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由于牵引电机安装在车体下面,直接受到雨、雪、潮气的影响,机车运行中掀起的尘土也容易侵入电机内部。此外,由于季节和负载的变化,还经常受到温度和湿度变化的影响。因此,电机绝缘容易受潮、受污,对其性能和寿命产生极为不良的影响。所以,牵引电机的绝缘材料和绝缘结构应具有较好的防潮,防尘性能及良好的通风、散热条件。

2 外形尺寸受限制

牵引电动机悬挂在车体下面,其安装空间受到很大的限制,轴向尺寸受轨距限制,径向尺寸受动轮直径的限制。为了获得尽可能大的功率,要求牵引电机结构必须紧凑,并采用较高等级的绝缘材料和性能较好的导电、导磁材料。

3 动作力大

机车运行通过钢轨不平顺处,因撞击而产生的动力作用会传递给牵引电动机,使牵引电动机承受很大的冲击和振动。

4 换向困难

直、脉流牵引电机换向困难的原因除了受机械振动力方面的影响外,还有电器方面的原因,如牵引电动机经常启动、制动,此时电流可达额定电流的两倍;当机车在长大坡道上运行时,电动机将长时间处于过电流状态;当机车高速运行时,采用深的磁场削弱使气隙磁场畸变增大;电网电压波动使电动机端电压升高等,这些都将造成牵引电动机换向困难。

脉流牵引电机的电流为脉动电流,除了直流分量外,还有一定的交流分量,电磁交流分量的存在将使电机换向更为困难,致使换向火花增大甚至环火。

5 负载分配不均匀

牵引电机与普通电机的另一个不同之处是:在同一机车上的数台牵引电机,不论是在电方面还是在机械方面都是连接在一起的。在电的方面,各电机之间是并联连接;在机械方面,各电机通过车轮与钢轨间的黏着作用相互耦合在一起。因此,由于同一台机车上牵引电机特性有差异,各动轮直径不等或个别轮对发生“空转” 、“滑行”等原因,都有可能造成各电机的负载分配不均,有的电机处于过载运行,有的电机处于欠载运行,从而使机车牵引力不能充分发挥。

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SS4G电力机车常见故障分析及其处理措施

第三章 ZD105A型牵引电动机的维护保养

牵引电动机的工作条件十分恶劣,主要表现在:负载变化大;承受来自轮轨的冲击力。使用环境恶劣;由单向整流器供电,电流是脉动的。因此要使电机在运行过程中保持良好质量状态,必须进行咸亨却的操作和维护保养,才可减少电机的故障,延长使用寿命和获得机车的高运转率。

一、牵引电动机的检查与维护 1 换向器的维护保养

换向器是直流电机的重要部件,它在高速旋转时的机械稳定性以及其表面氧化膜的状态对电机换向器性能的影响很大。

(1)应经常注意观察换向器工作表面。许多牵引电动机的故障在尚未造成前,可以根据换向器表面的异常状态早作诊断,找出故障原因和部件,及时进行处理。 (2)经常用干燥的压缩空气吹扫换向器表面,如有油垢,可用浸有少量酒精或丙酮的无毛抹布擦拭干净,并注意不要用油垢的或不干净的手去触摸换向器表面或更换电刷;如换向器表面有较明显烧损痕迹而用无毛抹布擦拭无效时,可用0号玻璃砂布进行清擦。

(3)检查换向器V形云母环伸出部分的 表面状态,应经常保持该部分清洁,如有烧痕,应用玻璃砂布把烧损处打磨干净后,图以绝缘漆。

2 电刷装置的维护保养

刷架装置是电机的重要部件之一,其质量的好坏直接影响电机的换向性能,因此,必须对它有足够的重视并经常进行维护保养。

(1)检查耍握及连线紧固螺栓是否松动,特别是刷架连线接头是否接触良好。 (2)常将电刷在刷盒孔上下移动几次,除去碳粉及其他杂物,以保持电刷活动自如。并用塞尺检查电刷与刷盒孔间的间隙是否在限度范围内。注意检查刷辫不要碰上换向器的升高片,以及检查电刷是否破损,刷辫是否脱落,若有应及时更换。

(3)用电刷压力测试仪检查电刷压力是否在规定范围内,同一刷盒其电刷压力不应相差3N。

(4)检查所使用的电刷牌号和制造厂家规定应一致,更换电刷时同一电机应使用同一厂家同一牌号的电刷;同一电机所使用电刷的高度差及同一电刷的双分裂电刷的高度差不应超过规定数值,否则应进行更换。

(5)检查刷盒底面相对换向片的平行度符合技术要求,刷盒底面与换向器表面距离应在2~4mm范围内。

(6)换电刷前,应先打磨电刷接触面,使其与换向器圆弧面贴合,以保证良好的换向。

(7)检查并调整刷盒,以保证刷盒上的电刷在电枢窜动范围内都在换向器工作面上。

(8)经常应用干燥的高压空气吹扫刷握,用干净布擦拭绝缘刷杆外表面的油垢及污物。

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(9)锉掉连线接头和刷盒上因飞弧而造成的铜瘤或铜毛刺。 (10)换损坏刷杆时,应重校刷杆等分度。若在机车上更换同一刷握的两个刷杆,应先更换一个刷杆,紧固定位后再更换另一个刷杆,并做好刷杆位置标记。不允许两只刷杆同时拆下更换,更换会影响刷盒的中位性。 (11)检查刷架圈定位销及撑紧装置的固定情况。

3 电枢轴承的维护保养

轴承是电机中比较关键的部件,电枢轴承烧损,会使转子固死、造成机破。 (1)经常检查电枢轴承的温升

(2)检查电枢轴承和抱轴轴承的密封情况是否良好

(3)电枢轴承用3号锂基脂润滑,轴承室内润滑脂不能太多或太少,否则会引起轴承发热。

二.牵引电动机的常见故障原因及其处理办法

1 轴承故障

这是发生在机械方面最主要的故障,而且问题往往较复杂,还导致了别的故障发生。由于牵引电机的工作条件恶劣,其轴承常见故障症状有保持架铆钉松动、断裂或外围挡边偏磨,滚性及滚道剥离、灼痕、拉伤、裂纹、歪磨或径向间隙增大,内圈松动或咬死,轴电流电蚀及润滑脂变质,轴承甩油箱松动变形等。因此往往引起振动及噪声增大,导致小齿轮碰撞磨损、绕组绝缘损伤、联接线断裂、换向不良、引起接地或环火、甚至发生转子咬死难于转动而裂轴等恶性事故。

(1)轴承损坏。更换轴承。

(2)轴承与轴配合过松或过紧。过松时在轴承上镶套,过紧时重新加工轴到标准尺寸。

(3)电机两端端盖或轴承未装平。将端盖或轴承止口装平,旋紧螺栓

2 主附极和补偿绕组接地

原因:机座内面尖棱、焊瘤、凸台及线圈护罩和弹簧垫板压伤绝缘,更多的情况是主附极线圈在运行过程中受到频繁的振动冲击,致使线圈或紧固螺栓松动,引起绝缘磨损及绕组短路。有时还发生线圈联线绝缘卡破接地,少数情况也有因定子绝缘受潮油污或过热老化损坏绝缘所致。对补偿绕组主要是端部或联线固定不牢,受振动冲击力和过载磁拉力产生变化后,可能使绝缘破损接地。除开明显是绕组低电位接地外,发生绕组接地故障后,要暂时切除该电动机。

处理:认真清理机座安装线圈的凸台面,并对整个线圈加装环氧酚醛玻璃布垫。各线圈压弧时和装配时,都要注意做到不损伤线圈绝缘。对线圈引线头和铁芯间的间隙要用绝缘板垫紧。由于加装了弹簧垫板还不能从根本上解决主附极绕组的接地问题;宜取消线圈护罩和弹簧垫板,实行环氧树脂浇注或上胶聚酯纤维毡压绝缘结构一体化,特别是环氧树脂浇注一体化能很好地提高主附极绕组的耐振、耐潮、导热和电气性能,或采取填充泥固化成一体。对补偿绕组,除槽部特别是槽口应保障绝缘良好外,在两端应加装绝缘绑扎箍环防止端部变形。将补偿槽由向心槽改为平行槽后,则补偿线圈可采用预制成型的连续绝缘,能明显提高补偿绕组绝缘能力和有利造修。此外,应注意固定和保护联线绝缘,特别注意卡

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子处不要损伤联线绝缘。各对地绝缘应包扎均匀紧固,最后整个定子施用整体浸渍无溶剂漆以提高绝缘能力。并注意保护牵引电动机有足够的通风量和避免绝缘受潮油污。对于绕组及联线的活接地,则应细心加以判别。

3主附极和补偿绕组联线及引出线断裂

原因:线圈引线头焊接不良,联线接触不好发生过热,引出线拐弯处应力集中。更主要的是联线悬空过长及震动冲击疲劳断裂,其中影响最大的是传动齿轮啮合不良和磁极紧固螺栓松动引起振动冲击。此外,引出大线电缆的接头处开焊或振动磨破外表绝缘也有发生。在主附极绕组实现绝缘结构一体化后,绕组联线就成为定子绕组的薄弱环节,特别应加强改进。定子绕组联线完全断裂后如果是处于满磁场工况,则串激牵引电动机一般将不能工作。如果主极绕组联线断裂是处于磁场消弱工况,将会造成磁场消弱电阻发红烧损。

处理:对定子线圈引线头推荐采用压弯出线工艺,以省去银铜焊接引线头,并注意控制引接线的拐弯圆角和弯制后退火处理以消除内应力。对联线各接头可采用高频电流焊接或其他确保联接质量的方法,各接头处的绝缘填充及包扎要注意做到紧密。对于联线的固定,推行用外橡胶缓振绝缘垫,再用螺栓卡压强力固定。并要求各支承点间距离不应超过15厘米。对引出大线电缆接头压接后要采用搪锡焊接,并且也应该增加出线口处固定支点与改善绝缘环境。定子绕组绝缘结构一体化后,能有利减轻振动冲击对联线的影响。作为最根本的措施,应将联线改为薄铜片或铜丝编织的绝缘软联线,其中首先应考虑将换向极绕组与刷架联线和主极绕组C2引出线改为绝缘软联线。实际运行证明,软联线对减少联线断裂是行之有效的,当然也是应该设法减小振动冲击对定子联线的影响。

4定子、转子铁芯故障检修

定、转子都是由相互绝缘的硅钢片叠成,是电动机的磁路部分。定、转子铁芯的损坏和变形主要由以下几个方面原因造成。

(1)轴承过度磨损或装配不良,造成定、转子相擦,使铁芯表面损伤,进而造成硅钢片间短路,电动机铁损增加,使电动机温升过高,这时应用细锉等工具去除毛刺,消除硅钢片短接,清除干净后涂上绝缘漆,并加热烘干。

(2)拆除旧绕组时用力过大,使倒槽歪斜向外张开。此时应用小嘴钳、木榔头等工具予以修整,使齿槽复位,并在不好复位的有缝隙的硅钢片间加入青壳纸、胶木板等硬质绝缘材料。

(3)因受潮等原因造成铁芯表面锈蚀,此时需用砂纸打磨干净,清理后涂上绝缘漆。

5 电动机不能启动或带负载运行时转速低于额定值

(1)电源未接通。检查线路上的接头是否有油污,灰尘;接线头松脱时,须将螺栓旋紧;检查开关的的触点,如不能修复应更换新开关。 (2)熔断器的熔体熔断。按设备容量计算,更换新熔体。

(3)电压太低。室内外的绝缘导线太细,起动时电压降太大,可更换适当的较粗导线。

(4)过载保护设备动作。若因过载保护设备的选用调整不当,则可适当提高整定值;

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