陳振棠　陳文軒

摘 要：電機(jī)是電力機(jī)車的重要組成部分，給機(jī)車提供驅(qū)動(dòng)力的同時(shí)，對(duì)機(jī)車設(shè)備進(jìn)行控制。由于機(jī)車電機(jī)數(shù)量及種類較多，電機(jī)故障復(fù)雜，原因查找困難，檢修難度大。因此，本文結(jié)合電力機(jī)車電機(jī)實(shí)際檢修過(guò)程，總結(jié)了電力機(jī)車電機(jī)常見(jiàn)的故障，及故障產(chǎn)生的原因，并給出了對(duì)應(yīng)的處理方法。在此基礎(chǔ)上，提出了電力機(jī)車電機(jī)日常維護(hù)的方法。

關(guān)鍵詞：電力機(jī)車電機(jī) 故障分析 維護(hù)方法

Analysis on Common Faults of electric locomotive Motor and Research on Routine Maintenance Methods

Chen Zhentang，Chen Wenxuan

Abstract：Motor is an important part of electric locomotive， which provides driving force for locomotive and controls locomotive equipment. Due to the large number and types of locomotive motors， motor faults are complex， making it difficult to find the cause and make maintenance difficult. Therefore， combined with the actual maintenance process of electric locomotive motor， this paper summarizes the common faults of electric locomotive motor and the causes of the faults， and gives the corresponding treatment methods. On this basis， the daily maintenance method of electric locomotive motor is proposed.

Key words：electric locomotive motor， Fault analysis， Maintenance method

1 引言

電力機(jī)車電機(jī)的類型數(shù)量較多，其主要用于電力機(jī)車動(dòng)力傳動(dòng)和設(shè)備控制，電力機(jī)車電機(jī)如果出現(xiàn)故障，會(huì)影響整個(gè)電力機(jī)車的正常運(yùn)行。根據(jù)電力機(jī)車電機(jī)在實(shí)際工作中的總結(jié)，其常見(jiàn)的故障有電機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)故障、電機(jī)電氣線路故障等。在電力機(jī)車電機(jī)檢修工作過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)“故障查找難”、“故障原因復(fù)雜”等問(wèn)題。因此，分析總結(jié)電力機(jī)車常見(jiàn)的故障，研究故障形成的原因，總結(jié)電力機(jī)車電機(jī)日常維護(hù)的方法，可提升電機(jī)日常檢修的效率，對(duì)改進(jìn)電力機(jī)車檢修工藝具有深遠(yuǎn)的意義。

2 常見(jiàn)的故障及處理方法

2.1 電機(jī)無(wú)法正常啟動(dòng)

電力機(jī)車電機(jī)通入電流后，出現(xiàn)電機(jī)不旋轉(zhuǎn)、無(wú)法達(dá)到額定轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定、抖動(dòng)、停頓、發(fā)出異常的聲音或震動(dòng)現(xiàn)象等，說(shuō)明電機(jī)無(wú)法正常啟動(dòng)工作。電力機(jī)車電機(jī)無(wú)法啟動(dòng)的原因很多[1]，主要總結(jié)為：

（1）電機(jī)無(wú)法正常取電?？紤]電源出現(xiàn)損壞、電源缺相、輸出電壓不正常以及電源線路不通等。此外，還應(yīng)考慮啟動(dòng)電路各元件是否出現(xiàn)故障，如電機(jī)啟動(dòng)電容損壞等。

（2）熔斷絲燒斷。出現(xiàn)熔斷絲燒斷故障時(shí)，應(yīng)考慮電機(jī)是否過(guò)載、軸承及通風(fēng)散熱裝置是否出現(xiàn)機(jī)械故障，以及電機(jī)繞組及通電線路是否短路等。

（3）電機(jī)繞組無(wú)法產(chǎn)生正常的磁場(chǎng)。根據(jù)實(shí)際情況分析，確定定子或轉(zhuǎn)子繞組斷路、起動(dòng)繞組不工作等情況。

（4）電機(jī)軸承安裝承過(guò)緊或過(guò)松。電機(jī)軸承出現(xiàn)過(guò)緊或過(guò)松情況時(shí)，會(huì)致使電機(jī)無(wú)法正常拖動(dòng)負(fù)載運(yùn)行，電機(jī)出現(xiàn)抖動(dòng)、發(fā)出異響等現(xiàn)象。應(yīng)考慮軸承是否有損壞。

（5）電機(jī)接線錯(cuò)誤。主要有人為錯(cuò)誤地將地線接錯(cuò)、接線柱接線不牢固等原因。

（6）電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)異常。電機(jī)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)卡死不轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速達(dá)不到額定轉(zhuǎn)速以及發(fā)出轉(zhuǎn)動(dòng)異響等現(xiàn)象，導(dǎo)致電機(jī)無(wú)法啟動(dòng)。主要原因有轉(zhuǎn)軸出現(xiàn)機(jī)械故障、繞組出現(xiàn)機(jī)械或者電氣故障等。

（7）電機(jī)負(fù)載過(guò)大導(dǎo)致轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速過(guò)慢或無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)。主要原因有牽引電機(jī)故障、負(fù)載過(guò)大等。

針對(duì)電力機(jī)車電機(jī)無(wú)法正常啟動(dòng)的情況，結(jié)合實(shí)際的故障原因，總結(jié)相應(yīng)的處理方法如下：

（1）電機(jī)電源出現(xiàn)異常時(shí)，檢查接入的電源是否正常、緊固熔斷絲螺絲或更換損壞的熔斷絲、檢修電機(jī)開(kāi)關(guān)電路、緊固電機(jī)接線端子等。

（2）出現(xiàn)熔斷絲燒斷時(shí)，應(yīng)考慮電源線路和電機(jī)內(nèi)部線路虛接、短路等情況，排查具體燒斷原因，更換損壞的元件和熔斷絲。

（3）當(dāng)電機(jī)繞組出現(xiàn)電流異常，無(wú)法產(chǎn)生正常的磁場(chǎng)時(shí)，確保電源電壓正常的情況下，應(yīng)用萬(wàn)用表檢查電機(jī)繞組有無(wú)斷路的情況，有無(wú)絕緣層破損情況，繞組有無(wú)短路的情況，以及各繞組端子接線是否牢固，并更換故障的繞組或端子。

（4）檢查電機(jī)軸承是否過(guò)緊或過(guò)松，并進(jìn)行對(duì)應(yīng)的調(diào)整，軸承出現(xiàn)損壞時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換對(duì)應(yīng)型號(hào)的軸承。

（5）電機(jī)接線錯(cuò)誤時(shí)，應(yīng)用萬(wàn)用表測(cè)量各部分電阻，對(duì)照接線說(shuō)明書接入正確的線路。如因接線錯(cuò)誤導(dǎo)致其他元件出現(xiàn)故障，還應(yīng)排查檢修其他電路。

（6）電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)異常時(shí)，需要進(jìn)行清潔氣隙的污染物，轉(zhuǎn)子或定子繞組出現(xiàn)損壞時(shí)應(yīng)及時(shí)更換對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子與定子繞組，并排查繞組出現(xiàn)損壞的原因。

（7）電機(jī)負(fù)載過(guò)大導(dǎo)致無(wú)法正常工作時(shí)，應(yīng)檢查負(fù)載過(guò)大的非人為因素，并按電機(jī)額定值要求，接入對(duì)應(yīng)的負(fù)載。

2.2 電機(jī)轉(zhuǎn)速出現(xiàn)異常

電機(jī)在運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速與正常值相比，出現(xiàn)較大的偏差或波動(dòng)，常見(jiàn)的故障有轉(zhuǎn)速過(guò)低、轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定以及出現(xiàn)抖動(dòng)或停頓現(xiàn)象。電力機(jī)車電機(jī)低轉(zhuǎn)速主要由電機(jī)低扭矩或重負(fù)載的內(nèi)外部因素造成，而高轉(zhuǎn)速主要由接入電機(jī)繞組的電壓異常造成。

當(dāng)電力機(jī)車電機(jī)出現(xiàn)低轉(zhuǎn)速故障時(shí)，分析其主要原因有：

（1）電源電壓或電流出現(xiàn)異常。

（2）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸受力較小或不平衡，如鼠籠式轉(zhuǎn)子斷裂導(dǎo)條，繞線式轉(zhuǎn)子繞組斷裂造成的缺相等原因?qū)е码姍C(jī)電磁感應(yīng)能力變差，引起電機(jī)轉(zhuǎn)子受力減小。

（3）定子繞組松動(dòng)或者斷裂導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速異常。

（4）電機(jī)啟動(dòng)電路異常，可能原因有變阻器無(wú)法實(shí)現(xiàn)變阻，起動(dòng)繞組不工作等。導(dǎo)致啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不足，電機(jī)出現(xiàn)低轉(zhuǎn)速的情況。

（5）負(fù)載過(guò)大。當(dāng)電機(jī)拖動(dòng)負(fù)載遠(yuǎn)超額定值時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)矩達(dá)不到負(fù)載要求，出現(xiàn)轉(zhuǎn)速降低的現(xiàn)象。

當(dāng)電機(jī)出現(xiàn)低速運(yùn)行故障時(shí)，常見(jiàn)的處理方法有：

（1）用萬(wàn)用表測(cè)量電源電壓和電流，并核對(duì)數(shù)值是否正常，出現(xiàn)異常情況時(shí)，檢查并排除電源的故障。

（2）測(cè)量定子的電流，若定子電流出現(xiàn)變化，說(shuō)明轉(zhuǎn)子內(nèi)部繞組出現(xiàn)故障，使用萬(wàn)用表檢查具體故障。

（3）及時(shí)檢查定子繞組的結(jié)構(gòu)及電氣工作情況，出現(xiàn)松動(dòng)或者斷裂時(shí)，及時(shí)更換繞組，出現(xiàn)絕緣層破損或老化時(shí)，更換絕緣層保護(hù)材料。

（4）轉(zhuǎn)子啟動(dòng)電路的工作異常時(shí)，更換變阻器或者起動(dòng)繞組[2]。

（5）檢查核對(duì)操作規(guī)章流程及電機(jī)說(shuō)明書，給電機(jī)加載額定負(fù)荷的負(fù)載。

當(dāng)電機(jī)出現(xiàn)高轉(zhuǎn)速這種情況時(shí)，分析其主要原因?yàn)殡姍C(jī)接入的電能出現(xiàn)異常，可查看電源的故障。

2.3 電機(jī)外殼帶電

電機(jī)外殼帶電主要由繞組短路或者接地線故障造成，常見(jiàn)的原因有：

（1）電機(jī)接線錯(cuò)誤或者接地線開(kāi)路。如電線接錯(cuò)位置、電源線脫落或者接地線斷路等。

（2）電機(jī)繞組絕緣程度不達(dá)標(biāo)，電源線與接線盒接觸等原因?qū)е露搪贰?/p>

（3）電力機(jī)車其他電氣設(shè)備絕緣故障導(dǎo)致電機(jī)外殼及其他設(shè)備帶電。

根據(jù)電機(jī)外殼帶電的原因的不同，總結(jié)處理方法如下：

（1）對(duì)照電機(jī)接線說(shuō)明，正確接入接地線和電源線。

（2）更換絕緣層老化的繞組，阻止繞組與電機(jī)外殼短路。

（3）檢查電力機(jī)車全車工作異常的電氣設(shè)備，排查漏電的位置，并更換相應(yīng)的元件及器件。

2.4 軸承常見(jiàn)故障

電機(jī)軸承常見(jiàn)的故障有軸承磨損過(guò)度和軸承損壞等。當(dāng)軸承損壞時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換同型號(hào)的軸承。當(dāng)軸承上的摩擦力超出額定范圍時(shí)，軸承上會(huì)出現(xiàn)異常過(guò)熱的現(xiàn)象，其中軸承過(guò)熱可能的原因有：

（1）由于外力過(guò)大或負(fù)載過(guò)重等原因?qū)е螺S承受力太大而發(fā)熱。

（2）當(dāng)軸承與電機(jī)轉(zhuǎn)軸安裝過(guò)松時(shí)，出現(xiàn)軸承溫度過(guò)高的異?，F(xiàn)象。

（3）軸承潤(rùn)滑效果差導(dǎo)致軸承摩擦力增大，發(fā)熱增多。

（4）端蓋沒(méi)有正確安裝，端蓋與軸承之間出現(xiàn)大的摩擦。

軸承過(guò)熱的處理方法為：

（1）軸承損壞時(shí)，及時(shí)更換軸承。軸承負(fù)載過(guò)大時(shí)，應(yīng)核對(duì)說(shuō)明書，電機(jī)接入額定的負(fù)載。

（2）當(dāng)軸承與電機(jī)轉(zhuǎn)軸安裝過(guò)松時(shí)，應(yīng)查找原因，更換軸承或轉(zhuǎn)軸。

（3）加入足量的質(zhì)量較好的潤(rùn)滑油。

（4）按要求正確安裝端蓋，注意端蓋的位置以及螺絲的松緊程度。

2.5 電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)聲音不正常

當(dāng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)異常的聲音，應(yīng)及時(shí)停車并進(jìn)行檢查，造成這種異常聲音的可能原因有：

（1）電機(jī)氣隙間距過(guò)小，導(dǎo)致定子與轉(zhuǎn)子摩擦而發(fā)出異常的聲音[3]。

（2）當(dāng)電機(jī)兩相運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)有不穩(wěn)定的嗡嗡聲。

（3）散熱風(fēng)扇葉片發(fā)出異常的聲音。

（4）電機(jī)傳動(dòng)齒輪出現(xiàn)磨損異常等故障，導(dǎo)致齒輪無(wú)法正常工作，出現(xiàn)異響。

（5）軸承損壞時(shí)，軸承發(fā)出異常的聲音。

異常聲響對(duì)應(yīng)的處理方法為：

（1）從硅鋼片、繞組、導(dǎo)條及污染物等方面排查氣隙過(guò)小的具體原因。

（2）從電源相數(shù)、電路通斷、開(kāi)關(guān)控制等方面檢查電機(jī)缺相的原因。并更換對(duì)應(yīng)的器件。

（3）檢查電機(jī)風(fēng)扇葉片和防護(hù)罩的損壞情況，并更換。

（4）檢查傳動(dòng)齒輪的工作狀態(tài)，出現(xiàn)損壞時(shí)及時(shí)更換齒輪。

（5）更換損壞的軸承。

2.6 電機(jī)溫升過(guò)高或冒煙

當(dāng)電機(jī)內(nèi)部電路或機(jī)械部件出現(xiàn)故障時(shí)，電機(jī)會(huì)出現(xiàn)溫升過(guò)高的現(xiàn)象，可能的原因有：

（1）軸承出現(xiàn)故障，如軸承潤(rùn)滑不良、損壞等原因，導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)異常，出現(xiàn)發(fā)熱等現(xiàn)象。

（2）電機(jī)通風(fēng)故障，導(dǎo)致電機(jī)散熱效果不佳，或無(wú)法散熱。

（3）電源電壓出異常，過(guò)低或過(guò)高。

（4）繞組出現(xiàn)短路情況。

（5）電機(jī)的負(fù)載過(guò)大，轉(zhuǎn)速降低，散熱效果不明顯，引起電機(jī)溫升過(guò)高甚至出現(xiàn)冒煙的現(xiàn)象。

對(duì)應(yīng)的處理方法：

（1）檢查軸承狀態(tài)，及時(shí)補(bǔ)充潤(rùn)滑劑或者更換損壞的軸承。

（2）排查通風(fēng)系統(tǒng)異常的原因。

（3）排查電源電壓異常的原因。

（4）排查短路的原因和位置，并更換損壞的繞組。

（5）檢查電機(jī)的負(fù)載，并采取降溫措施。

電力機(jī)車電機(jī)按電源類型可分為直流電機(jī)和三相異步電機(jī)，按工作場(chǎng)所可以分為牽引電機(jī)和輔助電機(jī)。根據(jù)其工作過(guò)程中常見(jiàn)的故障及處理方法，總結(jié)表格1所示。

3 電力機(jī)車電機(jī)維護(hù)保養(yǎng)方法

3.1 電機(jī)安裝運(yùn)行前的檢查

（1）檢查電機(jī)的外觀、核對(duì)銘牌參數(shù)。查看電機(jī)外觀是否完整、干凈，有無(wú)明顯的變形或損壞，電機(jī)安裝是否牢固，銘牌是否清晰，并且核對(duì)電機(jī)的額定值。

（2）檢查電機(jī)電源電路是否正常。判斷電源電路有無(wú)斷路及斷路情況，測(cè)量電壓與電流是否穩(wěn)定。

（3）判斷電機(jī)絕緣等級(jí)。利用絕緣電阻測(cè)試儀測(cè)試電機(jī)的絕緣情況，記錄測(cè)試結(jié)果，對(duì)照電機(jī)說(shuō)明書或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，判斷測(cè)試結(jié)果是否符合要求。

（4）檢查電機(jī)接線是否正確。根據(jù)說(shuō)明書檢查電機(jī)的接線是否正確及規(guī)范，各接線顏色及編號(hào)是否與要求對(duì)應(yīng)統(tǒng)一，是否符合電氣安全標(biāo)準(zhǔn)，用萬(wàn)用表測(cè)量電路是否有短路的情況，接線端子壓線是否牢固。

（5）檢查電機(jī)電刷裝置是否正常。判斷電刷的機(jī)械結(jié)構(gòu)有無(wú)損壞，彈簧行程是否超限。

（6）判斷電機(jī)旋轉(zhuǎn)是否正常。在斷電保證安全的情況下，轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子，判斷轉(zhuǎn)子有無(wú)異響及卡滯的異常情況[4]。

3.2 電機(jī)運(yùn)行中檢查要求

（1）檢查電機(jī)的工作狀態(tài)是否正常。

（2）保持電機(jī)機(jī)身干凈。確保電機(jī)在可靠的環(huán)境中工作。

（3）查看電機(jī)散熱葉片情況。葉片工作正常，沒(méi)有碰撞聲等異常聲音。

（4）保持電機(jī)工作在額定值下工作。

（5）查看電機(jī)通風(fēng)情況。保證電機(jī)通風(fēng)暢通。

（6）滑環(huán)碳刷檢查：查看碳刷是否有火花出現(xiàn)，有無(wú)大幅度的跳動(dòng)情況產(chǎn)生。

3.3 電機(jī)安裝運(yùn)行后的檢查項(xiàng)目

3.3.1 電機(jī)機(jī)座

檢查電機(jī)外觀是否完好，排除裂紋、破損等異常情況。檢查螺絲有無(wú)松動(dòng)的異常情況。

3.3.2 電機(jī)繞組

檢查繞組積灰程度，測(cè)試?yán)@組絕緣是否滿足要求，排除斷路的情況；檢查轉(zhuǎn)子機(jī)械結(jié)構(gòu)，判斷是否出現(xiàn)損壞及斷裂。

3.3.3 電機(jī)軸承

（1）軸承外觀檢查：查看軸承表面磨損及發(fā)熱情況；核實(shí)軸承尺寸精度和其它指標(biāo)。

（2）軸溫檢查：用溫度計(jì)測(cè)量電機(jī)正常工作時(shí)的軸溫，對(duì)照說(shuō)明書及機(jī)車軸溫測(cè)量數(shù)值，核查溫度是否異常。

（3）振動(dòng)檢查：使用測(cè)振筆測(cè)量軸承的振動(dòng)情況，對(duì)比參考值判斷振動(dòng)情況。

3.3.4 換向器

（1）外觀結(jié)構(gòu)檢查：檢查換向器外觀有無(wú)破損及松動(dòng)，檢查部件間隙及壓力大小，檢查彈簧部位是否有異物。

（2）碳刷磨耗檢查：測(cè)量碳刷石墨磨損程度，檢查碳刷外觀結(jié)構(gòu)。

3.3.5 通風(fēng)、冷卻裝置

通風(fēng)冷卻檢查：檢查通風(fēng)通道有無(wú)異物灰塵堵塞，通風(fēng)系統(tǒng)工作是否正常，冷卻裝置有無(wú)異常，能否達(dá)到冷卻要求。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文根據(jù)電力機(jī)車的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境，從電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣結(jié)構(gòu)、電氣元件和控制線路等方面，研究了電力機(jī)車不同電機(jī)常見(jiàn)的故障，分析了故障產(chǎn)生的具體原因，總結(jié)了電機(jī)故障的常見(jiàn)處理方法。在此基礎(chǔ)上，還研究了電力機(jī)車電機(jī)日常維護(hù)的方法，總結(jié)了電機(jī)全周期的維護(hù)要求。在實(shí)際檢修過(guò)程中，有助于提升電力機(jī)車電機(jī)檢修的準(zhǔn)確度和效率。

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