牵引电机.docx

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牵引电机

牵引电机

一．牵引电动机的组成

　　牵引电动机主要由定子和转子两部分组成。

　　定子又包括定子铁芯、定子绕组和机座。

定子铁芯由硅钢片叠成，用于放置定子绕组，构成电动机的磁路；定子绕组由铜线绕制而成，构成电动机的电路；机座一般由铸铁或铸钢制成，是电动机的支架。

　　转子又包括铁芯和转轴。

转子铁芯和定子铁芯相似，也由硅钢片叠成，作为电动机的中磁路的一部分。

铁芯上开有槽，用于放置或浇注绕组，它安装在转轴上。

工作时随转轴一起转动。

绕组分为笼型和绕线型两种。

笼型转子绕组由铸铝导条或铜条组成，端部用短路环短接。

绕线型转子绕组和定子绕组相似。

转轴由中碳钢制成，两端由轴承支撑，用来输出转矩。

　　为了保证牵引电动机的正常运转，在定子和转子之间存在气隙，气隙的大小对电动机的性能影响极大。

气隙大，则磁阻大，由电源提供的励磁电流大，使电动机运行的功率因数低；但气隙过小，将使装配困难，容易造成运行中定子和转子铁芯相碰。

二．牵引电机的作用

铁路干线电力机车、工矿电力机车、电力传动内燃机车和各种电动车辆（如蓄电池车、城市电车、地下铁道电动车辆）上用于牵引的电机。

由于机车既要求有大的牵引力，又要求能高速运行，因此加到电动机上的电压与电流变动幅度较大，故要求电动机能适应较大的调压比，并有一定深度的磁场削弱能力。

牵引电动机在露天工作，环境恶劣，经常受到风沙、雨雪的侵袭，运用地区海拔高度、环境温度的差别很大，空气中的湿度、盐分（海滨区热季）和含尘量也不相同，这些都能使电动机绝缘变差。

因此，牵引电动机的绝缘材料和绝缘结构应具有较好的防尘、防潮能力。

由于牵引电动机在运行中经常启动、制动、过载和磁场削弱，且机车运行时电动机受到冲击和振动都比普通电动机严重，因此，无论是电磁原因或是机械原因都会造成牵引电动机换向困难，换向器上经常产生火花甚至会形成环火。

尤其要指出的是，在脉动电压下工作的牵引电动机，其换向和发热更为困难，因此对脉流牵引电动机的结构选择还要考虑这方面的特殊问题。

运行中的冲击和振动除造成换向恶化外，还易使电动机的零部件损坏，因此要求牵引电动机的零部件必须具有较高的机械强度。

牵引电动机安装空间尺寸受到限制。

由于牵引电动机是悬挂在机车转向架上，电机结构必须考虑传动和悬挂两方面的问题，它的径向尺寸受轮对直径的限制，轴向尺寸受轨距的限制，还受到轮对中心线与机车走行部分其他构件之间距离的限制，因此，要求牵引电动机结构紧凑，通常都采用高等级绝缘材料和性能良好的导磁材料。

三．牵引电机的维护与检修

　一、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

　　二、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。

　　三、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。

　　四、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。

　　五、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；

　　（5）定子绕组中有一处断线。

用万用表，绝缘电阻表等检查定子绕组的断路处。

　　（6）定子或转子绕组断路。

当个别绕组发生局部短路时，电机还是能起动的，这时只能引起熔体熔断；如果短路严重，电动机的绕组很快冒烟，这时电机必须拆线重绕。

　　（7）轴承损坏。

将转子拨动，用螺钉旋具尖端放在轴承盖处用耳听或用手摸，检查出来后更换新的轴承。

　　六、电机有不正常的振动或响声

（1）电动机的地基不平，电动机安装不符合要求。

检查地基及电机的安装情况，加以纠正，并将松动的地脚螺栓用螺母旋紧。

（2）转子与定子摩擦。

校正转子中心线；锉去定子，转子内外圆的硅钢片突出部分；更换轴承。

　　（3）转子不平衡。

将转子在车床上用千分尺找正后，针对具体情况，将转子铁芯或轴加以修复。

　　（4）滚动轴承在轴上装配不良或轴承损坏。

检查轴承的装配情况或更换新轴承。

　　七、电机温升过高或冒烟

（1）定子绕组有短路或接地故障。

打开电机，检查定子线圈，用目测，耳闻，手摸检测短路处。

如短路严重，则更换电机。

（2）转子运转时和定子铁芯相摩擦，致使定子局部过热。

检查定子铁心是否变形，轴是否弯曲，校正好转轴中心线；更换磨损的轴承。

　　八、牵引电机环火

（1）电弧环火。

将换向器端头部分车出较大圆角，端头部分的云母沟用锉刀开大些，以阻止电弧形成。

（2）对换向片出现的铜毛刺情况，处应立即清除外，还应检查产生的原因。

如是电刷跳动引起的，则应合理调整电刷压力和预防电刷严重磨损，及时更换磨损的电刷。

　　（3）对于片间电压较高，经常发生环火事故的电机，则应适当降低电压保护整定值。

对于因换向情况不好而经常发生环火的电机，则应加强对换向器的维护工作，防止换向恶化。

　　（4）在刷架之间增设挡弧隔板，以减少电弧飞越的可能性。

还可以利用电机通风，正负刷架间造成轴向气流，以产生吹弧作用，防止空气游离和电弧飞越。

　　九、窜油

　　窜油及油封不良，原因：

油封不良及电机本分结构不合理所引起。

处理：

首先改进传动齿轮罩的装配工艺，如增强齿轮罩分箱面接触处的刚度，采用聚硫橡胶粘接其接缝处，并可以考虑适当提高齿轮润滑车轴油的粘度。

对电枢滚柱轴承的油封，应减少与转轴间的间隙，并在油封迷宫入口处圆周涂抹密封胶或设置朔料甩油环。

在传动端端盖的筋条上设置多个通大气孔，以抵消后端盖中心部的负压吸入作用。

对抱轴承，则在轴瓦内面和领圈上画回油沟，油箱上设置回油孔，并增设油封外档板，防止齿轮箱油与抱轴润滑油相窜。

　　十、电刷故障

　　电刷跳动火花大

（1）有铜刺和尖棱。

需要重新倒角。

（2）电刷压力太小。

需要调整压力或更换弹簧。

　　电刷过热

（1）电刷压力太大。

需要调整压力或更换弹簧。

（2）各电刷压力不匀造成负载分配不均。

需要横换不等高电刷，调整个别电刷的压力。

　　十一、磁极绕组过热

（1）并励磁场线圈部分短路。

可用电桥测量每个线圈电阻，检查阻值是否相符或接近，电阻值相差较大的应拆下重新绕制。

（2）电机气隙太大。

查看励磁电流是否过大，拆开调整气隙。

　　（3）电机转速太低。

应提高转速。