张世举
中车兰州机车有限公司 甘肃，兰州，730050
摘要：在铁路运输动力中比较常见牵引动力式电力机车，它具有效率高以及污染小等优势。电力机车的主要装备之一是车载牵引供电系统，在该系统中主要的部件之一是牵引变压器，铁路运输的安全性在很大程度上取决于电力机车的运行质量。只有重视对牵引变压器进行日常的保养与检修，才能够使其具有一定的使用寿命，以及使用质量，从而避免出现机破临修的现象。随着我国社会科学技术的不断发展和进步，我国在对主流机车进行开发和应用时，使用最多的是交流传动电力机车，该车的主要设备之一是交流牵引电机，列车的运行安全在很大程度上取决于该电机的安全运行，所以对交流牵引电机进行故障诊断，是非常重要的。
关键词：交通运输；电力机车；牵引电机；故障类型；处理措施
引言
近年来我国的电子控制技术，随着电力电子技术的发展而得到了提升，因此电力机车的运行技术也得到了相应的改善，电力机车的各项功能也更加丰富，与此同时，其内部结构也具有了一定的复杂性。在此背景下，电机故障诊断工作具有了一定难度，诊断工作的开展，决定着汽车行驶的安全性，所以文章对电机故障诊断工作进行了相应的分析和探讨。
1 对牵引电机故障进行诊断的作用和意义
铁路运输系统在具体运行过程中要确保舒适、经济、以及安全，高速铁路的生命线就是铁路运输系统。要想使高速铁路系统得到良好的发展，就要重视安全可靠问题。行驶安全是铁路整套安全体系中最关键的内容，所以有关人员一定要重视对设备故障进行检测和维修。牵引电机是电力机车中比较重要的一个部件，并且该部件还很容易出现故障，列车的安全运行在很大程度上取决于牵引电机的正常运行。所以要重视对交流牵引电机进行故障诊断。另外，牵引电机在工作过程中往往会面临着比较恶劣的工作环境，要想保证相关的维护保养工作得到顺利的开展，就要确保电机的工作状态良好，这不仅能够延长电机的使用寿命，还能够保证机车的运转效率。
2常见的设备诊断技术方法
设备故障诊断工作具有一定的探索性，这主要是因为设备故障具有一定的复杂性，并且各个故障之间还存在一定的联系。要想提升设备故障诊断技术水平，就要对故障本身以及故障诊断方法进行深入的研究。在对故障进行诊断时，往往会采取多种方法进行诊断，这主要是因为故障类型具有一定的复杂性。一般情况下所使用的故障诊断方法，都要利用在各种学科中所探求出来的诊断原理以及诊断手段，所以故障诊断技术又具有一定的学科交叉特点。在对故障进行诊断时，可以分为三种诊断方法，分别为传统诊断方法、智能诊断方法、以及数学诊断方法。
3常见的牵引电机故障类型
3.1 定子绕组故障
常见的定子绕组故障有很多，比如绕组接地、相间短路和绕组匝间短路，造成上述故障的原因有很多种。首先，牵引电机的绝缘老化，会对上述故障有一定的影响，其次，绝缘体与尘土等其他物质长时间接触，导致绝缘击穿，这会使电子绕组产生故障，最后一些机械或者是电磁力对绝缘体造成破坏，会使定子绕组出现故障。局部过热、相电流不对称、振动声音大等，都是定子绕组出现故障的特点。一旦定子绕组出现故障，那么电机的正常运行就会受到影响，如果严重的话会造成巨大的经济损失。
3.2 轴承故障
内外环故障以及滚动体故障等是常见的轴承故障。轴承的使用寿命比较短，并且还很容易出现故障。电机的轴承上会安装内环，电机的机座上会安装外环，电机在运行过程中往往会处于一个高速运转的状态，此时轴承以及转自会承受很大的载荷力，所以很容易出现故障。
轴承一旦发生故障，就会伴随着振动加强，这也是造成牵引电机出现振动的原因。对轴承故障产生影响的因素有多种，首先如果有其他的物质侵入轴承，那么会对轴承造成一定的影响。如果轴承内部存在非金属夹杂物，那么轴承就会出现裂纹，如果严重的话会造成内环的断裂。其次，没有很好的对轴承装配拆解工艺进行控制。如果轴承存在装配拆解工艺不合理的现象，那么在安装过程中很可能会出现不平行，或者是发生故障，在此过程中主要表现为测量精度不够、轴承游隙超标等。
3.3 转子偏心
转子偏心故障会对转子的质量造成一定的影响，该种故障也是比较常见的一种故障，转子的质量如果发生问题，那么就会产生一定的激振力，从而振动情况会加强。如果在谱图上反映该故障，那么转频分量幅值就会增大。在对转子进行加工过程中，要对伤痕进行及时的维修，否则会使裂纹增大，严重的话就会造成转子故障的发生。静偏心和动偏心是常见的转子偏心方式。空间固定的偏心，出现最小径向 气隙位置，那么就称为静偏心，如果转子中线与转子一起转动，那么就称为动偏心。偏心故障的出现会对磁拉力产生一定的影响，最终会形成转子振动的现象。在此过程中，如果转子的温度分布存在问题，那么会出现热弯曲现象，此时的偏心状况就会更加严重，在此情况下，如果转子与定子之间产生摩擦，那么会使电机受到破坏。
4对牵引电机故障进行诊断的方法
4.1 信号分析故障诊断
在对电机前期故障进行诊断时，通过对牵引电机发出的信号进行分析，该种诊断方法称为信号分析故障诊断。在交流牵引电机中会存在原始信号，谐波就会存在于原始信号中，但是要想直接的使用谐波具有一定的难度，所以在对信号进行预处理时，需要事先对信号进行分析，并且找出相应的故障物理量，这样就能够得到电机的故障频率。
4.2 神经网络诊断
在对电机故障进行诊断时，比较常用的一种诊断方式是人工神经网络，该网络模型是参照人脑进行建立的，所以每一个神经单元都需要进行多个输入，并且要设置相应的初值，然后在隐含层的作用下，输出相应的非线性。神经网络由于其自身的适应能力以及自主学习能力比较强，所以在故障状态识别中常常会被应用到。该方法在具体应用中也存在着一定的不足之处，比如很容易出现局部最优的状态，所以很难保证其效果。
4.3 知识牵引故障诊断
应用知识牵引故障诊断方法，不需要相应的定量数学模型，它主要是依靠机器学习以及决策等进行相应的诊断。在此过程中会应用到经验规则、工作状态等相关知识。在使用该故障诊断方法时，一般情况下可以进行定性诊断以及定量诊断。定性方法主要是依靠其特征、属性、以及状态等的变化来进行判断，使用定量诊断方法是主要是依靠过程数据。
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。
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