牵引电机的常见故障与处理

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目录

前言…………………………………………………………

一牵引电机的主要特点……………………………………二牵引电机的结构……………………………………

1定子…………………………

2转子…………………………

3电刷装置…………………………

4电枢轴承…………………………

三牵引电机的传动和悬挂方式………………………

1个别传动

2组合传动

四牵引电机的工作原理………………………

五牵引电动机的维护保养………………………

六牵引电机的故障分析与处理………………………………参考文献……………………………………………………

后语………………………………………………………

摘要:

本设计简要主要介绍了牵引电机的工作原理、基本结构、主要特点及维护保养,对ZD114型牵引电机在运用中的常见故障进行了分析,并提出了相应处理方法。

关键词:

牵引电机故障检修措施

前言

牵引电机是驱动机车车辆动轮轴的主电机,是电传动机车、车辆的主要部件之一。是在机车或动车上用于驱动一根或几根动轮轴的电动机。牵引电动机有多种类型,如直流牵引电动机、交流异步牵引电动机和交流同步牵引电动机等。直流牵引电动机,尤其是直流串励电动机有较好调速性能和工作特性,适应机车牵引特性的需要,因此获得广泛应用。

ZD114型牵引电机是SS6B型电力机车的重要部件之一,由于牵引电机在运用中受振动、摩擦、高温和自然老化等原因使机车电机性能总处于自然磨损状态,超过一定限度就会发生故障,影响机车的正常运用,所以,要采取一系列的计划预防修理措施,在电机各零部件损坏以前得到修理,从而减少和防止机车出现先期损坏的可能性,达到保证行车安全和延长机车使用寿命的目的。

一牵引电机的工作特点

1 使用环境恶劣

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。

一牵引电机的结构

牵引电机由定子和转子两大部分组成,在定子与转子之间有一定大小的间隙称为气隙。

1 定子

1—换向器2—电刷装置3—机座4—主磁极5—换向极

6—端盖7—风扇8—电枢绕组9—电枢铁心

电机定子的作用是产生磁场和作为电机的机械支撑。主要由机座、主磁极、换向极和电刷装置组成。

(1)机座

机座兼起机械支撑和导磁磁路两个作用。它既用来作为安装点及所有零件的外壳,又是联系各磁极的导磁铁軛。机座通常采用铸钢件,也有采用钢板焊接而成的。对于换向要求较高的电机,可采用叠片结构的机座。

(2)主磁极

牵引电动机的主磁极(简称主极)是用来产生主磁场的,它由主极铁芯和主极线圈两部分组成。

(3)换向极

换向极又称附加极,由换向极铁心和换向极线圈两部分组成,它是用来产生换向磁场以改善牵引电动机的换向性能的,由换向极铁芯和换向极线圈两部分组成。换向极线圈也和主磁极线圈一样也是用圆铜线或扁铜线绕制而成,经绝缘处理后套在换向极铁芯上,最后用螺钉将换向极固定在机座内壁。

(4)补偿绕组

为了改善牵引电动机的换向性能,提高电机运行的可靠性,大容量的牵引电动机设置有补偿绕组。

2 转子

又称电枢,主要由转轴、电枢铁芯、电枢绕组和换向器等组成。

(1)转轴

转轴的作用是用来传递转矩,一般用合金刚锻压而成。

(2)铁芯

电枢铁芯是电机磁路的一部分,也是承受电磁力作用的部件。当电枢在磁场中旋转时,在电枢铁芯中将产生涡流和磁滞损耗,为了减小这些损耗的影响,电枢铁芯通常用0.5MM厚的电工钢片叠压而成,电枢铁芯固定在转子支架或转轴上。电枢铁芯冲片沿铁芯外圈均匀地分布有槽,在槽内嵌放电枢绕组。

(3)绕组

电枢绕组的作用是产生感应电动势和通过电流产生电磁转矩,实现机电能量转换。它是电机的主要电路部分。电枢绕组通常都用圆形或矩形截面的导线绕制而成,再按一定规律嵌放在电枢槽内,上下层之间以及电枢绕组与铁芯之间都要妥善的绝缘。为了防止离心力将绕组甩出槽外,槽口处需用槽楔将绕组压紧,伸出槽外的绕组端按部分用无纬玻璃丝带绑紧。绕组端头则按一定规律嵌放在换向器铜片的升高片槽内,并用锡焊或氩弧焊焊牢。

(4)换向器

换向器的作用是机械整流,即在直流电机中,它将外加的直流电流逆变承绕组内的交流电流;在直流发电机中,它将绕组内的交流电动势整流成电刷两端的直流电动势。换向器由许多换向片组成,换向片间用云母片绝缘。换向片凸起的一端称升高片,用以与电枢绕组端头相连,换向片下部做成燕尾形,利用换向器套筒,V形压圈及螺旋压圈将换向片,云母片紧固成一个整体。在换向片与换向器套筒,压圈之间用V形云母环绝缘,最后将换向器压装在转轴上。

3 电刷装置