目錄TOC\o"1-5"\h\z摘要、關鍵詞 1一、 牽引電機概述 21牽引電機的結構 32牽引電機的工作原理 5二、 HXD3型電力機車牽引電機主要故障原因 61流經(jīng)牽引電機軸承電流牽對電機導致牽引電機的影響分析 62輪對表面擦傷或剝離引電機軸承故障的影響分析 73牽引電機軸承安裝方式與齒輪齒形竄軸或固著的影響分析 7\o"CurrentDocument"4牽引電機過壓過流的影響分析 9\o"CurrentDocument"三、 HXD3型電力機車牽引電機主要故障的防治措施 12\o"CurrentDocument"1對回流裝置EB1-EB6的檢查防治措施 12\o"CurrentDocument"2牽引齒輪箱開箱檢查處理 13\o"CurrentDocument"3利用牽引電機控制預防措施 14\o"CurrentDocument"4牽引電機接地故障處理 14\o"CurrentDocument"5電機轉速顯示故障處理 15\o"CurrentDocument"6加強輪對對踏面檢查預牽引電機軸承故障 158牽引電機的保養(yǎng)與維護 17\o"CurrentDocument"結束語 18\o"CurrentDocument"致謝 19\o"CurrentDocument"參考文獻 20摘要：HXD3型電力機車是中國鐵路的干線貨運用電力機車車型之一，是“和諧型”大功率交流電力機車系列其中一型，其牽引電機以齒輪傳動方式將輸出的轉矩傳遞給輪對。牽引電機軸承竄軸，軸承固著等故障，這些故障均由乘務員在用于機車運用過程中停車檢查中及機務段對牽引電機修理時發(fā)現(xiàn)。給正常安全運輸生產(chǎn)帶來極大的隱患，本文主要對于牽引電機軸承固著的分析以及機車電機、齒輪箱電路控制等分析。提出如何提前發(fā)現(xiàn)故障和預防這些故障的處理、操作、思想方法。降低其對生產(chǎn)運輸?shù)牡挠绊?。關鍵詞：HXD3電力機車故障防護措施一、牽引電機概述1.HXD3型電力機車牽引電機的結構（1） 整機結構電機與機車的連接方式為滾動滾動抱軸結構，單端外錐軸斜齒輪輸出，輸出面錐度為1：50；電機帶有一支磁電式速度傳感器，測速是通過裝在非輸出端軸頭的測試齒盤來完成；電機采用三軸承結構，傳動端采用NU型絕緣圓柱滾子軸承，非傳動端用一個NU型絕緣圓柱滾子軸承和一個QJ型絕緣四點接觸球軸承，三個軸承均采用國產(chǎn)的鐵路牽引電機專用潤滑脂潤滑。采用絕緣軸承是為了防止制造中轉子和電子不同心，或異變器脈沖電源在電機軸承上產(chǎn)生軸電流；電機采用軸向強迫通風方式，冷卻風從非傳動端端蓋徑向通風孔進入，經(jīng)過轉子通風孔，定轉子間的氣隙，定子背部的通風道后，從傳動端端蓋軸向排除；電機的兩端的端蓋均為鑄鋼結構，在電機定子與傳動端端蓋間還有一個定子過度盤，此件也為鑄鋼結構；在電機兩端蓋處均設有注油口，在維護保養(yǎng)時可以按要求進行定時，定量補充潤滑脂。（2） 定子結構定子無傳統(tǒng)的框架式機座，直接用硅鋼片疊壓而成，釘子采用開口式槽型。定子槽內墊有槽絕緣，繞組為雙層硬繞組，根據(jù)接線需要，繞組的引出線做成五種長度形式，因此無需過渡連線，釘子的槽楔用絕緣材料制成且很薄。定子的三相引出線接成Y形，繞組與三相引出線電纜線間有一過渡連線此過渡連線可以減少連線間截面積的過大變化和電流密度的過大變化，三相引出線采用機車專用電纜。電機設有接地線，接地線也采用機車專用電纜。針對變頻電機需在較高頻率下運行的特點，繞組采用聚酰亞胺薄膜帶熔敷的導線兩根并繞而成。為了得到足夠的機械強度、良好的電氣能與優(yōu)良的熱穩(wěn)定性，定子繞組用端箍固定。釘子整體經(jīng)過真空壓力浸漆（VPI），電機的絕緣耐熱等級為200級。定子鐵芯定子鐵芯由冷軋硅鋼板疊壓，由上掛件、下掛件、小掛件和兩個通風道與兩端定子壓圈焊接，使定子鐵芯形成一個籠形殼體，定子鐵芯焊完后進行噴砂和消除應力處理定子沖片用50W470硅鋼片沖制而成，沖片內園有72個開口槽，沖片上即沒有軸向通風孔也沒有焊接用定位槽。吊掛組件和通風道定子鐵芯的吊掛件有壓成弧形的鋼板和段鋼吊掛塊焊接而成，鐵芯上的通風道直接用鋼板壓制成型。定子線圈線圈用薄膜繞包的電磁線二根并繞繞城，線圈匝間墊有云母絕緣，對地用聚醚亞胺復合云母作為主絕緣，外包絕緣采用無堿玻璃絲帶。轉子結構轉子為鼠籠式結構，鼠籠由專用銅合金導條與段純銅的端環(huán)用感應焊焊接而成。端環(huán)一側車一較淺的環(huán)槽，導條與端環(huán)進行進行對接焊接，稱為對接式結構。為防止導條在鐵芯槽內出現(xiàn)竄動，導條打入槽后，用專用滾壓機將導條滾壓脹緊;為提高端環(huán)抗高速旋轉時產(chǎn)生的離心力的強度，鼠籠焊成后，端環(huán)的外圓經(jīng)過加工在套一個護環(huán)；護環(huán)用高強度的專用護環(huán)鋼制成；轉子經(jīng)過動平衡檢驗，避免高速旋轉時對整機帶來的震動。轉子鐵芯由冷軋鋼片疊壓而成，轉軸材質為高強度合金鋼，鐵芯兩端為鑄鋼結構的壓圈。與定子一樣，沖片與兩端壓圈間各有一個端板沖點焊而成的轉子端板以防沖片齒脹。轉子端環(huán)、轉子護環(huán)轉子端環(huán)用段純銅制成，轉子護環(huán)用高強度的專用護環(huán)鋼制成。兩件均用整體鍛出，不得拼焊。為防護環(huán)帶磁性在電機運行時產(chǎn)生渦流發(fā)熱，護環(huán)加工后除需經(jīng)超聲波探傷外還需進行剩余殘磁量的檢查。轉子護環(huán)對材料機械性能穩(wěn)定、化學成分穩(wěn)定，內部晶體結構均勻、加工尺寸都有嚴格要求轉子導條轉子導條的材料選用由電阻溫度系數(shù)較小的專用銅合金蠟質或軋制。轉軸為了完全防止電腐蝕，軸承采用陶瓷軸承。為了預防塵埃的入侵造成的潤滑脂的污損，迷宮式密封圈部涂上潤滑脂后進行組裝。在驅動側采用向心滾子軸承，在驅動相反側采用向心圓柱滾子軸承及三點接觸滾珠軸承，考慮到軸承的載重選擇合適的軸承尺寸。速度傳感器一般采用雙脈式的速度傳感器在驅動相反側的斷面處。因為這個速度傳感器將兩個傳感元件內置在一個傳感器體中，結構極為簡單，速度傳感器只安裝在安裝底座上，不需要進行縫隙調整等操作。速度傳感器由速度傳感器本體和齒輪構成，檢測主電動機的轉速，將控制車輛的速度用的矩形的脈沖信號輸出到控制裝置。通過兩個脈沖信號的交錯，主電路的旋轉方向（前進后退）也同時進行檢測，因此，在車輛行駛中起著非常重要的作用。速度傳感器只通過緊固螺絲安裝到主電動機上，齒輪和轉速傳感器前端的檢測間隙就能達到規(guī)定值（50.8±0.15mm）。因此不需要進行間隙調整。速度傳感器間隙如（圖二）。圖1速度傳感器間隙2HXD3牽引電機的工作原理電生磁:在鼠籠式三相異步電動機的鐵芯里，對稱的鑲嵌放著三相電樞繞組，可分為三個集中線圈UX、UY、UZ表示，其轉子是一個閉合的多項繞組。三相電動機的定子三相對稱繞組通入三相對稱電流時，將產(chǎn)生一個一同步旋轉的定子旋轉磁場，在接通電源瞬間，轉子開始是靜止的，即轉速為0，定子旋轉磁場遇導條之間相對運動，轉子導條切割定子磁場而感應電動勢，方向右手定則判斷。磁生電：因為轉子繞組自成閉合回路，所以轉子導條中會形成感應電流。假如轉子電流或轉子感應電動勢同相位。電生力矩轉：子載流導體在定子磁場中受到電磁力的作用，其方向可由左手定則判斷。電磁力對轉子形成與定子旋轉磁場同方向的電磁轉矩，驅動轉子及其連接的生產(chǎn)機械旋轉，從而將輸入的電能轉變?yōu)闄C械能輸出二、HXD3型電力機車牽引電機的常見故障及分析經(jīng)過研究HXD3型電力機車牽引電機發(fā)現(xiàn)牽引電機其主要故障在于牽引電機軸承固著、竄軸、軸斷、牽引電機過壓過流產(chǎn)生的牽引數(shù)據(jù)不符合而引發(fā)的車載危機等故障以及引發(fā)這些故障的原因有以下1流經(jīng)牽引電機軸承電流2輪對表面擦傷或剝離3牽引電機過壓過流下面對這些引發(fā)牽引電機故障的可能性逐一進行分析，最后提出該如何防止和解決這些故障的措施。1流經(jīng)牽引電機軸承電流的影響分析HXD3機車一次測流是通過受電弓，經(jīng)高壓隔離開關和主斷路器，通過高壓互感器進入機車，經(jīng)25KV高壓電纜與變壓器一次側一端，到變壓器一次側另一端通過6個并聯(lián)回流裝置EB1-EB6（如圖2所示）從輪對回流至軌面由于一次側電流時通過輪對對回流至鋼軌，就會不可避免出現(xiàn)電流流經(jīng)軸承表面問題。電流流經(jīng)軸承表面，就會產(chǎn)生點火花，從而熔融軌道表面，形成電流腐蝕。由此可在軌道表面形成可見斑點，在顯微鏡下課觀察到斑點是由細小的凹坑簇集而成，進一步發(fā)展就可導致波紋狀表面。這種斑點將導致軸承表面遠行惡化、過熱從而引起軸承固著故障。2輪對表面檫傷或剝離的影響輪對表面出現(xiàn)檫傷或剝離問題，隨機車高速遠行，檫傷部位將對鋼軌產(chǎn)生周期性沖擊作用，這種沖擊力的反作用力的一部分將會作用到牽引電機軸承上，速度越大這種沖擊力越大，從而引發(fā)電機軸承故障。嚴重可產(chǎn)生牽引電機軸承斷裂3牽引電機軸承設計安裝方式與齒輪齒形的影響HXD3機車機車牽引電機傳動端采用圓柱滾子軸承，非傳動端采用雙軸承結構，承受徑向力的為四點接觸球軸承。HXD3機車牽引電機的齒端小齒輪與輪對

米用斜齒配合。斜齒輪從原理上講在傳遞力矩的過程將產(chǎn)生力矩，這個軸向力隨牽引電機不同轉向而向反。四點接觸球這后走出從結構上講，其承受軸向作用力能量是有限的。過大的軸向力極易導致其發(fā)生故障，從而引起竄軸或固著。w-_w1015?w-_w1015?圖2機車主電路圖4牽引電機過壓過流的故障分析（1）HXD3型機車是鐵道部引進大功率交流傳動電流機車項目之一，其牽引電機出現(xiàn)過壓、過流保護問題從車載危機故障記錄和現(xiàn)場數(shù)據(jù)監(jiān)測記錄分析，機車在惰性狀態(tài)下，逆變器的運轉模式的轉矩電流為零，電機中只有磁通電流，也就是說，電機中指通過勵磁電流，電機電流應當為一個恒定值，但從實際監(jiān)測數(shù)據(jù)記錄中看出，盡管轉矩電流指令為零，勵磁電流指令為恒定值，電機電流也有變動。另外從速度檢測記錄中看出在轉矩指令為零的狀態(tài)下，電機沒有驅動力，自軸速度應顯示和基準速度相同的數(shù)值，但從途中記錄的數(shù)據(jù)可以看出，自軸速度

高于基準速度約有10KMh的速度差別。由此可見，逆變器檢出速度與電機實際速度不一致。速度檢測的拆別照成向牽引電機傳送無效電流而產(chǎn)生負荷變動，主電路出現(xiàn)二次電流變動，產(chǎn)生2次過流過壓，并發(fā)生保護。交探電L2次旭源7,2次電施指令iw,也能電性上交探電L2次旭源7,2次電施指令iw,也能電性上竹舞柴。j傳矩眼而掐令蹴通電慌18令4*”電機電波/MII）WRTWI）FR發(fā)生了電機過電源圖3故障記錄圖；@愎為產(chǎn)生了不找定的穌識別,所以一七向電挑伎送了無效電讖由此產(chǎn)生了負荷史可，主電路功率發(fā)生了變幼:①以此種條件的話，電機電宏L--約為KMJAW該母一定的：祖地M＜實際戚度不，致，所以在電機中發(fā)生r無效電海，電床：2如果扭職為胃的話，輔速度

應該機基椎逢，度相同。自軸諫度.?23Hz均有1。km/h的差（2）通過故障現(xiàn)象，對可能造成速度識別錯誤的幾項重要原因進行判斷分析。有以下幾點速度傳感器故障和速度傳感器的接口電路板故障。該故障可視為元件本生故障，元件本身發(fā)生故障時，會產(chǎn)生永久式故障。元件本身發(fā)生故障時，會產(chǎn)生永久式故障的情況很多，在故障發(fā)生是就會檢測出速度傳感器異常，并在微機故障顯示屏中記錄顯示，而且始終無法恢復或解除。然而這次問題發(fā)生時，微機故障記錄中內有速度傳感器異常故障，所以可以排除速度傳感器和速度傳感器的接口電路電路板出現(xiàn)質量問題。速度傳感器電纜及傳輸信號受到外部信號干擾故障。速度信號的傳輸如圖所示。圖4外部信號干擾由于干擾導致的故障，速度傳感器的電纜及傳輸信號受到外界信號的干擾產(chǎn)生重疊，有可能將干擾信號當做速度信號，即檢測的速度信號中包含了干擾信號。由于識別識別速度和實際速度不一致，才發(fā)生電機過流和中間電路直流過壓故障。速度信號的檢測閾值得大小問題關于速度傳感器的檢測，即速度傳感器的接口電路板對速度傳感器輸出的脈沖信號的檢測，如果脈沖信號的電壓大于速度傳感器的接口電路板的閾值電壓，則認為是高電平，這個速度信號將進一步被轉換成TTL電平信號。正常情況下，選擇速度傳感器的接口電路板時，要符合速度傳感器的特性，以取得兩者之間的匹配。通過檢查HXD3機車轉載的速度傳感器和速度傳感器的接口電路板電路參數(shù)，發(fā)現(xiàn)脈沖電壓檢測閾值與速度傳感器的接口電路板的檢測閾值不一致，檢測的并不是正常脈沖信號，只是勉強維持信號檢測，從而可以判定，在速度傳感器和速度傳感器的接口電路板的選配使用上出現(xiàn)了問題。通常電源驅動型速度傳感器有兩種輸出類型如（圖5）所示兩種傳感器分別匹配不同類型的速度傳感器的接口電路板，速度傳感器的接口電路板電路是處理電壓輸出型速度傳感器的輸出信號的電路PULLUP類型的速度傳感器是通過速度傳感器PULLUP電阻和速度傳感器的接口電路板的負荷電阻分壓后的電壓來進行輸出的。PUSHPULL類型的速度傳感器，在傳感器內部未裝有PULLUP電阻，所以不會和速度傳感器的接口電路板的負荷電阻發(fā)生分床，所以安裝人員很容易搞錯，從而引發(fā)牽引電機過壓過流故障圖5電源驅動型速度傳感器類型三、HXD3型電機機車牽引電機的故障預防措施1對回流裝置EB1-EB6的檢查防治措施由流經(jīng)牽引電機軸承電流影響機理分析可知，一旦回流裝置發(fā)生故障或接觸不良，一次測流不能通過回流專職回流到鋼軌，勢必將導致該回流部分通過對軸承和牽引電機軸承回流到鋼軌，從而造成該處所有軸承出現(xiàn)電流腐蝕。這種福腐蝕達到一定程度，就將導致運轉中軸承過熱固著，引發(fā)機車故障。2009年10月14日，發(fā)生HXD3-445機車第4電機軸承固著故障，在10月25日更換電機后，十一月四日小修發(fā)現(xiàn)回流裝置EB4出現(xiàn)質量問題，該裝置碳刷四周出現(xiàn)1mm左右凹凸痕，純在卡阻現(xiàn)象，有過熱及燒灼跡象圖6問題碳刷從上述情況來看，加強對回流裝置EB的檢查對預防牽引電機軸承故障是有一定意義的。在防止牽引電機軸承故障的措施中，加強回流裝置的技術檢查必不可少，應將其納入預防故障技術檢查措施中，建議每次小輔修時打開牽引電機齒輪箱檢查孔蓋進行檢查。對回流裝置的檢查要求：1.檢查接地電刷不小于59mm，接觸面良好并且不少于百分之八十，連接線狀態(tài)良好，連接應牢固；2.集電環(huán)狀態(tài)良好，無異物;3.彈簧無裂紋，無變形；4.各部固定螺栓緊固良好，密封良好。2牽引齒輪箱開箱檢查HXD3型機車的輔修周期為走行5.0（1+5%）萬km，修制安排為：輔一輔一小，小1-小2-小3-中1，中1-中2-中3-大1因此定期在小修輔修時打開牽引變速齒輪箱檢查牽引電機油封狀態(tài)太，對提前預防牽引電機竄軸，軸承故障有良好的作用。由于牽引電機油封由轉子齒端過量程套管和電機齒端端蓋組成的迷宮式油封，在外觀上是看不到的，只能通過觀察過量套管外端與牽引電機齒端端蓋位移變化進行判斷。即通過用高度尺寸進行兩端面距離測黑色污漬或雜質時，必須打開齒輪箱檢查孔蓋檢查牽引電機油封狀態(tài)。對牽引電機及齒輪箱結構研究發(fā)現(xiàn)，該結構不同于我國DF8B、DF4A、DF8B型機車結構。電機齒端軸承出現(xiàn)問題發(fā)生潤滑脂泄露時，該油脂不會從電機齒端部電機壓蓋與齒輪箱接合面（故障時發(fā)生彈性變形漏油處）流到電機外部，而是流到牽引變速箱內部，與牽引變速齒輪箱齒輪油結合。因此如換油時發(fā)現(xiàn)油質異常，就必須注意及時打開牽引電機齒輪箱檢查孔蓋進行檢查。圖7潤滑脂泄露3利用機車牽引電機質量控制預防措施由HXD3型機車主電路可以發(fā)現(xiàn)，在每一個牽引變流器的輸出電路中，設有輸出CCTV、CTW,對牽引電機過載及牽引電機三相不平衡控制和監(jiān)視保護作用。牽引電機過載保護的動作值為1400A（Ns和1ms）;保護發(fā)生時，四象限脈沖整流和異變器的門極均被封鎖，輸入電路中的工作接觸器斷開，同時向微機控制系統(tǒng)發(fā)出跳主斷的信號。由于牽引電機軸承出現(xiàn)故障，將導致電機過載，從而導致過載保護動作。因此途中牽引電機過流發(fā)生時，TCMS顯示屏顯示故障的時候，對該機達到機車時，非常有必要入庫打開牽引電機齒輪箱檢查孔蓋進行檢查，確認是否出現(xiàn)竄軸等電機故障。同時對途中出現(xiàn)上述保護報警時，還需要乘務員在就近可停車底單下車進行手摸檢查電機及輪軸，如果純在溫度過高的問題，應及時采取措施，避免事故擴大化。4牽引電機接地故障處理當牽引電機接地時，TCMS會發(fā)出跳主斷路器的命令，同時顯示屏會顯示相應的故障。此時將司機控制器主手柄回“0”位，按“復位”按鈕，如此發(fā)現(xiàn)一個或一個以上電機無牽引力，則根據(jù)牽引噸數(shù)來確定是否繼續(xù)牽引或是將整列車維持到下一個車站。如合不上主斷路器，或是提手柄后就跳主斷路器，應立即隔離相應的CI，然后就能和上主斷路器、提手柄。維持運行，到達就進可停車區(qū)段時，乘務員要停下車進行手摸檢查電機體是否純在溫度過高的問題，同時通過通風窗對牽引電機內部進行觀察，預防電機爆膛及其他故障的出現(xiàn)，及時采取措施，避免事故擴大對出現(xiàn)接地故障報警的到達列車，必須進行技術檢查。測量絕緣電阻：用1000V兆歐表測量定子繞組冷態(tài)絕緣電阻不低于1000MQ;用500V兆歐表測量轉子對定子的絕緣電阻不低于5MQ。測量定子繞組線電阻，換算到20°C，其職應與典型值0.07948Q的相對誤差不超過±10%.5電機轉速顯示故障的處理當電機正常運行時，出現(xiàn)空轉嚴重或無法轉速時，這是電機轉速傳感器信號沒有正常傳送到TCMS中去，可能是傳感器本身故障，也可能是傳輸線路問題，還有可能是電機竄軸導致傳感器失效而引發(fā)的故障。北京某機務段2009年8月30日發(fā)現(xiàn)HXD3-445機車第四牽引電機發(fā)生竄軸就是在電機轉速顯示無法轉速是，打開防護罩檢查電機轉速傳感器時發(fā)現(xiàn)的。如果在機車運行時發(fā)現(xiàn)如果實在運行時出現(xiàn)這種情況，應在就進可停車地點停車，并手摸電機軸承端蓋部位，看是否溫度過高的問題。該車入庫后應及時將途中信息反饋到整備車間專業(yè)工程師，反饋信息要詳細，并將個人電話號碼留下，以便在判斷故障需要進一步理解信息時，能及時進行溝通。提高對故障的判斷處理。6加強輪對對踏面檢查預牽引電機軸承故障對輪對踏面實行趟檢，對踏面擦傷或剝離達到技術規(guī)定的限度要求時，必須及時進行輪對修理或者更換。踏面發(fā)生剝離或擦傷產(chǎn)生周期性沖擊對機車的軸承影響是間接的，需要一定的時間積累，其引發(fā)的故障原因時間較長，最終導致故障往往被歸罪于軸承質量不良所致，使故障的真正原因被忽視被掩蓋。因此，對走行部質量控制要設立防微杜漸的思想。實際工作中，往往出現(xiàn)因輪對準備不到位，或修理不能及時安排，對踏面擦傷或剝離超限度采取維持使用觀察，這樣的做法是不可取的。這種做法極易造成地勤檢查人員的質量安全意識淡化，輕視走形部質量檢查，而且由于踏面沖擊力的作用隨機車運行速度而變化，這種變化導致軸承故障發(fā)生的不確定性，極易導致重大運輸事故的發(fā)生。踏面擦傷、剝離的技術檢查如下：車輪面擦傷深度不大于0.7mm；車輪踏面剝離長度不超過40mm，且深度不超過1mm；輪對踏面磨耗不大于7mm，輪緣厚度不小于23mm。工作應嚴格遵守規(guī)定。7.牽引電機過壓過流的防治措施針對牽引電機過壓過流而引起的故障：（1） 速度傳感器的接口電路板故障。（2） 速度傳感器電纜及傳輸信號受到外部信號干擾的情況。（3） 速度信號的檢測閾值大小問題的情況，要想消除故障隱患，有兩條途徑：一是更換速度傳感器；二是對傳感器接口電路板進行更換或改造，考慮到機車運用狀況和現(xiàn)場實際工作的難度，對電路板改造相對比較容易些。8HXD3型牽引電機的維護與保養(yǎng)（1）定子的繞組的維護與保養(yǎng)定子繞組檢查的重點是其絕緣性能。定子繞組絕緣不應有破損、才華和過熱現(xiàn)象。如果輕微破損時，可用快干絕緣漆涂補或用相應的絕緣材料進行包扎。如破壞嚴重或過熱、才華，則應按大修規(guī)范更換定子繞組定子繞組端部若有松弛、斷裂，應重新進行綁扎。定子槽應無裂紋，檎現(xiàn)象，否則應將定子置于烘箱內按絕緣耐熱等級加熱槽契相關絕緣軟化后打出，更換槽契。（2） 轉子的維護與保養(yǎng)轉子