王銘健

摘 要：作為高鐵技術(shù)的大國和強(qiáng)國，我國在努力打造高鐵的品牌，為的是將節(jié)能減排、運(yùn)輸能力大、速度快等概念深入各個(gè)國家和地區(qū)。CRH5型動(dòng)車組電動(dòng)機(jī)是我國高鐵動(dòng)車組使用廣泛的一款動(dòng)力元件，其成了高鐵技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)，但是電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行階段也存在很多故障問題，不加以解決會(huì)造成嚴(yán)重影響，該文針對(duì)這些故障進(jìn)行分析并提出了相應(yīng)解決方案，旨在推動(dòng)我國高鐵技術(shù)更好地發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)；特性調(diào)節(jié)；定子；牽引模塊

中圖分類號(hào)：U266 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 CRH5型動(dòng)車組電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式

CRH5型動(dòng)車組電動(dòng)機(jī)是目前動(dòng)車組通用的一款電動(dòng)機(jī)的機(jī)型，這款電動(dòng)機(jī)的極數(shù)為六級(jí)，采用三相電流供電，屬于三相感應(yīng)式電動(dòng)機(jī)，且其配備了通風(fēng)系統(tǒng)，我國在生產(chǎn)這類電機(jī)的時(shí)候主要是按照EN60349-2和EN61377這2種制造標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造的，但是為了和國際接軌，有的零部件的設(shè)計(jì)制造規(guī)格也按照UNI和ISO標(biāo)準(zhǔn)實(shí)行。作為動(dòng)車組的牽引電機(jī)，電動(dòng)機(jī)必須能夠提供足夠的動(dòng)力，動(dòng)車在運(yùn)行過程中需要牽引力最大的時(shí)候是在啟動(dòng)階段，此時(shí)的牽引力可以作為電機(jī)設(shè)計(jì)和選型的標(biāo)準(zhǔn)，電機(jī)的牽引力必須和機(jī)車車輪的黏著牽引力相當(dāng)，只有這樣才能夠滿足動(dòng)力要求，獲取足夠動(dòng)力，啟動(dòng)階段為了保持電動(dòng)機(jī)提供的轉(zhuǎn)矩在某一固定值附近，電動(dòng)機(jī)的調(diào)節(jié)方式選擇變頻調(diào)節(jié)，電動(dòng)機(jī)在速度達(dá)到一定值之后，動(dòng)車也按照一定的速度行駛，此時(shí)需要將電動(dòng)機(jī)的輸出功率保持在恒定值，則電動(dòng)機(jī)采用變頻調(diào)節(jié)和變電壓調(diào)節(jié)結(jié)合的調(diào)節(jié)方式，總之，變頻調(diào)節(jié)是該款電動(dòng)機(jī)的主要調(diào)速方式，使機(jī)車滿足轉(zhuǎn)矩和功率條件也能靈活進(jìn)行轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。

2 常見故障類別及分析

由于CRH5型動(dòng)車組電動(dòng)機(jī)是為動(dòng)車組提供動(dòng)力的動(dòng)力執(zhí)行元件，因此電動(dòng)機(jī)的故障信息受到了高度關(guān)注，動(dòng)車在實(shí)際運(yùn)行過程中出現(xiàn)的關(guān)于電機(jī)的問題均被收集整理，通用問題列舉如下。

2.1 定子繞組故障的檢修及分析

動(dòng)車組列車車廂存在休整期，此時(shí)如果停放的位置比較潮濕，很容易讓電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組繞線的絕緣性能下降，由于轉(zhuǎn)子電機(jī)內(nèi)部的線路復(fù)雜，很容易導(dǎo)致短路現(xiàn)象，或者讓電動(dòng)機(jī)的繞組接地，最后電動(dòng)機(jī)的壽命大大下降，甚至短期內(nèi)出現(xiàn)故障而報(bào)廢，影響動(dòng)車組的運(yùn)行。具體分析如下。

2.1.1 繞組接地

故障現(xiàn)象：繞組如果絕緣皮受到破壞，繞組很容易和電動(dòng)機(jī)的外殼接觸，電動(dòng)機(jī)的外殼接地，因此繞組也會(huì)跟著接地，最后整個(gè)電動(dòng)機(jī)繞組會(huì)產(chǎn)生很大的電流，燒毀繞組，電機(jī)損壞。

故障判斷方法：

對(duì)于可能存在繞組接地的電動(dòng)機(jī)，可以采用如下2種方法進(jìn)行接地檢測。

（1）歐表法。采用萬用電表的歐姆檔測量電動(dòng)機(jī)的外殼和電機(jī)繞組之間的電阻，如果電阻幾乎為零，則說明電動(dòng)機(jī)的繞組和電動(dòng)機(jī)外殼是相通的，因此該電機(jī)被判斷為繞組接地，接地的原因可能為電動(dòng)機(jī)內(nèi)部受潮或者電動(dòng)機(jī)繞組絕緣皮損壞與電動(dòng)機(jī)外殼接觸。

（2）燈泡法。采用燈泡法也可以判斷電動(dòng)機(jī)的繞組是否和電動(dòng)機(jī)外殼接觸，其原理和采用歐姆表測電阻的原理類似，只不過將電阻示數(shù)的顯示換成了燈泡的開啟和熄滅，判斷更為直觀，但是如果使用的電壓太高需要注意安全。

故障處理方法：

動(dòng)車組如果在運(yùn)行過程中出現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)繞組接地的問題，維修工作人員必須第一時(shí)間通知列車司機(jī)，讓司機(jī)知情并采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，接著維修工作人員斷開繼電器，再次通知司機(jī)，最后維修工作人員更換電動(dòng)機(jī)，并聯(lián)系電動(dòng)機(jī)廠商和專業(yè)技術(shù)人員確認(rèn)，確認(rèn)之后通知司機(jī)即可。

2.1.2 繞組短路

故障現(xiàn)象：電動(dòng)機(jī)的繞組可能出現(xiàn)短路現(xiàn)象，主要分為2種，第一種是電動(dòng)機(jī)繞組少數(shù)幾匝繞組短路，此時(shí)電動(dòng)機(jī)不會(huì)罷工，但是由于電動(dòng)機(jī)繞組存在短路現(xiàn)象，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)力矩會(huì)受到影響而略微降低，第二種繞組短路是多數(shù)多匝繞組短路，這時(shí)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)會(huì)產(chǎn)生巨大的電流，對(duì)于電動(dòng)機(jī)是致命的影響和破壞，電動(dòng)機(jī)將不能正常啟動(dòng)。

故障判斷方法：

如果電動(dòng)機(jī)存在繞組短路的可能性，判斷繞組短路的方法有如下3種。

（1）直接觀察法。待電動(dòng)機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間之后停止運(yùn)行，觀察繞組的狀態(tài)，繞組如果發(fā)出了燒焦氣味，則繞組屬于嚴(yán)重短路，如果繞組沒有明顯的氣味，則采用手摸方法進(jìn)行判斷，如果局部嚴(yán)重過熱，則繞組存在局部短路的問題。

（2）短路檢測法。可以采用短路偵察器進(jìn)行短路檢查，這個(gè)儀器可以直接檢查繞組的短路情況，只不過其接觸部位是在定子上。

（3）直流電阻法。電動(dòng)機(jī)存在6個(gè)接線頭，可以在電動(dòng)機(jī)外部對(duì)電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部的繞組電阻進(jìn)行測量，分別測電動(dòng)機(jī)三相的阻值，然后測出各項(xiàng)繞組阻值，阻值最小的一項(xiàng)可能是存在短路的一相，如果三相的電流都差不多，則電動(dòng)機(jī)屬于正常現(xiàn)象。

故障處理方法：動(dòng)車組如果在運(yùn)行過程中出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)繞組短路的問題，維修工作人員必須第一時(shí)間通知列車司機(jī)，讓司機(jī)知情并采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，接著維修工作人員斷開繼電器，再次通知司機(jī)，最后維修工作人員更換電動(dòng)機(jī)，并聯(lián)系電動(dòng)機(jī)廠商和專業(yè)技術(shù)人員確認(rèn)，確認(rèn)之后通知司機(jī)即可。

2.2 電動(dòng)機(jī)機(jī)殼、機(jī)座和端蓋故障的檢修及分析

故障現(xiàn)象：電動(dòng)機(jī)機(jī)殼位于電動(dòng)機(jī)外部起到保護(hù)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部元件的作用，但電動(dòng)機(jī)外殼的變形、裂紋等現(xiàn)象也很容易導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)無法旋轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)外殼變形可能是由于電動(dòng)機(jī)安裝困難導(dǎo)致的，也可能是電動(dòng)機(jī)內(nèi)部溫升過高導(dǎo)致變形。

故障判斷方法：

（1）直接觀察法。對(duì)于電動(dòng)機(jī)外殼明顯的變形和裂紋可以采取直接觀察法進(jìn)行判斷。

（2）診斷振動(dòng)法。電動(dòng)機(jī)外部一些不容易發(fā)現(xiàn)的裂紋等可以采用振動(dòng)法進(jìn)行判斷，對(duì)于損壞的電動(dòng)機(jī)外殼必須及時(shí)進(jìn)行修理和更換，保證電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行時(shí)間。

2.3 軸承故障的檢修及分析

故障現(xiàn)象：電動(dòng)機(jī)軸承存在的通用問題是溫升過高，通過溫度顯示器讀取數(shù)據(jù)。

故障處理方法：動(dòng)車組如果在運(yùn)行過程中出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)軸承故障的問題，維修工作人員必須第一時(shí)間通知列車司機(jī)，讓司機(jī)知情并采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，接著維修工作人員斷開繼電器，再次通知司機(jī)，維修人員對(duì)電動(dòng)機(jī)軸承附近的灰塵和雜物進(jìn)行及時(shí)地清理并加入潤滑脂，并聯(lián)系電動(dòng)機(jī)廠商和專業(yè)技術(shù)人員確認(rèn)，確認(rèn)之后通知司機(jī)即可。

2.4 電動(dòng)機(jī)通風(fēng)裝置故障的檢修及分析

故障現(xiàn)象：電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)制造時(shí)就配置了通風(fēng)裝置，通風(fēng)裝置出現(xiàn)故障的現(xiàn)象一般是電動(dòng)機(jī)溫升過高且電動(dòng)機(jī)控制器屏幕顯示牽引模塊故障。

故障判斷方法：

由于電動(dòng)機(jī)通風(fēng)裝置故障會(huì)直接導(dǎo)致裝置的通風(fēng)繼電器斷開，因此可以直接前往電動(dòng)機(jī)所在控制柜檢查其對(duì)應(yīng)的繼電器，如果繼電器斷開則合上，此時(shí)繼電器會(huì)再次斷開，斷路器也是同樣的現(xiàn)象。

故障處理方法：

動(dòng)車組如果在運(yùn)行過程中出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)通風(fēng)裝置故障的問題，維修工作人員必須第一時(shí)間通知列車司機(jī)故障以及繼電器已經(jīng)自動(dòng)斷開，讓司機(jī)知情并采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，接著維修人員對(duì)故障進(jìn)行進(jìn)一步確認(rèn)和判斷，如采用溫度計(jì)測量溫度等，最后采用對(duì)通風(fēng)裝置的風(fēng)道修補(bǔ)和更換來解決問題，并聯(lián)系電動(dòng)機(jī)廠商和專業(yè)技術(shù)人員確認(rèn)，確認(rèn)之后通知司機(jī)即可。

3 結(jié)論

近年來，我國的高鐵技術(shù)獲得了很多國家的關(guān)注，CRH5型動(dòng)車組電動(dòng)機(jī)是高鐵動(dòng)車組列車非常重要的一個(gè)動(dòng)力元件，該元件是保證動(dòng)車組牽引力的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，我們必須對(duì)其故障問題進(jìn)行攻關(guān)研發(fā)和解決，讓動(dòng)車高鐵技術(shù)更好地發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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