SS4B机车牵引电机碳刷异常磨耗故障研究

摘要

铁路运输是目前已知的最有效率陆上交通方式，在整个运输领域中占有重要地位。随着铁路技术的发展，近年来，电力机车的传动方式逐步由直流传动改为交流传动。目前国内的大部分正在运行的电力机车都是直流传动，其采用的电机均为直流牵引电机。
　　本论文研究内容是SS4B型电力机车上的ZD114A直流牵引电机电刷异常磨耗故障。该机车主要承担神池南至黄骅港的出口煤炭运输任务。自2003年开始，在机车运行约10万公里后，牵引电机开始出现碳刷异常磨耗的问题，严重影响机车正常运行。
　　本文首先国内电力机车的现状及发展进行了分析，阐述了研究直流牵引电机的运行情况及问题有较大的现实意义。
　　然后，对ZD114A牵引电机的原理、特点方面进行介绍，通过对故障电机的检测，发现了换向器出现较大变形，从电机设计、工艺、材料、电刷选型和换向补偿等方面进行计算和对比分析，发现原换向器设计存在的换向器鸽尾应力超标、换向器螺栓轴向柔度不匹配、电刷选型不当等缺陷，并通过试验进行印证。
　　其次，针对找到的故障原因，先后进行了多次改进，主要改进内容为改进换向器结构，提高国产材料标准，改进换向器制造工艺，调整电机换向极磁场，电刷重新选型，提高电刷压力等。再对改进后的电机进行各项测试验证，结果表明改进后的换向器的机械稳定性远好于以前原换向器，彻底解决了换向器变形的问题。改进后的电机通过无火花区试验，将换向火花降至合格范围。
　　最后提供了新的电机给客户进行试运行，电机运行20多万公里后，对电机的运行情况进行了现场检测，未发现类似故障，换向器和电刷表面良好，满足了运行要求，赢得了客户赞许，本次研究及改进达到较好的效果。

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第1章 绪 论

1.1引言

1.2电力机车发展概述

1.3本文研究内容简介

第2章 牵引电动机介绍

2.1直流电动机的模型结构

2.2直流电动机的基本结构

2.3 直流电动机的工作原理

2.4 直流牵引电动机的特性

2.5 本章小结

第3章 牵引电动机故障分析

3.1 机车与牵引电机运行条件

3.2 故障现象

3.3 故障形成分析

3.4 换向器原因分析

3.5 电机其他方面的问题分析

3.6 本章小结

第4章 改进方案研究

4.1改进方案

4.2 完善解决方案

4.3 最终解决方案

4.4 本章小结

第5章 改进电机效果验证

5.1 型式试验

5.2 换向器机械稳定性检测

5.3 初步运行结果

5.4 本章小结

第6章 总结及展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢