ZD115型牵引电机维护与检修
劈相机的电阻分相起动原理线路如图2－3(a)所示，图中RQ为起动电阻。当劈相机的电动相绕组UV接通单相电源起动时，可以把定子绕组看作是由两相组成：一相是VOU，它直接由单相电源供电；另一相是VOW，它与起动电阻RQ串联后由单相电源供电。这时流经VOU相电流IQ1滞后电压UVU90°电角，而流经VOW相电
图2－3劈相机电阻分相起动原理图
(a) 原理线路图；(b)向量图
流IQ2滞后UVU?角（?＜90°)，如图2—3(b)所示。这两个时间上有不同相位的起动电流通人在空间彼此相差一定电角度的两相绕组中，所产生的气隙合成磁场是一个旋转磁场，在该磁场的作用下能产生较大的起动转矩，使劈相机的转子转动起来。当转速达到同步转速的80%-90%时，借助接触器切除起动电阻，起动即告完成，劈相机投人空载运行。
由于单相异步电动机转子不能自行启动，为了解决启动问题，应设法加大正向磁场，抑制反向磁场，使在启动时电动机气隙中能够形成一个旋转磁场。例如在定子上另装一个空间和时间上与工作绕组都不同相的启动绕组。
根据启动方法或运行方法的不同，单相异步电动机可分为单相电容启动电动机、单相电容运行电动机、单相电阻启动电动机、单相罩极启动电动机等几类，下面介绍单相电容启动电动机、单相电容运行电动机和单相电阻启动电动机的启动方法。 2.3.1. 劈相机的负载工况
当劈相机与三相电负载接通后，因U、V两相负载直接与单相电源相连，不需要经过劈相机即可直接从单相电源获得负载电流IVM/和IUM。W相负载电流IWM则由劈相机的W相提供。因为当电网W相缺相时，劈相机的W相电势高于W相端电压，从而使W相电
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流反相，源源不断地向三相负载输出第三相电流件，这时电机才真正进人劈相机工况运行。由于专用劈相机的轴上均不带机械负载，故劈相机负载前后的轴输出机械功率是不变的，所以它的气隙正序磁场也应保持不变。但W相输出电流IW产生的单相磁势将使气隙磁场发生变化，这就需要从 U相和 V相输人相应的附加电流面ΔIU和ΔIV，以保持气隙正序磁场不变，而定子的负序磁场将随着W相电流IW的增加而增加，这些新增加的负序磁场同样由转子产生新的负序电流去抵消，仍然保持气隙负序磁场几乎为零的特点。用数学关系式来表示上述两个物理现象，可把劈相机负载时的定子三相电流分解成两组：一组是劈相机空载时，仅在U、V相绕组中流过的单相电流，此电流与转子作用产生电磁转矩，以维持转子的继续转动，故称此电流为电动机电流，习惯上将U、V相绕组称为劈相机的电动相绕组；另一组是劈相机负载后，在三相绕组中重新加人的三相电流和ΔIW，该电流与转子作用产生电磁阻转矩，相应地将这一组电流称为发电机电流，习惯上将W相统组称为劈相机的发电相绕组。由此可知，当劈相机负载时，在劈相机的发电相绕组中仅有发电相电流IWIPIQ1UVU流过，而在 U、V电动相绕组中同时存在着电动机电流IP和发电机电流ΔIU、ΔIV，所以劈相机负载后的定子三相电流的关系可写成：
???I??UI???PIUI???V?IW??P?I
VI?WI 因此，劈相机无论是空载工况还是负载工况，其定子三相电流都是不对称的，这种三相电流的不对称是劈相机负载后三相电压不对称的重要原因之一，这将直接影响辅助电动机的正常运行。如何在劈相机负载后或负载变化时保持其输出三相电压的对称性，也是劈相机运用中必须解决的核心问题之一。
上述分析表明：劈相机实质上是一种本身只输出一相电流的异步电机。劈相机工况实际上是三相异步电机在不对称条件下运行的一个特例。
异步电机进入劈相机工况一般应具备以下两个条件： （1）电机轴上的机械负载不变；
（2）三相电网中W相缺相，使W相电流反相输出。
只要具备上述条件，一般的三相异步电动机同样具有劈相机功能。对于多台异步电动机并联运行的场合，如果电网突然缺相造成三相异步电动机单相运行，那么先运行的电动机便会自动投人劈相机工况来起动后面的电动机，当后面的电动机起动完成后，该
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电机的劈相工况自动结束。根据这个原理SS4改型电力机车的每节内仅设置一台劈相机，另将一台牵引通风机电动机作为先导机，即它不仅是一台通风机。也是一台“劈相机”。在劈相机烧损或控制失灵的故障情况下，作为应急手段，实践证明这种设计是有益的。
2.3.2. 单相电容起动电动机
图2—4单相电容启动电动机的接线原理图
单相电容启动电动机的接线原理图如图2—4所示。装在定子铁芯上的启动绕组
Z1Z2(又称副绕组)与工作绕组(又称主绕组)在空间互差
90。电角度。启动绕组Z1Z2与
电容器C串联后：通过离心开关或继电器触点s与工作绕组U1U2一起并接到同一电源上。
采用分析三相旋转磁势的方法，可以得到如下结论：向空间位置互差90°电角的两相定子绕组内通人在时间上互差90°的两相电流，产生的磁势也是沿定子内圆旋转的旋转磁势。
适当地选择电容器值，使启动绕组中的电流超前工作绕组中的电流约90。相角，则在定子内圆气隙中就会产生一个旋转磁势，相应地产生旋转磁场，在该磁场的作用下，能产生较大的启动转矩，使电动机转动起来。
启动绕组是按照短时运行方式设计的，如果长期通过电流，会因过热而损坏。因此，当电动机的转速达到同步转速的75％～80％时，由离心开关s把启动绕组从电源断开，电动机便作为单相异步电动机运行。
单相电容启动电动机有较大的启动转矩，但启动电流也较大，适用于各种满载启动的机械，如小型空气压缩机，在部分电冰箱压缩机中也有采用。 2.3.3. 单相电容运行电动机
如果启动绕组不仅供启动用，而且允许长期接在电源上工作，这种电机就称为单相电容运行电动机，如图2—5所示。
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图2-5 单相电容运行电机
电容运行电动机实质上是一台两相异步电动机，其两个绕组在空间相隔90。电角度，绕组中的电流也相差约90°相角。单相电容运行电动机的性能有较大的改善，其功率因数、效率及最大转矩都比普通单相异步电动机高。单相电容运行电动机结构简单，使用维护方便，只要任意改变工作绕组(或启动绕组)的首端、末端与电源的接线，即可改变旋转磁场的转向，使电动机反转这类电动机常用于吊扇、台扇、洗衣机、吸尘器等。 2.3.4. 单相电阻起动电动机
将图2-6中的电容器换成电阻就构成单相电阻启动电动机，如图2-6所示。这
图2-6单相电阻启动电动机
种电动机的特点是启动绕组Z1Z2的导线直径较细，匝数少，又与启动电阻串联，则该支路的总电阻远大于感抗，可近似看作流过绕组中的电流与电源电压同相位；工作绕组
U1U2的导线直径较粗，匝数较多，则感抗远大于绕组中的直流电阻，可近似看作流过
绕组中的电流滞后电源电压约90°电角。
因此，可近似看作启动绕组中的电流与工作绕组中的电流相差90°电角，从而在定子与转子气隙中产生旋转磁场，使转子获得转矩而旋转。这种电动机启动转矩不大，宜于空载启动。
2.3.5. 劈相机手动控制
劈相机手动、自动启动选择开关591QS（自起劈相机隔离开关）进行选择的，591QS置于“0”为手动启动位；591QS置于“1”为自动启动位。
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劈相机隔离开关242QS；“1”位正常工作位（1px）；“2”位故障位（1FD）；“0”位试验位 即机车低压试验及库内三相电源试验置于的位置。
1、启动前将591QS置于“0”，242QS置于“1PX”位，按下劈相机按键开关404SK，导线560经404SK与591QS，使导线564有电，劈相机中间继电器567KA得电动作。其控制电路为：
464?605QA?404SK?591QS·567KA·400
2、导线560经567KA的正连锁，使导线561有电：560·(567KA+567KA)·561.以后分成两条支路。
导线561经劈相机启动中间继电器566KA反联锁，是分相接触器213KM和劈相机延时继电器533KT得电动作，同时527KT线圈经劈相机启动中间继电器566KA联锁得点，527KT常开联锁闭合，为劈相机的接触器201KM闭合做好了准备。
其电路为：561·（561·
+527KT）·（533KT+213KM）·400
·527KT·400
213KM吸合，接入启动电阻。533KT吸合为283AK提供电源，其常闭联锁断开577线通路，保证劈相机启动未完成之前，无法启动其他辅机。
劈相机接触器的控制
导线561经213KM的辅助联锁，使导线572有电，经劈相机故障隔离开关242QS使201KM得电动作，劈相机的主电路沟通，开始启动。
其电路为：561·（201KM+213KM+205KM）·242QS·201KM·400 劈相机启动电阻的切除
若劈相机启动正常，则劈相机的启动继电器283AK动作，其正联锁闭合；导线561经283AK，使导线568有电，劈相机启动中间继电器566KA得电动作，其反联锁打开，527KT线圈失电，延时1S后，527KT联锁打开，切断213KM和533KT的供电电路，甩掉劈相机启动电阻，使劈相机进入正常工作状态，同时，566KA正连锁闭合自持。
566KA得电电路：561·283AK（常开联锁）·568·566KA·400 566KA自持电路：561·（215QA+242QS）·566KA·568·566KA·400
至此，劈相机的控制顺利完成。这是单节车的情况下，当两节车重联时，通过重联线N564使另一节车的567KA得电动作。启动另一节的劈相机过程与单节相同。 2.3.6. 劈相机自动控制
所谓自动控制是指司机操作主断路器合闸后，劈相机自起启动，无需人为操作劈相
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