康具珍，史輝勇

（金川集團公司礦山工程分公司，甘肅 金昌 737100）

直流電動機與交流電動機相比，具有良好的啟動性能；在廣范圍內(nèi)平滑而經(jīng)濟地調(diào)速的性能；在電磁制動方面，投入加設(shè)備少，容易實現(xiàn)。所以直流電動機廣泛使用在煤礦井上、運輸?shù)募芫€式和蓄電池式電機車上。但是，它比交流電動機構(gòu)復(fù)雜，運行中維修比較麻煩。只有對直流電機車的故障原正確地分析判斷，才能采取相應(yīng)的方法、措施，預(yù)防和處理故障。

本文擬采用電動機型號為ZQ-37.5型。在工作過程中進行故障分析。

1 故障部位及原因分析

1.1 換向器故障

換向器故障比例最大，這說明直流電動機換向方面的故障突出。在牽引電動機使用中，解決換向器故障仍是一個不容忽視的問題。

從直流電動機的工作特性可知，直流電動機在運行中，換向是一個較復(fù)雜的物理、化學等多方面問題的綜合表現(xiàn)。所以換向器故障是直流電動機常見的一種故障。換向器常會出現(xiàn)灼傷痕跡，分為兩種情況:一種是從換向器灼傷表面看不太嚴重，用紗布沾汽油可以擦除，不留明顯痕跡；另外一種是灼傷較嚴重，用沾汽油的紗布擦拭后，留有灼傷痕跡。造成換向器灼傷的主要原因是:在換向時有火花產(chǎn)生，甚至產(chǎn)生環(huán)火所致。換向器產(chǎn)生火花的原因主要有機械原因和電磁原因兩類。

（1）換向器火花產(chǎn)生的機械原因:換向器表面不清潔，主要有污垢、電刷磨損粉末；換向器表面不光潔，主要有換向片突出、換向片間云母絕緣突出、換向器表面太粗糙；各換向極的氣隙不均勻；轉(zhuǎn)子平衡不好，出現(xiàn)電刷在換向器上跳動。

（2）換向器火花產(chǎn)生的電磁原因:延遲換向，使后刷邊的電流密度增大，當后刷邊離開換向片的瞬間，換向元件中還儲存一部分磁場能量要放出來，因而后刷邊可能出現(xiàn)火花。超越換向，使前刷邊的電流密度增大，而前刷邊剛接觸換向片，接觸面積較小，可能因接觸面上出現(xiàn)很高的電壓降和很大的熱量而在前刷邊下出現(xiàn)火花。

延遲換向還可能發(fā)生更嚴重的故障，即產(chǎn)生環(huán)火。在電動機牽引過程中，受電弓出現(xiàn)突然離開架線或突然接觸架線，使直流電動機受到?jīng)_擊負載的作用，這時電機電樞電流急劇增加，換向元件的電抗電勢增大，遠大于換向電勢，造成過分延遲換向，使后刷邊出現(xiàn)強烈的火花和電弧。由于電樞的旋轉(zhuǎn)和電動力的作用，火花和電弧將被拉長，使電弧向外擴張。另一方面，電流的急劇增加，換向片間電壓明顯增加，從而發(fā)生電位差火花。后刷邊的火花和電位差火花匯合在一起，最后可能成為跨越正負極之間的電弧，使整個換向器被一圈火花所包圍。環(huán)火不僅能把換向器和電刷燒壞，而且會使電樞繞組受到損壞。

1.2 電刷故障

直流電動機電刷的故障比較常見，主要原因有:電刷壓力大小不當，主要是壓力彈簧所致，電刷壓力一般為14.7～24.5 kPa；電刷在刷握內(nèi)太松而發(fā)生跳動；電刷在刷握內(nèi)太緊而被卡死；電刷磨損過短，造成與換向器接觸不良；各電刷桿之間的距離不相等，以致有些電刷所短路的元件不在幾何中心線上；電刷含銅比例高，降低了換向回路電阻，對換向造成影響；電刷沒有研磨好，使電刷與換向器接觸面小。這些原因，都可能造成換向。

1.3 主磁極和電樞繞組故障

主磁極、電樞繞組的故障有繞組短路、斷路、接地等幾種形式。牽引電動機故障統(tǒng)計表中列出的每年故障情況中，主磁極、電樞繞組的故障中，繞組接地故障比例最大。所以，著重分析造成繞組接地的原因。

（1）工作環(huán)境。電機車牽引電動機的工作條件比較惡劣，常有潮氣侵入電動機內(nèi)，使主磁極繞組和電樞繞組絕緣受潮，絕緣阻值降低；由于電動機密封不是很嚴密，常有粉塵進入電動機內(nèi)部，電刷與換向器摩擦產(chǎn)生的碳粉和可導電的銅粉也遺留在電動機內(nèi)部，這些混合物具有吸潮的作用，會引起絕緣電阻值的進一步下降，最終導致繞組接地故障。

（2）繞組絕緣空氣隙。電機車在正常電壓運行時，牽引電動機繞組絕緣在電磁力的作用下會發(fā)生磨損，長期磨損會使絕緣層內(nèi)產(chǎn)生空氣氣隙，在空氣隙內(nèi)產(chǎn)生少量電子，當電壓達到一定程度時，這些電子與原子相互碰撞使絕緣中帶電的電子增多，增多到一定數(shù)量時，產(chǎn)生氣隙放電侵襲絕緣層，使絕緣層逐漸變薄，最終導致絕緣擊穿。

（3）絕緣老化。電動機外部積塵較厚，內(nèi)部粉塵較多，使繞組散熱不良；經(jīng)常過負載運行，使電動機長時間在溫度較高的情況下工作。這些都會使電動機絕緣熱老化，導致絕緣變脆，絕緣性能下降。由于安裝牽引電動機采用吊掛式，電機車輪對過軌道接口、傳動齒輪的間隙、電動機承受沖負載都會產(chǎn)生各種機械振動和電磁振動，這些振動和電動機內(nèi)部的電磁力作用于電樞和磁極上而引起電動機振動，導致絕緣結(jié)構(gòu)產(chǎn)生磨損，發(fā)生龜裂。

1.4 軸承故障

軸承是牽引電動機的重要部件，軸承故障是常見的故障。故障原因有:軸承本身存在著缺陷；軸承在裝配時受到損傷；軸承缺潤滑油；使用了不合格的潤滑油或潤滑油的牌號不對。

2 故障防治措施

在正常情況下使用，牽引電動機壽命是比較長的，對電動機正確使用和合理維護，能減少電動機的故障發(fā)生。針對牽引電動機故障統(tǒng)計表和上述的故障分析，應(yīng)采取相應(yīng)措施，避免故障的發(fā)生。

（1）使用前的檢查。對新電機、較長時間未使用的電機，應(yīng)做如下檢查:檢查電動機的絕緣電阻；繞組的直流電阻；用手盤動電動機轉(zhuǎn)子看其轉(zhuǎn)動是否靈活；檢查電刷研磨情況，壓力大小，與換向器的接觸情況。

（2）電動機在使用中，機車司機應(yīng)正確操作，避免過載運行，避免承受沖擊負載，避免操作過電壓。

（3）定期維護，清除電動機外部的積塵，改善電動機的散熱條件；檢查電動機的接線端子，保證接線不松動、不虛接；定期檢查、清洗電動機的軸承，更換潤滑油脂；定期檢查絕緣電阻；定期清掃電刷與電動機換向器表面，檢查電刷與換向器接觸情況，電刷壓力是否適當，電刷在刷握內(nèi)是否松動或固死。

（4）檢修要根據(jù)直流電動機的檢修完好標準規(guī)定進行，修理工藝符合要求；更換元件要與原元件的型號一致，質(zhì)量不低于原元件；換向器表面有一層氧化膜，修理時把換向器擦干凈，處理灼傷即可，不得用紗布打磨，以免造成換向器表面不光滑和破壞表面氧化膜；電刷應(yīng)充分研磨，電刷安裝時注意在刷握內(nèi)的松緊度和壓力適當度；電刷安裝后要與換向器進行研磨；軸承應(yīng)熱裝，并注適量的合格潤滑脂；電動機修理完畢，應(yīng)盤動轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)動應(yīng)靈活，無卡阻現(xiàn)象。

3 結(jié)語

總之，對牽引電動機在安裝、使用、維護、檢修、修理各方面都要認真把好關(guān)，早發(fā)現(xiàn)故障，早處理，不使故障擴大造成損壞。

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