自臺鐵進入電氣化的時代以來,電力機車與電聯車不斷進化,在驅動方面,最明顯的進化就是牽引馬達了。
這次要介紹的是直流馬達與交流馬達,一樣是非常粗淺的介紹。
不論是直流或是交流馬達,都必須從集電弓將電車線的電引至車內,透過主變壓器的變壓,才能給馬達使用。
電車線是交流電25000伏特的交流電,要給吃直流電的馬達使用,除了用主變壓器變壓、閘流體整流,還必須使用一個叫「平滑線圈」的東西。
因為主變壓器出來的電仍是交流電,經過閘流體整流,整成有波形的直流電,但如此的電直接給馬達使用會使其產生更多熱量,因此迴路中多加一個「平滑線圈」,使直流馬達吃進去的電是平順的直流電。
而給交流電的馬達使用呢?
一樣是透過主變壓器進行變壓後,交給三個相變流器,使單相輸入變成三相輸出,透過三條馬達引線(各傳遞一個相位)送電給交流馬達使用(以推拉式為例)。
剛好備料區有擺這兩種馬達,也就寫這篇文章介紹一下。
右邊的是直流馬達,GE電力機車使用。
左邊的是交流馬達,推拉式機車使用。
先來介紹GE電力機車使用的直流馬達。
GE電力機車使用的馬達是直流串激電動機,其上可以看到四條馬達引線。
這四條引線分別是電樞和線圈的兩端,串激的意思就是電樞和線圈是串聯的,吃的電流大小一樣(平常都是吃數百安培)。
所以拿三用電表的歐姆檔來量測,會雙雙出現短路現象。
在馬達左邊有個檢查蓋,打開來看看!
哇~ 就這樣發現了直流馬達才有的整流子面!
這是每次保養都要清潔的重點項目。
靠近看長這樣,電刷是石墨製品,耐磨好導電,只是粉塵多,而且拆這個還要量長度好辛苦的...車下空間是又窄又髒啊!
一般來說是看整流子面是否光滑晶亮,整流子面對直流馬達的運轉至為重要!
曾經遇過整流子面不平整導致馬達內部跳火嚴重的,也看過碳刷架變型磨到整流子面使馬達電流跳動等等。
再來看看推拉式機車的交流馬達。
與擁有四條引線的直流馬達來說,交流馬達只有三個引線孔的引線接線盒。
如此的設計可以降低馬達引線接錯的機率,引線長度短,也好接的多。
這三個座就代表了U、V、W三相,因此這種馬達就叫做交流三相電動機。
推拉式機車的馬達引線直接自車上接下,因此不像GE電力機車的馬達還有附帶四條引線。
不過這兩種設計都比不上普悠瑪的馬達引線接頭,普悠瑪是All in one 的設計,單純(先進)太多了。
這種馬達沒有檢查蓋,但是有風道(其實上面那個直流馬達也有)。
風道裡面沒有要保養的東西...
這也是保養直流馬達和交流馬達的差別所在。
保養直流馬達要東拆拆西鑽鑽,這邊看看那邊摸摸,碳刷不夠長了還要更換。
相比之下交流馬達根本就不用去管它。
在交流馬達小齒輪的另一段,藏著這樣一個膠帶封起來的東西。
基於研究的精神當然立刻把它拆掉,原來裡面是WS(wheel slide 動輪滑走偵測)。
利用齒輪狀的零件以及感知金屬的探頭,來偵測馬達轉動與列車速度是否相符。
探頭是車上的零件,因此不在這篇文章內。
EMU300 的牽引馬達與GE電力機車很相似,同樣是直流串激電動機,只是體積稍微小一號。
不過無論是GE電力機車還是EMU100到EMU400,直流馬達在出力時會發出嗡嗡聲,個人是非常喜歡 >/////<
約可以從 1:25 時觀看。
交流馬達在出力時有段位的聲音,以EMU500 的最為明顯。
EMU500 以及 E1000機車都是利用VVVF來做交流馬達的控制,也就是變頻變壓。
從這個簡單的影片可以一目瞭然。
不過E1000 的馬達出力聲通常都會被其鼓風機的噪音蓋過去。
有機會的話可以體驗E1064 這一輛,該車有做改造,其中一側拆除了鼓風機,第一次聽到推拉式的完整出力聲就是爽啊!
感謝Youtube的網友們提供專業影片!