铁路机车牵引电机的状态维修研究

铁路机车牵引电机的状态维修研究

顷恒博 解京晶

中车永济电机有限公司 山西 运城 044500

摘要：针对铁路机车的运行管理而言，科学合理地实施牵引电机的状态维修能够确保机车安全、稳固、高效地运转，同时其同样能够降低各种事故的发生和机车运行期间的故障。在实际铁路机车牵引电机的状态维修过程中，应该借助相应的先进检测技术来查找其中可能存在的故障问题，进而再采取针对性的维修措施。基于此，本文对铁路机车牵引电机的状态维修做进一步探究分析。

关键词：铁路机车；牵引电机；状态维修

牵引电机是电力铁路机车的核心部件，主要起到机车运行过程中动力输出的作用，会影响铁路机车的安全性和运行效率。现今，国内铁路机车牵引电机的状态维修工作，通常是借助定点检修的形式，因为工位的转换过程相对比较繁杂,会对状态维修工作的质量和效率带来直接影响。所以，在牵引电机状态维修期间，应该积极应用一些智能设备、先进技术，逐步使状态维修的实际效果得以有效提升，进而确保国内铁路机车的运行效果，为国内铁路事业的可持续健康发展奠定基础。

一、铁路机车牵引电机中常见的故障问题

将电力机车投入使用的过程中，发挥重要作用的是牵引电机，但是在铁路机车实际运行期间爆发的问题也日渐凸显，大大提升了设备维修的整体工作量。其中在铁路机车运行过程中，作为重要能源设施的是牵引电机，而且由于牵引电机中涉及到许多机械零部件和电路等，极易出现各种故障问题，其中铁路机车牵引电机故障通常分为以下几类：针对绝缘故障而言。其主要分为励磁绕组绝缘故障、电枢绕组绝缘故障、换向器接地绝缘故障等。针对励磁回路故障而言，其主要分为匝间短路、引出线断裂、绕组接头松动等。针对电枢回路故障而言，其主要分为片间短路、电刷接触不良、电枢绕组匝间短路、换向极故障等。针对牵引电机存在的各类故障需要提升对其的整体重视度，同时应该积极应用先进的测试技术，做到早发现故障、早维修故障，促使铁路机车的可持续安全运行^[1]。

二、铁路机车牵引电机的测试方法

（一）倍频测试技术

铁路机车牵引电机在应用倍频测试的过程中，是把电机绕组进行交流信号的接通，采用频率加倍的方式把实际减小量测算出来，进而将其当做标准评判绕组电路的电磁性质。结合相关调查研究表明，若绕组是完好的，那么其和理想电感相类似，当利用频率加倍之后，大约会降低百分之五十的电流。如果引起牵引电机匝间的短路问题，同样也表示电磁电机变化和电感失效的状态。在判断牵引电机匝间短路的过程中，最为重要的参考是绕组的实际参数。针对直流牵引电机来说，励磁回路的倍频测试值和电枢回路的倍频测试值发生变化时，就说明是绕组匝间短路的实际变化过程。但是对于交流牵引电机而言，借助三相倍频测试来对比其测试值的变化，便能够对故障发生的实际位置有更准确的判断。

（二）阻抗测试技术

应用阻抗测试技术是综合判断牵引电机绕组电路的电磁特性的方法。通常状况下，如果出现绕组匝间的短路问题，电阻值的最初变化会相对较小，不容易将其精准地检测出来，借助阻抗测试技术就能够把电路短路导致的电感失效检测出来。为此，在进行牵引电机阻抗测试的过程中，应该收集好电感失效的相关数据，并把其当做故障诊断的参考依据。除此之外，还需要进一步强化对直流电机中交流电机、励磁回路、电枢回路的定转子平衡等危害和故障的检测，尽可能地解决牵引电机故障产生的不良影响。通常状况下，牵引电机的故障辨识框架分为齿轮失效、转子故障、轴承松动、外圈缺陷、内圈缺陷、电机正常等基本数据，进而来达到有效提升状态维修效率的目的^[2]。

（三）交流牵引电机故障诊断方法

传统的诊断法。首先，对电机故障里的物理现象、化学现象直接利用物理方法、化学方法实施检测，然后再根据故障征兆来诊断电机故障，现今此方式相对而言已经较为常见且成熟了。在实际诊断期间，应该具体分析所获取的各项运转信号，提取出特征信息进而来确定这次故障。由于交流牵引电机故障与征兆间的关系不是相互对应的，所以，相关工作人员在采用此方式时需要多次求解、探索。

人工智能诊断法。将人工智能与传统电机诊断法相结合，能够使得诊断方式更具现代化、智能化，目前此方法也被应用的越来越广泛，在诊断电机故障方面发挥着主导作用。

数学诊断法。现今针对电力机车交流牵引电机故障诊断技术依旧需要逐步开发和完善，所以就需要融合和应用各学科的先进科技，特别是采用有效的数学工具，如在模式识别、概率统计、模糊数学等基础上的诊断方法。

三、铁路机车牵引电机的状态维修

（一）监测状态

需要全部测试一遍铁路机车中的电机，首先，断掉机车电源，针对电枢回路和励磁回路而言，可在控制台直接安排测试。完成测验后，对比分析监测前后的数据，将电机实际运行状态做进一步确定，给之后电机状态的维修做参考。监测直流牵引电机的基本步骤如下，其一，开启自动测试按钮，进行第一次监测励磁电阻的数据参数，第二次监测电枢回路的数据参数，同时保存和记录好监测的数据。当两次监测的数据信息出现一定的偏差，表示换向极或电枢绕组有故障出现，此时可以从零件积碳方向和接地方向来综合考量，比对分析电机正常状态时的测验数据和测试到的数据。进而把测试组做绝缘处理，把测验功能重新开启监测电枢回路的绝缘情况，把最低的测验数据进行精准记录和保存。借助此种流程分批依次测验机车牵引电机，并把电机原始数据与测验好的数据信息进行对比分析

^[3]。

（二）分析测试数据

在把所有机车牵引电机测试的数据记录好后，应该分析比对所有检测后的数据。当测试到励磁回路的数据比初始数据参数电阻值大时，则代表基本电枢绕组不存在任何问题，应该是端子部分接触不牢固产生的数据参数变化。而当测试到电枢回路的数据倍频比初始数据参数电阻值小且数据差异性较大时，极有可能出现短路问题，也许是换向极或电枢中存在部分极碳或接地原因。若是励磁回路有故障问题，不用实施测验。若电枢回路有故障问题，则应该对转子故障区域实施针对性的判定。当提起换向器电刷时，重新测验绝缘部分，如数据值偏低，说明刷具或换向极有接地状态。如测验换向器对地绝缘时，测试数据值不高的话，说明有电枢绕组处于接地状态^[4]。

（三）有效状态维修的具体措施

对接地问题与电枢绕组匝间短路实施状态维修的过程中，需要保证换向器的表面不会存在拉伤、凸片或短路烧伤的问题，尽量提升表面处理工艺，其可以使表面形成一层良好的氧化膜。通常状况下，机车电机的状态维修应该需要对电枢匝间实施耐压试验，再测试牵引电机的齿轮问题。在进行维护牵引电机的过程中，需要做好清洁保护，如电机外壳的表面或换向器的过渡部位等表面要做好定期的清洁处理工作，其能够有效降低局部温度过高的问题。除此之外，还需要检查纬带有没有绑紧，将电枢绕组实施绝缘处理，定期检查支架部位，避免表面出现裂纹而无法正常运行。

在实施机车牵引电机接地故障状态维修的过程中，应该对电机零部件的装配质量进行检查，其是非常重要，同样也是最基础的。对于无纬带转子绑扎、均衡块松动、空转振动大实施动平衡实验的过程中，对牵引电机的转子的不平衡度进行测验。与此同时，还应该进一步确认电机的绝缘连线的效果如何，应该进一步确认有无各绝缘层破损老化等问题，若有异常的绝缘部位应该给予进一步监测确定，再给予针对性的解决措施。认真检查牵引电机中的磁极安装螺栓，借助绝缘体进一步检测磁极的牢固性，当存在不合标准的地方时应该进一步进行加固处理^[5]。

针对交流牵引电机而言，应该对相关理论知识和自主维修手册实施系统的学习，再结合铁路机车交流牵引电机的相关技术材料，整理电机维修的内容，制定好相应的维修计划和自主维修工艺，提供给自主维修交流牵引电机相应的参考依据。与此同时，在此过程中，应该提升对维修效率和维修质量的重视度，采用单带作业方式，对于相应的维修问题应该采取针对性的维修方案，同时做好登记与上报，严格检测维修质量，采用三级质检原则，无论是在自检阶段还是专检阶段，各环节的工作态度都应该做到认真负责，保证维修工作的科学合理性，降低安全风险和隐患的发生，确保铁路机车能够安全稳定地持续运行。

结束语:

铁路运输已经完成了多次提速，其中发挥重要作用的是牵引电机，其是机车中极其重要的核心部件，其状态如何直接会对铁路机车安全运行带来至关重要的影响。因此，加强对铁路机车的牵引电机的状态维修，可以使维修质量和维修效率得以有效提升。

参考文献：

[1]陈祖宇. HXD1型机车牵引客车电机轴承超温报警原因分析及措施[J]. 铁道机车车辆,2020,40(z1):38-40.

[2]邹晓伟,高洪光,魏岳锐,董亮,唐银池. 铁路机车牵引电机外壳接地方式仿真研究[J]. 微电机,2021,54(12):38-42.

[3]胡喜斌. 试论高速铁路机车车辆关键技术[J]. 内燃机与配件,2021(7):217-218.

[4]张大勇. 铁路交流牵引电机故障诊断技术研究及应用[J]. 中国铁路,2021(5):1-11.

[5]呼明. 研究机车牵引电机故障分类及运行维护监测设计[J]. 运输经理世界,2020(7):13-14.