该款直流牵引电动机是为国内某大型城市地铁车辆设计的自通风4极串励直流电机，是借鉴了国内外类似产品的结构，经过计算校核设计完成的一款产品。下面对该直流牵引电动机的设计及试验情况进行介绍。

1 性能要求

该地铁线路由于车辆运行环境较差(重污区，地铁车辆工作环境温度为+10～+40 ℃，相对湿度日平均值不大于95%)，且线路短，站点多(线路总长4 000 m、站点总数9个)，这就要求电机具有能适应频繁起动以及恶劣环境的运行性能和可靠性。

全球范围内仍以产KPC酶的肺炎克雷伯菌为主要传播菌株，产酶类耐药菌的比例约占所有耐药菌的一半，但非产酶类耐药菌也在逐渐引起重视。目前仍然有新的耐药基因或亚型不断被发现，耐药菌也大多表现出多重耐药性，给临床治疗带来较大压力。尽管当下各个国家和地区对抗生素的使用已加强管理，CRE的感染率仍然在不断上升，并以其高死亡率继续威胁着患者的生命。通过研究CRE的耐药机制，流行病学特征和危险因素等，可尽可能早地预知感染的发生和发展，同时建立耐药菌的筛查制度，在对症治疗的同时从源头对CRE的感染和传播进行干预，在临床工作中早预防、早发现、早治疗。

2 设计方案

2.1 电磁设计

该电机的电磁设计方案是根据设计技术要求，并考虑制造和运行的合理性和可靠性而进行的。确定电机的电磁负荷以及与电磁性能相关部分的尺寸，其中包含电机的电枢冲片、主附极冲片、铁芯尺寸和各绕组数据等[1-2]。选定材料，并核算电磁性能和有关参数，经过多次优化设计，最终确定电磁方案，主要的设计参数如下：

电机极数：2p=4；

电枢槽数：38；

两口子忙了半下午,瞅瞅,日光已经西斜了。看来觉是不能睡了,也睡不着了。相反,两人的精神头,倒比睡着了更好。

电枢冲片采用冷轧硅钢片：50W470；

电枢主要包括电枢铁芯、电枢线圈、均压线和风扇等(见图3)。电枢铁芯采用冲片叠压结构，依次将后支架、电枢冲片、前支架和换向器叠压在转轴上，电枢铁芯与转轴没有设计键槽，而是通过过盈配合。转轴采用高强度优质合金钢材质，并经过调质处理。电枢冲片叠压时倾斜一定的角度，跨距为一个电枢齿距，如图4所示。电枢绕组采用单叠绕组，它们用槽楔固定在铁芯槽内，并用无纬带将前后端电枢线圈绑扎固定。在换向端装置了全额均压线，以均衡绕组并联支路中的电势。通过氩弧焊将电枢线圈和均压线引出线头焊接在换向器升高片上。换向器为燕尾拱式结构，通过大螺母将换向片和压圈固定在套筒上。换向器V型云母环伸出部分黏有聚四氟乙烯保护环带，且为倾斜式。整个电枢采用H级绝缘结构。电枢进行真空压力浸漆后，将风扇装配到电枢轴上，用螺栓固定在后支架上。该风扇为离心式结构，空气通过换向端风罩进入(风罩内装有过滤网，防止杂物进入电机内)，经过换向器室、电枢及定子内部，从传动端外侧的出风口排出。

均压线数量：76根；

电枢铁芯为斜槽，跨距为一个电枢齿距；

电枢绕组采用单叠绕组；

大量研究已经表明木材和人体健康存在正相关关系，居住在木建筑或木材装修的环境中，对于降低人体交感神经敏感度，降低压力水平及提高注意力有着明显的关系。随着中国逐步迈入老龄化社会，对于健康养生建筑的需求迫在眉睫。现代木结构建筑因为其优异的舒适性，宜居性和耐久性成为业主考虑的首选。

电枢铁芯长：209.5 mm；

主极绕组24匝，扁绕；附极绕组11匝，平绕；

1.2.1 农村老年人收入低制约居家养老服务发展农村老人普遍经济困难，从全国来看，2014年中国农村老年人年人均收入达到7 621元，月收入为618元，而城镇老年人年人均收入为23 930元，月收入为1 994元，是农村老年人收入的3.2倍，城乡老年人收入水平差距大。第四次中国城乡老年人生活状况抽样调查数据显示，以南京市为例（图1），在政府购买居家养老服务方面，农村与城镇也存在较大差距，对一些生活极为困难的农村留守老人的政府购买服务也低于城镇，不利于提高农村老年人的消费能力。因此，农村老年人收入渠道单一、储蓄少、养老意识弱，再加上较为保守的消费观念，限制了老人有效需求的发挥。

定子与电枢间隙：1.6 mm；

该电机的结构设计是根据电动机的使用要求、技术条件和电磁设计所确定的有关数据，来确定电机的总体外形、机械结构、零部件尺寸以及材料规格及性能等。如图1所示，该电机主要包括定子、电枢、刷握组件、端盖和轴承等部件[3]。电机通过机座上方2个吊架杆悬挂在构架上，驱动轴端上的联轴节通过双万向节与转向架轴连接来传递动力。联轴节采用高强度优质合金钢材质，并经过调质处理。

定子主要包括机座、4个主磁极、4个换向极和各联线、引出线等(见图2)。机座采用无缝钢管机壳与铸件换向器室焊接而成，它既是电机磁路的一部分，又是电机的主要结构部件；主磁极包括主极线圈和主极铁芯，它们用3个M12螺栓固定在机座上，主极线圈为扁绕结构，24匝，主极铁芯采用冲片叠压拉杆固定结构。换向极包括附极线圈和附极铁芯，它们用3个M12螺栓固定在机座上，附极线圈是平绕结构，11匝，附极铁芯也是采用冲片叠压拉杆固定结构。整个定子采用H级绝缘结构。定子装配后进行真空压力浸漆。

2.2 结构设计

电机整体采用聚酰亚胺绝缘体系。

②小型微利企业所得税税收优惠政策：满足小微企业认定标准的企业，企业所得税税率20%；财税〔2015〕34号、〔2015〕99号规定：“自20151月1日起至2017年12月31日起，对年所得30万以下的小型微利企业，其所得减按50%计入应纳税所得额，按20%的税率缴纳企业所得税。”

项目质量的好与坏决定于施工总承包单位的实力，整体管理水平，作为建设单位，控制项目质量的关键点在于施工总承包单位的选择。EPC建造模式的总承包单位可以更加科学地设计和管理，使承包单位不断的比较、对照、择优。传统建设流程通常是要等到施工图设计出图后，才进行施工承包商单位招标，这样会造成开工日期推迟，从而项目总建设周期也会因此而加长，同时施工总承包单位不能介入施工图设计就会对质量控制带来许多不利。

  

1—换向端轴承；2—换向端端盖；3—刷握组件； 4—吊架杆；5—定子；6—电枢；7—传动端端盖；8—传动端轴承；9—联轴节。图1 设计方案总图

2.2.1 定子

在中国革命、建设和改革的历史进程中，马克思主义中国化实现了两次历史性飞跃。每一次的历史飞跃都是依据当时社会发展的实际情况，将中国实际与马克思主义相结合，是在对特定时代的中国社会主义发展道路不断摸索与探索中形成的，是红色文化的经典理论。在新时代的今天，党的十八大提出了社会主义核心价值观的理论，社会主义核心价值观更专注于社会发展、国民素质发展、致力于效率与公平之间的矛盾消解，这也是中国共产党用马克思主义思想根据中国实际所提出的国家政策，因此，从本质上看与红色文化是一致的。

  

1—引出线；2—机座；3—主极螺栓；4—主磁极；5—换向极；6—联线；7—换向极螺栓。图2 定子结构图

2.2.2 电枢

电枢铁芯直径：247.8 mm；

在满足机械强度要求的前提下，为达到减重效果，前支架和风扇选用铝合金或铸铝材料。

  

1—换向器；2—转轴；3—均压线；4—前支架；5—电枢铁芯；6—后支架；7—电枢线圈；8—风扇。图3 电枢结构图

  

图4 电枢铁芯斜槽示意图

2.2.3 刷握组件

该电机共有4个刷握，通过螺钉、垫圈和刷握夹固定在机座上，垫圈采用NORD-LOCK型防松垫圈。刷握安装时保证其与换向器表面的间隙，无须进行其他调整。

刷握采用卷簧式结构，压指为恒压不锈钢弹簧，防止锈蚀并保证碳刷始终与换向器表面接触，避免压力设置中的人为错误。每个刷握上装有2个碳刷，该碳刷为分裂式设计，顶部具有绝缘凹入填塞结构，可减小传至碳刷的振动，延长碳刷使用寿命。

2.2.4 端盖和轴承

该电机有2个端盖，一个在换向器端，另一个在传动端。端盖内安装有轴承。两端轴承盖上分别设计有螺堵，既可以排出废油脂，也可以注入新油脂。

为保证电机可靠性，换向端选用内圈内径为40 mm的滚珠轴承，传动端选用内圈内径为60 mm的滚柱轴承，且都采用进口SKF轴承。通过这一组合，承受轴向载荷的滚珠轴承，最大程度地减小了因热及制造公差引起的伸缩影响。

经过计算，选用合适的轴承与转轴、端盖间的配合公差，可以保证电机的安装游隙和运行游隙。

3 试验验证

按照试验大纲的要求对该电机进行了全面的试验[4]。在样机试验过程中也出现了诸如正反转转速差较大、主极绕组温升较高等问题，经过后续优化，最终该电机试验成功。试验结果如表1所示。

 

表1 试验结果汇总表

  

序号项目名称实测值技术要求评定1输入功率/kW7575合格2额定效率/%9291合格3励磁率/%7474合格4额定转速/(r·min-1)21932195合格5正反转转速差/(r·min-1)3544合格6主极绕组对地绝缘/MΩ200≥5合格

(续表1)

  

序号项目名称实测值技术要求评定7附极绕组对地绝缘/MΩ150≥5合格8电枢绕组对地绝缘/MΩ300≥5合格9主极绕组温升/K156．5180合格10附极绕组温升/K115．6180合格11电枢绕组温升/K114．2160合格12换向器表面温升/K81120合格13换向端轴承温升/K30．855合格14传动端轴承温升/K4155合格15短时升高电压试验无匝间击穿500V，3min无匝间击穿合格16超速试验无有害变形6480r/min，2min无变形合格17冷态换向器跳动量/mm0．02≤0．02合格18热态换向器跳动量/mm0．02≤0．02合格19振动测试/(mm·s-1)2．4≤2．8合格

4 结束语

经过不断的设计优化及试验验证，在保证该电机各项性能指标满足设计要求的同时，力求做到精益求精。目前装载该款电机的车辆即将投入正式运行，预计在运行过程中会取得满意的效果。

参考文献：

[1] 纳霍德金．牵引电机设计[M]．李忠武，译．北京：中国铁道出版社，1983．

[2] 沈本荫．牵引电动机[M]．北京：中国铁道出版社，2010．

[3] 汤蕴璆．电机学[M]．北京：机械工业出版社，2012．

[4] 西南交通大学电机系．牵引电动机[M]．北京：中国铁道出版社， 1981．□