电力机车交流牵引电机故障诊断研究

刘洋

摘要：近年来，我国电子产品飞速发展，完善了电子控制技术，完善了电力机车的运行技术，改善了其功能，电力机车内部结构更加复杂。是高效率、低污染的铁路运输力。车载牵引供电系统是电力机车的主要设备之一，变压器是列车供电系统的核心部件之一。运行质量直接取决于铁路的安全畅通。提高变压器的性能和维护水平，延长变压器的使用寿命，保证变压器的良好质量，避免立机破临修。在我国铁路的发展方面，电力机车的交流传动将成为我国开发利用的主流机车。电机交流牵引是主要设备之一，它对整个列车的安全运行很重要。因此，必须考虑电机交流牵引的故障研究。

关键词：电力机车;交流牵引;电机故障

随着电力电子设备的快速发展和电力机车设备的发展，其运行变得越来越复杂。除了快速、经济、舒适的条件外，安全性也是铁路交通系统的重要指标，也是高速铁路发展的基础和命脉。安全性和可靠性是高速铁路系统发展中的重要问题，但铁路运输安全在整个系统中起着核心作用，列车中设备的监控和诊断是行车安全的重要措施。

1设备诊断技术的基本方法

设备故障的复杂性以及设备故障与症状之间的关系是一个诊断过程。设备故障诊断不仅与故障本身有关，也与故障的解决方式有关。由于故障诊断的复杂性，不能使用一种方法，而多种方法采用。应仔细考虑所有可用于故障诊断的方法，包括有助于故障诊断的原则、方法和技巧。这使得故障诊断方法多学科交叉特点。通常有如传统故障处理方法、智能故障处理方法、数学故障处理方法等。文本对几种类型的故障模式执行智能处理，但在实际生产过程中，其他故障有可能发生在牵引电机中。

2交流电力机车常见故障

随着铁路行业的迅猛发展，在复杂的高速铁路上提供安全行驶已成为铁路部门的工作中心，机车的状况取决于机车上人员的生命和国民经济的发展，如果机车发生故障，这可能会带来灾难性的后果，并对经济产生严重的影响。机车的安全运行依靠先进的故障检测和诊断技术，并准确了解机车部件和常见故障类型对故障诊断很重要。机车组件复杂，结构复杂，运行时相互作用，使其动态，功率极其复杂，可能会出现各种故障，但存在层次性。基于交流电力机车有四种故障类型：电气、机械故障、空气管路和制动器故障等。

3电力机车交流牵引电机故障诊断的基本方法

交流牵引电机相关的故障诊断是广泛的，很强的综合性技术，包括、人工智能、模式设置和信号处理、电子、计算机科学和现代控制理论。由于交流牵引电机故障的复杂性与电机故障和故障症状之间的关系非常复杂，因此在电机故障诊断方面有几种探索性的可能性。电机故障诊断技术的研究花更多的时间和精力，而不仅仅是故障本身。由于故障处理程序的复杂性和过程十分繁琐，不可能用单一故障处理和分析方法来解决问题，研究和分析也是以不同的方式进行的。换句话说，故障诊断方法必须合理使用，因此在寻找故障诊断的方法、手段和原理时，相关内容必须在广泛多类学科中探讨，这也有助于故障诊断的一个关键特征。（1）交流牵引电机传统故障诊断。电机故障首先化学和物理手段时直接地检测化学和物理现象;在实际故障征兆过程中，对接收到的信号进行分析，信号中的特征信息被提取，故障信号基于该信号被捕获，并且故障被诊断。由于各种故障现象和电机故障之间没有统一的对应关系，这种故障处理方法往往需要工作人员进行多次求解和探索。（2）人工智能故障诊断方法。基于传统诊断方法的人工智能集成方法及理论。是更智能的电机故障诊断方法为其开辟了新的途径，广泛应用于实践，主导了电机故障诊断的总体方向。（3）采用数学方法故障诊断。交流牵引电机故障处理技术仍是一门尚未成熟的学科，需要进一步发展和完善，需要在各个学科广泛集成和利用先进的科学技术，尤其是数学工具的有效使用。包括基于模糊数学的诊断方法、基于概率统计的诊断方法和基于模型识别的诊断方法。

4电力机车交流牵引电机故障诊断的背景与意义

在铁路运输系统中，除了舒适性、经济性和速度指标外，安全性也是另一个非常重要的指标，它也是铁路发展的生命线和基础。铁路系统的可持续发展需要解决一个重要的可靠性和安全性问题。然而，在铁路安全系统中，交通安全是一项紧迫的任务，这就要求相關人员对列车上的设备进行故障诊断和维修控制。其跨越式发展模式，有利于交流传动电力机车的发展和应用。如AC400型机车在我国首次开发，标志着我国已经走出AC机车时代，有效促进了我国机车技术的发展。与直流电力机车相比，交流电力机车的范围更广，功率因数更高，牵引力更大，粘着性更大，恒功率范围更大。在电力机车中，牵引电机是非常重要的一部分，但也有很多故障零件，这些故障与行车安全密切相关，整个列车的行车安全取决于交流牵引电机的行车安全。因此，诊断交流牵引电机故障很重要，同时牵引电机的工作环境很差，运行条件很差，如果电机在运行期间能保持良好的工作能力，有利于牵引电机的正确维护、保养和运行，定期维护保养，不仅能延长电机的使用寿命。

（1）定子故障及诊断。其中包括短路匝间、接地绕组和相位之间短路等。主要原因是牵引电机长时间高温运行、用于绝缘磨损的原因，或者绝缘因工作环境中粉尘和湿度等物质长时间接触而击穿，绝缘损坏是电路在各种机械冲击和电磁影响下发生故障的现象，主要是局部故障它在过热、不对称相电流和振动加强是交流牵引电机常见的故障。当绕组匝间发生故障时，由于很难分析短路故障，定子绕组的故障分析进度比较慢。当定子绕组匝间发生短路时，转子电流中产生相应的特征频率分量，定子电流中通过定子和转子绕组的耦合作用产生恒定的谐波分量。基于多回路理论，建立了定子转子绕组电压方程，在定子匝间故障的情况下改变了绕组电感，电流特性谐波是通过定子转子间基于定子电流谐波的相互感应实现的。

（2）轴承故障的诊断。牵引电机轴承由外内环、保持架和滚动组成。外内环分别固定在转轴和机座。电机运行运行时，外环不能根据旋转轴移动内环。滚动体应具有在内外环之间滚动的。轴承可能有压力痕迹、裂纹和磨损，如果轴承安装、冲击、异物掉落或没有润滑。轴承故障通常是不可修复性的，所以尽量在早期发现轴承异常，并在轴承故障前更换轴承。

（3）检查和维护。机车的每一部分都在交流电力机车运行期间受到腐蚀、振动、摩擦和自然老化等因素的影响而逐渐磨损，机车一段时间后就会故障发生，无法正常运行。采取有计划的维护保养措施，保证机车可靠运行，提高机车运行质量。交流机车是一种新型铁路机车引入我国。为了保证机车的安全运行，有必要实施新的机车维修系统。电力机车的维修与保养直接关系到机车的能耗、运输质量和能耗。不断完善维修技术提高机车维修水平。此外，机车空勤人员应做好机车维修工作，在日常维修基础上定期执行维修计划，检查、修理和更换机车零部件。

结束语：近年来，我国经济稳定发展，铁路建设迅速发展，铁路安全运营问题日益凸显。我国铁路是一种跨越式发展的模式，对交流电力机车的开发和应用是有利的。

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