孙建国
（凉山矿业股份有限公司，四川 会理 615146）
摘要：本文主要以CJY14GB电机车为列，分析了电机故障、直流变换器故障、斩波器故障、控制器合上后自动开关跳闸、电机车无反应、行走中突然无电压使架线式电机车速度下降以致停止等常见的电气故障及处理方法。对维修电工有一定的实用价值，服务于生产。
关键词：电机车；斩波器；控制器；电气故障
1 引言
CJY14GB电机车在我公司生产中是非常重要的井下矿山设备，要使电机车机在工作中正常运转，有较高的生产效率。就要能出现故障能及时排除，尽量减少停机时间，保障设备利用率。对电器控制中的各种故障现象要从理论上去分析判断。
2 CJY14GB电机车的总体概况
电机车主要由机械和电气两大部分组成，电气部分由受电器、自动开关、司机控制箱、平波电抗器、斩波箱、制动电阻、牵引电动机主电路部分，同时，由直流变压器、照明灯组成机车的照明信号电路，由直流电动机、开关等与空压机组合构成空气制动电路。
电气控制主要是IGBT斩波调速控制，使用的是IGBT高压大功率开关器件，控制方法为定频调宽方式，当驱动脉冲为高电平时器件导通，反之低电平时关断。
IGBT串联在串激式牵引电机电路，当IGBT导通时，电机电流线性上升；IGBT关断时，电机电流通过续流二极管形成回路，电流线性下降，由于开关频率高，实际电机的电流等效为直流电流，通过改变IGBT的导通与关断的比例，即可改变电机两端的电压平均值，从而改变电机的转速，实现机车调速的目的。斩波器的各种保护功能亦通过IGBT导通与关断的比例来实现。
将受电器升弓，则直流变换器工作，输出直流24V电压，提供照明灯和信号灯电源。合上空气开关，移动司控反向手柄，确定行车方向。缓慢移动司控主手柄，向前时主电源经输入电抗器、防反二极管到IGBT集电极，向后同理。同时24V辅助电源加到控制驱模块，模块得电工作，并随调速主手柄而输出触发信号到IGBT栅极，IGBT导通电机旋转，主手柄带动电位器移动来改变IGBT的导通脉宽，从而改变加在电机上的端电压，实现无级平滑调速，主手柄移至终点位置时机车全电压运行。
3 CJY14GB电机车常见的几种故障分析与处理
3.1 电机故障
①换向器故障。由于电机车是一般是在井下工作，作业环境恶劣，湿度和粉尘较大，当电机车运行停止后，温度由高到低，会在电机里面凝结水珠或者机车进水后，对电机的换向器产生严重的影响。主要表现为换向不良、换向火花增大、换向器表面灼伤、升高片开焊等。造成换向器灼伤的主要原因是在换向时有火花产生，甚至产生环火所致。换向器产生火花的原因主要有：换向器表面不清沽，主要有湿气、污垢、电刷磨损粉末;换向器表面不光洁，换向片突出、换向片间云母绝缘突出、换向器表面太粗糙;各换向极的气隙不均匀。当电机突然过载时，换向磁通滯后，严重的负载使换向饱和、电刷跳动、换向器表面破坏等等，都会引起严重的火花。
应对换向器进行定期维护，根据换向器表面凸凹程度的不同采取相应的措施，进行光洁整流子，通过烘烤干燥和防水等措施可以减少故障，避免更严重问题发生。
②电机主磁极和电枢绕组故障，有绕组短路、断路、接地等。
当有潮气侵入电动机内,使主磁极绕组和电枢绕组绝缘受潮，绝缘阻值降低;由于电动机密封不是很严密，常有粉尘进人电动机内部，电刷与换向器摩擦产生的碳粉和可导电的铜粉也遗留在电动机内部，这些混合物具有吸潮的作用，会引起绝缘电阻值的进一步下降，最终导致绕组接地故障；电动机外部积尘较厚，内部粉尘较多，使绕组散热不良;经常过负载运行，使电动机长时间在温度较高的情况下工作。这些都会使电动机绝缘热老化，导致绝缘性能下降。由于安装牵引电动机采用吊挂式，电机车轮对过轨道接口、传动齿轮的间隙、电动机承受冲负载都会产生各种机械振动和电磁振动。这些振动和电动机内部的电磁力作用于电枢和磁极上而引起电动机振动，导致绝缘结构产生磨损，发生故障。
3.2 直流变换器故障
主要是电源保险丝爆，24V无输出；桥式整流器的整流元件开路或击穿，造成输出电压降低或无输出，甚至造成变压器次级短路，烧毁电路板。原因一是湿气大，造成的短路，二是电压波动大。对变压器电路板进行防水防潮处理，电源取自电容器两端可减少电压冲击，减少故障。
3.3 斩波器故障
主要是电流传感器损坏，将其检查判断修复，接地线断,重新将地线接好；车能调速，但速度不够。机车超载,减轻负载,制动闸瓦未完全松开，更换脉冲控制板。给定电压不够，低于3.5V,或者电压在3.5V以上,或为某一固定值，将其修复或更换；单电机工作,检查电机及换向鼓；司控器调速手柄刚进入合闸位,机车突然进入全速，即为失控，电容松动或电容无容量,引起IGBT击穿。紧固或更换电容,更换IGBT。全速开关粘结，将其修复或更换接触头；电容击穿或电源正负极短路，更换电容或检查电源电路，IGBT和续流二极管击穿更换IGBT和续流二极管。
3.4 电机车无反应
主要是由于电气线路某些部位断路所引起的。容易造成断路的部位有：受电弓的断路，它主要是由于弓架接触棒或触轮没有与架空线接触，或是电源线折断、接线端子松脱而造成电机车无电压，此时电机车照明灯无光，司机控制机器24V电源指示灯不亮，操作手柄起动的各个档位都无反应；总电源开关断路，主要是由于接触触头烧损、脱落，电源导线折断，接线端子脱落或磁力线圈断路而造成控制回路无电压，主轴起动的各个位置仍不能动作；控制器应该导通的部分断路，它主要由于主触头或辅助触头脱落、接触不良、连线折断所引起的，它能造成主轴手柄起动的各个位置不走车或部分起动位置不走车；电机电刷根本没有与整流子接触而造成的电机车不动作；电机车主回路的断路，它可能是控制器主动部分静触头断路，或是轮对与轨道接触不良。
3.5 自动开关跳闸
由于电气线路某些部位的短路、接地产生过电流而引起的。容易造成短路和接地的部位有：控制器主动部分主触头短路或接地，若是起动位置自动开关跳闸，这可能是主触头短路接地；控制器可逆部分辅助触头短路或接地和有关电动机通电导线的触头短路或接地；电动机内部的短路或接地，主要是主磁极或换向磁极线圈接地，主磁极与换向磁极之间短路，电枢线圈或整流子接地，刷架接地，连接线接地。
3.6 其他故障和处理
控制器闭合后,一个方向不走车控制器闭合后,主要是可逆部分的某个触头与换向轴上的导电片没有接触,或是连接导线断路；起动速度快，主要原因是电动机激磁绕组中某个线圈短路；电机车运行方向与可逆轴指示方向相反，主要是电动机激磁绕组或换向绕组与正负电源线接反所致；控制器手柄由低到高转换时，触头出现火花，处理方法:更换静触头上失效的消弧装置，更换损坏的消弧罩，保持各触头闭合和断开的动作-致,加强司机操作水平,减少负荷；行走中突然无电压使架线式电机车速度下降以致停止，处理方法:处理受电弓子局部接地，恢复牵引网络供电，修复架线式电机车电气系统电源回路，更换或修复控制内接触不严的触头。
4 结语
CJY14GB电机车电气故障千变万化，这里只分析几种常见的故障和处理方法。因此，维修人员和技术人员必须深入、深刻的认识相关设备重要性和特殊性，不断加强和提高技能，提高装备的现代化维修水平，了解、掌握日常使用中常见的电气故障、产生原因及其处理方法，有利于在使用中及时、准确、快速的排除各种故障，解决实际问题，提高运输工效，保证矿井的安全生产，促进矿山企业高效快速的发展，才能增强企业竞争能力。
5 参考文献
[1]顾强谷主编, 《电机及拖动基础》 机工版 1983
[2]陈隆唱主编， 《控制电机》 西北电讯工程学院出版