张志鹏
呼和浩特铁路局集宁机务段 内蒙古呼和浩特市 010000
摘要：近年来，随着我国经济的不断发展，铁路运输事业也在逐年增长，铁路运输的安全也变得尤为重要。众所周知，铁路运输是由列车车头进行牵引，随着电气化铁路事业的逐渐发展，电力机车逐步淘汰了蒸汽汽车和内燃机车，渐渐成为了铁路运输的主力军。在电力机车中，牵引电机是电力机车中的最重要组成部分，它的工作环境较为特殊，相对于其它部件来讲，牵引电机所处的工作环境更为恶劣，又因为它的动力作用大、负载变换频率快等工作强度要求较高的原因，致使牵引电机在工作时十分容易发生故障而停止工作，所以牵引电机的维护保养的难度较高。本文通过对牵引电机常见的故障发生原因进行分析，归纳、梳理电力机车的电机在牵引过程中可能会出现的问题，并介绍了几种常用的电机故障诊断技术，从而更好的保证列车在运行当中的安全。
关键词：电力机车；交流牵引；电机故障；诊断技术
前言
由于交流牵引电机具有恒功率范围较宽、粘着性能好、大牵引力、功率因数较高等明显优势，相对于传统的直流传动机车来说，交流牵引电机可适用性更大，目前，已成为了我国电力机车的主流。虽然交流牵引电机得到了快速发展，但是由于其复杂的内部结构，在运行过程中十分容易发生故障，对列车行车安全造成了很大的隐患。所以，本文通过分析研究交流牵电机的故障发生原因和解决方案具有重大意义。
1电力机车交流牵引电机故障诊断的基本方法
1.1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。
1.2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。
1.3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。
2 制动系统的故障分析
2.1制动控制电路故障
HXD1型电力机车的制动控制电路是由BCU根据机车制动控制器的制动指令来操纵机车的。BCU上电后，在司机室激活后才能使Eurotrol的电磁阀起作用来操纵机车制动或缓解。BCU接收到制动需求指令，通过Eurotrol的电磁阀将其转换成气动压力。
压力变送器CA(PRN)RE读取均衡风缸内的压力，以模拟量信号的形式发送给BCU。BCU根据该信号，使制动和缓解阀得电或失电。当BCU接受到的指令与反馈回来的压力值不一致时，BCU就会报故障。BCU在正常工作时CPU上显示9999，当制动机出现故障后，会在CPU上显示故障代码。BCU故障代码主要包含了下面三个类型；第一个类型故障代码是83表示在运行期间向司机发送信息的主故障代码。第二个类型故障代码是84是主故障代码的补充代码。第三个类型故障代码是87仅用于维护的低级故障代码。
2.2功率模块故障
功率模块故障是该电力机车电机隔离故障的一种常见故障。笔者认为导致功率模块发生故障的主要原因在于该电力机车电机的质量存在着不足之处，模块质量直接影响到功率模块的热循环不良，主变流器通风机也存在着一定的震动现象，这也容易导致很多功率模块烧毁，引发功率模块故障。笔者通过对功率模块的结构和原理入手分析发现，逆变器以及整流器这些部分的功率模块故障与诱发电机隔离故障的原因大抵相同。当变流器出现故障，如功率模块发生故障的时候，通过牵引电机的主控制原理不难发现牵引电机主控制回路会发生一定的保护作用，从而导致电力机车电机出现隔离现象。那么针对于功率模块故障原因，我们需要不断提高功率模块的供应质量，严格检查使用的功率模块质量问题，一旦发现存在着质量问题的功率模块，应当立马进行更换，不可以为了节约成本而持续使用。针对功率模块上各种循环系统以及通风机的震动原因间接引发电机隔离故障的，也需要分别对这些间接诱发因素进行排查和及时的更换。很多时候，我们检查并不会注重对通风机的整改以及相关系统软件的设置检查，乃至对于环境的检查也不是很重视，笔者建议设定相关标准化手册，将检查工作落实到位，一旦出现灰尘污染或者是通风机震动现象，及时进行更换和整改。
2.3基于知识的故障诊断方法
基于知识的故障诊断方法主要包括基于症状的方法和定性模型的方法，其中，基于症状的方法又包括专家系统、模糊推理、模式识别和神经网络的方法。基于专家系统的诊断方法诊断过程简单、快速，但该方法存在获取知识的瓶颈，因此不适用于复杂电机或新设计的电机的故障诊断；在故障诊断领域，温度“偏高”、噪音“过大”等都具有模糊特性，模糊推理方法是处理该类问题的最好工具。但模糊诊断知识获取困难，尤其是故障与征兆的模糊关系很难确定，且系统的诊断能力依赖模糊知识库，学习能力差，容易发生误诊或漏诊；神经网络方法具有记忆、自学习和能拟合任意连续分非线性函数的能力，同时它还具有并行处理和全局作用的能力，使得它在处理非线性问题和在线估计等方面具有较强的优势。目前国内已有学者将神经网络、模糊推理技术与传统的专家系统相结合，组成集成型智能系统，为解决传统专家系统在知识获取和知识表达方面的瓶颈问题提供新的途径。
3 结束语
电机机车是在我国铁路运输这一行业中的基础，它是在这个行业中的一个不可缺少的运输工具，有它的存在可以保证铁路在运营过程中的安全问题以及运行的顺利与否。如果想要确保机车质量，就要求铁路行业中的相关工作人员要及时对电力机车进行检修并且还要注意机车零件的保养工作，只有做到这些，才能更好的对于电力机车运行工作做出保障，进而才能使我国在运输这一伟大的行业有更高的发展。
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