摘  要

摘  要

HXD3D型电力机车通风系统故障分析及对策

薛巍

中国铁路哈尔滨局集团有限公司齐齐哈尔机务段

黑龙江齐齐哈尔161000

电力机车是一种大功率的能量转换装置。其原理是将电能转化为动能，利用动能驱动机车。随着电力机车的发展，这些大型电力设备的功率越来越大。然而，电力机车的重量和体积都有明确的标准，而这些大型电气设备的轻量化是非常重要的。直接的结果是这些电气设备的自通风和散热能力差，这与这些电气设备车间不可避免地产生大量热量相矛盾。因为如果产生的热量不能及时消散，就会造成的温升;温度升高会影响设备的正常工作，以及燃烧，尤其是在一些大型电气设备的设备。如主变压器、牵引电机、主变流器、平滑电抗器、各种辅助设备等。它们在运行中应该产生大量的热量，仅仅依靠自然冷却，这远远不能满足自然的需要。

关键词：通风冷却系统；主变压器；牵引电动机；主变流器

1.HXD3型电力机车通风冷却系统的类型

HXD3型电力机车通风冷却系统主要的有四大部分。第一部分为牵引电机冷却系统，作为牵引电机的强制通风冷却，第二部分为冷却塔通风系统，用于冷却主变压器油和主转炉水，第三部分为辅助设备的通风冷却系统，第四部分为机间走廊通风冷却系统。

1.1通风机的类型和特点

内部通风机分为两类：轴流风机(风扇)和离心风机(风机)。

轴流风机特点: 风压不大，风量均匀，不适合长距离送风，风量较小，转速很大，效率高。

离心式风机(鼓风机)：叶轮安装在蜗壳内，电机驱动叶轮，叶轮在壳体中高速旋转，叶片之间的气体被驱动移动，在离心力作用下沿叶轮的径向被抛出空气管道。离心式风扇的特性：较大的压力，风浓缩;吹距离可以比（即，管道的长度）;笨重（和蜗壳空气通道占据相对大）;低速（受影响叶轮形状）;效率较低。

这两种类型的风机用于电力机车中：牵引电机安装在车辆下方，离心风机一般用于冷却；制动阻力位置有限，轴流风机一般用于冷却；驾驶室中的风扇属于无风管的轴流风机。其它设备采用两种风机;

通常，冷却设备安装在通风机的出口侧。然而，当在设备的几件的冷却风扇，一个方法也可以采用通风分支;可以是冷却装置布置在所述入口侧和所述风扇的出口侧。

2牵引电动机通风冷却系统

HXD3型电力机车配置6台牵引电机，牵引电机通风冷却系统由6台牵引风机完成，每台风机用于冷却每台牵引电机。其结构是：冷却空气从顶盖的通风窗进入，送入电动鼓风机，然后电鼓风机通过通风通道[3]。

冷却空气进入电机进行冷却，并最终排放到大气中。此通风机组由RAF-60/THTF5.3型通风机和TIKK-FCKW8/YFDQ185/FVF160DL1-2/JD160型电机组成。

2.1检修项目及检查基准

1通风机的检查项目

1)检查通风机运行时是否有异常的声音和振动。需要检查标准风扇旋转过程中无异常声音或异常振动。

2）检查安装螺钉是否松动。按标准要求检查通风机安装螺钉是否松动。

3）检查各个部件有无损坏以及灰尘附着（叶轮、外壳、导风筒等）。检验标准要求通风机各部位无损伤、无灰尘附着，各部位应清洁。

4）检查风机叶轮静平衡。检查参考要求，用手轻轻拔出叶轮，叶轮将不会停止在同一位置。如果你停在同一个位置，叶轮不平衡的表现，所以对重肯定是否，以及清洁刀片。

5） 检查叶轮与导风板的间隙。检查基准要求叶轮与导风板之间的最小间隙为2毫米（用塞规等工具测量）。

装配后确定振动状态(振幅) ，振幅超过极限值时确定动平衡。将通风机放于操作台上，一额定电压、额定频率运转，基风扇罩安装支架的振幅在上下、左右、轴向三个方向小于30μm；残留不平衡量的限值在0.35g以下（两面要一起修正）。

2.2 电机的检查项目

1）电机运转时有无异常声响、异常震动。检查基准电机运转过程中无异常声音和异常振动。

检查安装螺钉是否松动。检查基准安装螺丝是否松动。

2）检查定子总成和自组装。检验标准要求定子和转子无变色和损伤。

3）检查绝缘电阻。检查基准要求各端子和接地间为500V，用兆欧表测量在10MΩ以上。

4）检查轴承大修时是否更换。

5)检查蝶形弹簧装置。 检验标准要求蝶形弹簧装置无损伤、疲劳等现象。 此外，整个检查应更换。

6)检查轴承套的磨损情况。检查基准要求，如果磨损，修理或更换。

7）确认的类的垫片部件的劣化。检查基准确认的垫圈无裂纹等不良现象，如果有裂纹更换了局势的恶化。

HXD3型电力机车每台配有两台复合冷却器，复合冷却器的型号为FL220，复合型全铝合金板翅式高效冷却结构，如图2-6所示，上部为水散热器（冷却介质：50%纯水+50%乙二醇），用于冷却主变流器，下部为有散热器（冷却介质：变压器油），用于冷却主变压器[2]。

通风冷却系统故障处理

3.1 辅助风机的故障处理

HXD3电力机车独立通风技术，具有简单结构，大面积进风，风的阻力，均匀的空气分配量的滑动特性。牵引通风机组6台，复合冷却风机机组2台，分别对应牵引电机和复合冷却机进行冷却，保证牵引电机、主变压器（油冷）和牵引变流器（水冷）的稳定运行。牵引通风系统采用惯性过滤器，具有自动除尘、冷却空气清洁良好、电器部件积尘少、机房引入部分净化空气保持正压的功能，提高了工作可靠性。

3.2 牵引通风机的故障处理

HXD3型电力机车的六个牵引电机通过牵引通风装置的六个牵引通风单元独立冷却，最后到达大气。

3.2.1牵引通风机故障频发原因分析

目前国内生产的HXD3型电力机车牵引电机风扇的驱动所有免维护轴承。尽管这种轴承在1～2年的时间内不需要给周呈增加新润滑脂，但是由于机车运行环境苛刻，机车一次运行时间长，造成周呈故障频发

以牵引风机JD260电机为例，JD260电机转速3520r/min，轴承平均工作温度70℃，（轴承文均不超过50K），采用6310-2RS1-ZZC3，LHT3耐高温润滑脂，根据《SKF抽成手册》样本可知润滑脂的理论寿命不到1500h，只够机车运行2～3年时间。风扇轴承在大约1年的实际运行在润滑脂的情况下，导致风扇轴承的干燥研磨，并且加热导致点击被燃烧。正如图3-1所示，风扇马达轴承的左侧由于牵引润滑脂干研磨，图像轴承保持架落下。如从图中可以看出，由于内滚珠滚道干并硬化之间干研磨润滑脂，后轴承的拆解。风机叶轮和电机轴伸之间存在间隙，下雨天雨水经高速旋转的叶轮后变成水雾，水雾在电机轴伸出凝聚成水珠，因电机是旋转体，轴伸处密封不好是水珠会进入轴承室内部，给周呈造成危害。

3.2.2牵引通风机应急故障处理办法

1. 处理时断开主断路器，讲主手柄和换向手柄回“0”位。
2. 当一组通风机故障时，在牵引/制动画面的故障信息中显示“牵引风机”1或2故障，并伴随有嗡鸣器的响声，断合几个响应的QA11-QA61“通风机”1-6自动开关（上排中间）再试。同时TCMS会自动将相应的一组CI切除，即主变流器6组中有一组不工作，即故障风机相对应的牵引电动机无流，机车保持5/6的牵引力，可继续维持运行。
3. 若故障无法恢复，TCMS会自动将相对应的一组CI切除，也可人为在微机
4. 显示屏上手触方法切除，即主变流器六组中有一组不工作，机车保持5/6的牵引力维持运行。

注：通风机（牵引电机通风机和复合冷却器通风机）不工作，相应的牵引电动机仍有牵引力输出，但随着使用温度会上升，TCMS系统也会动作，将其功率输出封锁并跳主断，机车将失去牵引力。

结  论

本文列举了 hxd3型机车牵引风机常见故障和复合式冷却器常见故障的实例，分析了牵引风机常见故障和复合式冷却器常见故障，并从实际应用的角度提出了改进建议，从而降低了 hxd3型机车牵引风机和复合式冷却器的故障率，从而降低了机车在运行中发生故障的概率。

参考文献

[1]  张曙光. HXD3型电力机车[M].北京：中国铁道出版社，2010：156-170.

[2]  杜里明，刘红，韩树森，等.机车用轴流式风机性能测试与数据分析[N].大连交通大学学报，2010（6）：15-18.

[3]  王小峰. HXD3型电力机车运用质量情况的分析[N]. 郑州铁路职业技术学校学报，2010（5）：77-79.