一概述

　　牽引電機是鐵路干線電力機車、工礦電力機車、電力傳動內燃機車和各種電動車輛（如蓄電池車、城市電車、地下鐵道電動車輛）上用于牽引的電機。牽引電機包括牽引電動機、牽引發電機、輔助電機等。

二牽引電動機

　　在機車或動車上用于驅動一根或幾根動輪軸的電動機。牽引電動機有多種類型，如直流牽引電動機、交流異步牽引電動機和交流同步牽引電動機等。

三牽引發電機

　　專用于電力傳動內燃機車，以供給牽引電動機電力的發電機，又稱主發電機。牽引發電機有直流和交流兩種。直流牽引發電機直接向直流牽引電動機供電。交流牽引發電機發出的三相交流電經硅整流器整流后再向直流牽引電動機供電。

四輔助電機

　　電力機車上的輔助電機可用直流電動機，也可用三相交流異步電動機。用直流電動機作為輔助電機時，須由專用的硅整流器供電。用三相交流異步輔助電動機時，須由靜止變相、變頻裝置或專用的旋轉電機供給三相電源。這種專用的旋轉電機稱為劈相機，可以把單相交流電變為三相交流電。

五牽引電機試驗

　　牽引電機試驗電參量測量特點如下：

1采樣同步困難

　　載波頻率低，低次諧波含量大，基波頻率測量難度加大，采樣同步帶來困難，造成頻譜泄露降低測量精度。尤其是調制比較小時，這種現象更加明顯，許多功率分析儀甚至不能正確測量基波頻率，無法實現采樣同步。

2間諧波含量較大

　　理想變流器輸出不含低次諧波，不含間諧波，不含三次諧波。但是，一般而言，變流器的載波頻率固定，基波頻率變化，導致載波比不為整數，變流器輸出相鄰兩個周期的波形不同，或者說，輸出不是嚴格周期信號，當載波頻率比較大時，非整數倍的影響較小，載波比較小時，影響加大。導致輸出波形含有較大的間諧波，給基波有效值測量帶來困難。

3基波頻率低

　　試驗的最低基波頻率達0.1Hz左右，PWM的寬頻帶和低基頻導致FFT窗口數據長度超長，一般分析儀的諧波運算能力和數據存儲容量不足，不能正確測量。

　　假設載波頻率為1000Hz，變流器為電壓型，按照《GB/T22670-2008變頻器供電三相籠型感應電動機試驗方法》的規定，測試系統帶寬應不低于6000Hz，依據采樣定理，采樣頻率應不低于12000Hz。

　　傅立葉時間窗至少為一個基波周期，約10S，傅立葉時間窗采樣點數不小于120,000。

　　當采樣頻率為200kHz時，傅立葉時間窗采樣點數多達2，000，000點（某些諧波分析儀僅1024點）。對功率分析儀的存儲容量和運算速度均提出了很高的要求。

4峰值因數高

　　頻率降低時，調制比也降低，這就導致輸出波形的峰值因數變大，低頻試驗時，峰值因數可達200以上，而一般的功率分析儀保證精度的峰值因數通常不大于6。導致測量精度大幅度降低。

　　鑒于以上特點，牽引電機試驗電參量采用WP4000變頻功率分析儀進行測量。牽引電機試驗系統原理圖如下：

圖1.牽引電機試驗系統

六發展趨勢

　　到上世紀六七十年代，直流牽引電機技術已發展到了頂峰。長期以來的運行也暴露出直流牽引的弱點和缺陷，那就是受到直流換向的限制，電機的故障率 高、檢修維護困難、功率和轉速難以進一步提升，再加上直流牽引電機效率低、恒功范圍窄、整車功率因數低。因此從上個世紀70年代就開始了交流牽引電機的研制。它克服了直流牽引電機的固有弱點，持續功率大、重量輕、體積小，且具有很寬的恒功速度范圍。 截止上個世紀90年代，發達國家已經開始逐漸普及交流牽引傳動技術，不論是高速、干線還是城市軌道交通均采用交流牽引傳動動力裝置。

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