電源裝置，設(shè)備投資較高，制動力較弱，在低速時制動力矩小。主要用于容量較大的電動機(jī)制動或制動頻繁的場合及制動準(zhǔn)確、平穩(wěn)的設(shè)備，如磨床、立式銑床等的控制，但不適合用于緊急制動停車。 能耗制動還可用時間繼電器代替速度繼電器進(jìn)行制動控制。 總結(jié)城軌車輛牽引系統(tǒng)直接決定著車輛運(yùn)行性能,關(guān)系到車的安全性、運(yùn)行質(zhì)量及對能源的消耗。與一般交通工具相比, 城軌車輛具有客運(yùn)量大、站間距離短、行車密度大等特點。早期城軌車輛常采用直流電機(jī)來實現(xiàn)牽引系統(tǒng)。隨著電力電子技術(shù)的進(jìn)步，更為先進(jìn)的異步電機(jī)牽引系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用, 替代了直流電機(jī)牽引系統(tǒng) 。 與直流電機(jī)相比,異步電機(jī)沒有換向器,維修減少,同時可做到小型輕量化。其中的三相交流異步電機(jī)以它結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，堅固耐用，價格便宜，維修方便等一系列優(yōu)點，從眾多“兄弟姐妹”中脫穎而出。尤其是它可以延長設(shè)備的使用壽命，具有強(qiáng)大的降噪功能，操作智能化等特點讓它成為國內(nèi)外首選城軌電機(jī)。但沒有什么是不變的，即使三相交流異步電機(jī)通用性強(qiáng)，也還是有不足之處。隨著交通事業(yè)高速發(fā)展需要，城軌牽引電機(jī)的體積、質(zhì)量要進(jìn)一步減小。這是牽引電機(jī)的又一個發(fā)展方向, 并且其固有的特點不能完全滿足現(xiàn)在能源和環(huán)保的要求。所以，時代在進(jìn)步，電機(jī)也會越來越高效節(jié)能，真正達(dá)到“一站到達(dá)，短時高速”的未來交通面貌。致謝首先，也是最主要感謝的是我的指導(dǎo)老師，武靜悅老師。在整個過程中他給了我很大的幫助，在論文題目制定時，他首先肯定了我的題目大方向，但是同時又幫我具體分析使我最后選擇城軌車輛牽引方式的發(fā)展與選擇這個具體目標(biāo)，讓我在寫作時有了具體方向。在論文提綱制定時，我的思路不是很清晰，經(jīng)過老師的幫忙，讓我具體寫作時思路頓時清晰。在完成初稿后，老師認(rèn)真查看了我的文章，指出了我存在的很多問題。在此十分感謝武老師的細(xì)心指導(dǎo)，才能讓我順利完成畢業(yè)論文。 其次，要感謝幫我查資料的舍友，后期因為自己事情關(guān)系，不能隨時去學(xué)校的圖書館查閱資料，在此也十分感謝他。最后要感謝在整個論文寫作過程中幫助過我的每一位人。參考文獻(xiàn)[1] 唐任遠(yuǎn) 現(xiàn)代永磁電機(jī)理論與設(shè)計[M]北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2006。[2] 陳世坤 [M] 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010。[3] 孫亦詮 永磁同步電機(jī)的發(fā)展前景[J]電工電能新技術(shù)，2013(3):915。[4] 李鐘明，劉衛(wèi)國，劉景林等，電機(jī)[A]，北京：國防工業(yè)出版社，2012；[5] 《人民鐵道網(wǎng)財經(jīng)報》 4月20日[6] 中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)[7] 城市軌道交通，中國鐵道出版社[8] [M].北京:中國電力出版社， [9] [D].華中科技大學(xué)碩士論2005 [10] [D].廣東工業(yè)大學(xué)碩士論文，2005[11] 宋聚明，蘇彥民．基于精確建模下的永磁同步電機(jī)最佳效率控制研究[J] 電工電能新技術(shù)，2004 [12] 李建超．永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的研究[D] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士論文，2007 [13] 李秋菊，郭恒．空調(diào)用永磁同步電動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真建模研究 [J]．水利電力機(jī)械，2006，28（7） [14] 湯新舟．永磁同步電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)[D]．浙江大學(xué)碩士論文，2005[15] 張志強(qiáng)，夏立，馬豐民，隨機(jī)脈寬調(diào)制技術(shù)的感應(yīng)電機(jī)矢量控制系統(tǒng)研究[J]．海軍工程大學(xué)學(xué)報，2005，17[16] 戴文進(jìn)，李暉齡．永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)分析[J].微特電機(jī)，2001[17] 李季．永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)仿真[D]．遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士論文， 2005 [18] 楊貴杰．空間矢量脈寬調(diào)制方法的研究[J] .電機(jī)工程學(xué)報，2001，2 [19] 季畫．永磁同步電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)矢量控制的研究[D]．南京航空航天大學(xué)碩士論文，2004 [20] 陳吉紅，朱志紅，熊清平．發(fā)展我國伺服驅(qū)動產(chǎn)業(yè)的探討[EB／OL]．：中國第一機(jī)械網(wǎng)，200756：