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动车和机车用交流牵引电机装配典型故障分析及其预防张金霞

动车和机车用交流牵引电机装配典型故障分析及其预防张金霞--第1页

发布时间：2021-09-19T07:24:35.329Z来源：《中国电力企业管理》2021年6月作者：张金霞

[导读]随着社会的发展和进步，带动了我国各个领域的进步。对动车、机车用交流牵引电机装配过程中的典型故障进行了总结、归类和分

析，以帮助操作人员快速识别故障类型并采取预防性措施，从而提高产品一次性合格率。

身份证号*****5163）张金霞山东省青岛市266199

摘要：随着社会的发展和进步，带动了我国各个领域的进步。对动车、机车用交流牵引电机装配过程中的典型故障进行了总结、归类和分

析，以帮助操作人员快速识别故障类型并采取预防性措施，从而提高产品一次性合格率。

关键词：绝缘电阻；密封；机械振动；电磁振动；异音

引言

近几年间，我国电力电子技术得到了快速发展，同时也带动了电子控制技术的提升，改进了电力机车的运行技术，完善了电力机车的

各项功能，其内部结构也变得更加复杂。这一现象，同时也加重了电力机车交流牵引电机故障诊断工作。而该工作能否顺利展开关系着机

车行驶的安全问题，因此，对其进行深入研究与探讨有着重要的意义。

概述1

动车和机车用交流牵引传动动力已从蒸汽、内燃发展到了电力阶段，电力牵引主要有直流传动和交流传动2种模式。与直流传动相比，

交流传动具有调速范围宽、功率密度大、维修简便等优点，逐步成为轨道交通装备发展的趋势和主流。1998年，原铁道部提出“用10年左右

的时间完成机车直流传动向交流传动转换”的任务，经过数十年的技术攻关和积淀，加之技术引进的推动，我国已自主建立了大功率交流传

动牵引系统的设计、制造、试验技术平台及体系。中国国家铁路集团有限公司拥有上万台交流传动机车、3000多列动车组成功投用，在运

营时速、运行平稳性、行车密度等方面实现了全球引领，尤其是“复兴号”动车和机车用已成为中国高端制造的金名片，取得了举世瞩目的

成就。牵引电机作为轨道交通列车的动力来源，其运行状态直接影响列车动力性能和行车安全。与一般工业应用场合不同，轨道交通应用

环境极为恶劣。我国幅员辽阔且气候环境变化大，牵引电机转矩（功率）密度大、负荷变化范围大、工作温度变化范围宽且经常承受轨面

非确定性冲击，同时其频繁工作于启动、牵引、制动、停车等循环工况，在电、磁、热、力等复合交变载荷长期作用下，性能存在退化和

疲劳损伤将影响整车动力性能，甚至影响行车安全。实现牵引电机状态的监测与诊断，对于保障我国动车和机车用车辆运行安全和行车秩

序具有重大而积极的意义。通过对动车和机车用交流牵引电机常见故障类型进行归纳总结，明确轴承故障与定子绝缘故障是牵引电机的2种

主要故障类型，对2种主要故障类型的诊断技术进行全面分析，提出动车和机车用交流牵引电机故障诊断相关技术的发展方向，以期为相关

科研人员提供一定的技术参考。

动车和机车用交流牵引电机装配典型故障分析2

轴承2.1对地绝缘电阻低或为零原因分析

（1）轴承前后密封槽形成导电通路。牵引电机为防止轴承油脂泄漏，轴承前后设计有迷宫式密封，为保证电机正常旋转，各密封件之

间有0.15～0.3mm的间隙。而检修电机的配件上不可避免地附着浮锈和沙尘等，且配件在工序流转过程中可能会因防护不当发生小磕碰，导

致配件加工面出现肉眼难以分辨的微小高点或毛刺。这类配件装配后，会因配件配合间隙夹杂着浮尘、高点或毛刺，导致本应间隙配合的

配件间介电常数变小，体现为电机转轴对机座绝缘电阻偏低，甚至绝缘电阻为零。在机车牵引电机检修过程中，一旦发生轴对地绝缘偏低

的情况，对电机拆解后，都能在转轴热套件上或轴承室内封环上发现浮尘、高点或毛刺等问题。当消除上述缺陷后，重新装配，电机轴对

地绝缘就会恢复正常。（2）配件尺寸超差或配件自身形变的影响。达到规定运行里程返厂检修的电机，因部分机车在线运行时路况差（例

如运行在大坡道、小曲线的路段）或长期超负载运行，造成电机配件尺寸超差或局部发生形变，此类配件再次装配后，导致电机局部配合

间隙不符合图纸要求。

转子2.2故障

转子故障又分为转子本体故障以及转子绕组故障两大类。其中，转子本体故障包括转子偏心故障与转子失衡故障；而转子绕组故障包

括匝间短路故障、端环开裂故障、转子断条故障以及转子绕组击穿故障。当发生转子偏心故障时，转子生成激振力，这种激振力的手气与

转动的频率相同，增大了交流牵引电机的震动。在加工过程中，一旦电机转子出现伤痕等潜在危害，这些裂纹