摘要：电力电子技术的发展促进了铁路机车的快速发展和改进，其技术不断更新，结构更加复杂，功能更加健全。但与此同时，对铁路机车中牵引电机的可靠性要求也随之增高，可靠性己经成为铁路系统中重要的安全考核指标。结合现场存在的问题，主要分析和研究牵引电机在设计和日常维护中的技术特点和要求，提出一些想法和建议，以期融入现有的管理模式当中，能够完善牵引电机的技术管理工作，并为牵引电机今后的管理提供有效的参考方案。

关键词：牵引电机;铁路机车;技术维护;运行状态

1 引言

相比于传统的直流传动机车而言，交流传动机车具有大牵引力、恒功率范围较宽、功率因数较高、粘着性能好及适应性强等显著优势，如今已经成为了我国电力机车的主流，未来有取代直流机车的趋势。作为电力机车的核心部件，牵引电机的运行条件和工作坏境十分恶劣，故障率较高，同时它对机车的整体安全运行有巨大的影响，直接关系到列车的安全行驶。所以，开展对牵引电机的相关研究具有重要的现实意义。

2 铁路机车常见故障类型

铁路机车牵引电机的可靠运行与故障检测和诊断息息相关，了解铁路机车牵引电机和机车部件的常见故障类型，对牵引电机的设计及维护具有基础性的参考作用。铁路机车运行系统是一个复杂的动态系统，其零件繁多、结构复杂，在工作的过程中各个模块相互配合、有层次地协助。根据电力机车系统的特点，铁路机车的故障大致可分为以下四类：机械故障，转向架故障、车体故障、轮对故障、轴承故障等。电气故障，牵引电机故障、受电弓故障、主变压器故障、牵引变流器故障、高压隔离开关故障、高压连接器故障、高压电压和电流互感器故障、避雷器和车顶绝缘子故障、辅助电路故障、辅助变流柜故障、辅助电气设备故障、微机控制系统故障。空气管路与制动系统故障，风源系统故障、控制系统管路故障、辅助系统管路故障、制动系统故障。其他故障，烟火报警故障、温度湿度故障、蓄电池和照明等故障。

3 电力机车交流牵引电机故障诊断的基本方法

3.1多工况要求

与一般场合应用的牵引电机不同，动车组的牵引电机一般可以工作在电动机和发电机状态。动车组作牵引运行时，牵引电机工作在电动机状态，将接触网提供的电能转换为机械能，驱动动车组运行;当动车组处于分相区或做电力制动时，牵引电机作为发电机工作，将列车动能转换为电能。为了达到对牵引电机的持续监测，要求在不同工况下，状态监控手段和故障诊断方法有效。

3.2轴承故障

轴承损坏时更换轴承;将电机两端端盖或轴承装平，旋紧螺栓;轴承与轴配合过松时，在轴承上镶套过紧时重新加上。

3.3考虑变流器供电条件影响要求

动车组牵引电机一般采用矢量控制，变流器采用SPWM（正弦脉冲宽度调制）控制方式，变流器供电条件与电网电源供电条件有巨大区别，变流器产生的电压和漏电流等因素，会增加电机故障的概率;变流器输出的电流含有大量谐波，谐波分量对牵引电机的故障诊断产生重大影响，在动车组牵引电机故障诊断过程中，孤立研究电机的故障没有意义。

3.4牵引电机故障分析及诊断方法

现有的用于牵引电机故障信号采集检测的技术主要有在线放电检测法;振动检测法;磁通检测法;绝缘检测法;温度检测法;定子电流检测法。这些方法采集所得的信号往往包含很多噪声，难以准确提取故障特征信号。针对这个问题，逐渐发展形成了许多信号处理的方式。传统的信号处理方式包括傅里叶分析、包络分析、相关分析和频谱分析等，其中最典型的是利用傅里叶变换对稳态信号进行分析，通过对信号的时频分析达到分离噪声，得到有效信号的目的。但动车组采集现场环境复杂，干扰较多，得到的信号具有很大的随机性，往往包含许多突变信号，这大大影响了故障特征的提取。因此，对于从牵引电机采集所得到的非平稳信号，研究人员开始采用希尔伯特-黄变换、小波分析等进行处理。小波分析方法具有很好的时频局部化特性，能够对信号高频处时间细分，低频处频率细分，即可以对信号的细节进行有效的识别，相比傅里叶变换具有很大的优势。但小波分析也存在频域分区不合理，对信号细节分析不够完善、合理等的缺点。在动车组故障特征提取时，经验模态分析也是一种常用的方法，该方法基于信号的局部时间尺度，把信号合理分解为多个不同的模态函数，而每个模态函数代表了故障信号的不同细节特征，这些函数可以对信号细节特征进行很好的表征。但若有突变信号，该方法容易出现模态混叠的现象，影响故障特征提取的准确性。牵引电机的故障特征提取结果会直接影响到后续的故障诊断，现有的提取方法虽然都具有一定的局限性，但在噪声处理和特征提取方面还是可以得到较为理想的结果。针对动车组牵引电机的组成和结构，现有的故障诊断方法有支持向量机、专家系统、人工神经网络、信息融合等方法。专家系统是应用最为广泛的一种故障诊断方法，整个系统由知识库、数据库、机器学习、人机接口等组成，但这种方法存在获取知识较难、学习能力弱、容错能力差等缺点，在实际应用于电机故障诊断时效果并不理想。人工神经网络具有自学能力、并行计算能力和一定的联想能力。将提取得到的牵引电机故障特征数据导入神经网络后，通过训练可以诊断出某些故障所具有的敏感特征。但人工神经网络要想得到好的训练结果，需要应用大容量的训练样本，泛化能力不强，学习效率不够稳定，而且该学习算法的收敛速度慢，容易陷入局部最优化现象，造成电机故障诊断结果不明确。

3.5机车制动缸压力缓不到0故障

将作用阀总风供给塞门关闭，用扳手将作用阀上压力开关接头螺母松开，或者将某个机车制动缸来风管接头松开即可，牵引列车制动时，列车制动，机车不制动，单机运行时，控制速度，使用手制动机停车，或者接上接头螺母，需要停车时，单阀置制动区，缓慢开放总风供给塞门，机车制动。

4 对电机故障进行处理的措施

首先要对故障类型进行明确，这样才能够保证所制定的处理措施具有科学合理性，在此过程中需要对故障机理以及故障类型进行分析，所以对故障类型进行明确，具有重要的现实意义，因此对故障进行诊断的方法水平也是至关重要的，有关人员要重视对诊断水平进行提升，在具体工作过程中要积累相关的经验，并且对诊断方法进行优化和改进，从而对故障进行快速精准的诊断。其次要制定科学合理的故障处理以及维护保养体系。电力机车牵引电机一旦发生故障，那么就会有导致其故障的原因，并且各个故障之间还会存在一定的关系，所以对这些故障的处理措施，以及故障类型进行归纳和整理是至关重要的，在此过程中要制定科学合理的机制来完成该项工作，为了保证在对故障进行处理过程中做到有据可依，要制定相应的可执行方案，这样才能够很好的保证故障处理效率。最后，要重视对相关人才进行培养，确保相关人员能够及时的对电力机车牵引电机故障进行分析和处理，与此同时，维修和保养人员也要具有工作积极性，这样才能够保证工作高效的开展。

5 结束语

由以上可知，电力机车在具体运行过程中，其牵引电机往往会出现故障，有关人员要积极的对故障信息进行采集和分析，尽早的采取相应的故障处理措施，这样能够有效的保证铁路的安全运输。

参考文献

[1]于文涛，谷晓东.关于电力机车交流牵引电机故障诊断研究[J].百科论坛电子杂志，2018，（9）：393.

[2]李甜说甜.电力机车交流牵引电机故障诊断研究[D].四川：西南交通大学，2014.

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