电力机车电机日常维护与检修研究

引言

电力机车电机作为牵引系统的核心动力设备，其运行状态直接关系到整车的可靠性与效率。随着我国铁路运输向高速、重载方向持续发展，电机所承受的电气、机械与热负荷日益严峻，故障发生率显著增加。传统定期维修和事后维修模式已难以完全适应现代铁路运营对高可用性与低停机率的要求。在此背景下，如何系统识别电机典型故障特征，并建立科学有效的维护检修体系，成为现场技术人员与运维管理面临的重要课题。

1 电力机车电机常见故障

1.1 绝缘系统故障

绝缘系统故障是电力机车电机中较为常见的一类问题，主要表现为绝缘材料老化、击穿或局部放电。这类故障通常由电机长期运行中的热应力、电气应力及环境因素（如湿度、油污侵入）共同导致。例如，定子绕组绝缘在高温和变频器输出的高频脉冲电压作用下，易发生局部退化，进而引发匝间短路或对地短路。部分数据显示，绝缘故障约占电机总故障的 20% -30% ，尤其在运行时间超过 10 年的机车上更为常见。此类故障若不及时处理，可能造成电机烧损甚至停机。

1.2 轴承损坏

轴承作为电机旋转核心部件，其损坏会直接导致振动加剧、温升过高甚至抱轴。常见诱因包括润滑不良、安装不当、杂质侵入或长期过载运行。例如，在牵引工况频繁变换时，轴承需承受较大径向与轴向负荷，若润滑油脂性能下降或补充不及时，易发生滚道剥蚀或卡滞。一些检修记录表明，轴承故障在电机机械类故障中占比超过 40% 。

1.3 换向系统异常

在直流或脉流牵引电机中，换向系统故障主要表现为换向火花过大、换向片烧损或刷辫脱落。这类问题多与电刷压力不均衡、换向器表面氧化或碳粉积聚有关。例如，电刷与换向器接触不良会导致电弧放电，加速表面磨损，影响电机输出性能。实际运行中，换向故障常见于高负荷启停频繁的区段。

1.4 冷却系统失效

电机冷却系统失效将引起绕组与轴承温升超标，严重影响绝缘寿命与运行效率。典型问题包括通风道堵塞、冷却风扇故障或散热片积垢。尤其在多粉尘、高湿度环境中，冷却风道易被油污与灰尘混合附着，导致散热能力下降。一些案例显示，电机温升每超过额定值 10^∘ C，绝缘寿命可能下降一半。

2 电力机车电机维护与检修方法

2.1 绝缘系统的检测与维护

针对绝缘系统故障，需建立以绝缘电阻测试与局部放电检测为核心的预防性维护体系。日常维护中应使用兆欧表定期测量绕组对地绝缘电阻，其值一般不应低于 5 MΩ。对于运行年限较长的电机，可采用介损测量或高频电流探测技术评估绝缘老化状态。检修时需清理积尘与油污，尤其注意绕组端部与槽口区域的绝缘完整性。出现局部破损时应用绝缘漆进行补强，严重老化时应整体浸漆或更换绕组。

2.2 轴承的润滑与状态监测

轴承维护重点在于规范润滑管理与振动监测。应依据运行里程或时间周期定量补充符合标准的润滑脂，一般每运行 3 万公里或 6 个月需补充一次。推荐采用在线振动传感器监测轴承状态，当振动速度值超过 4.5mm/s 时需停机检查。检修中需测量游隙、检查滚道与滚动体是否存在剥落或压痕，安装时保证配合公差与密封结构完好，避免杂质侵入。

2.3 换向系统的检修与调整

换向系统维护以表面处理与参数调整为主。检修时需清理换向器槽内碳粉，打磨氧化膜并使用干燥压缩空气吹扫。电刷压力应调整至标准范围（通常为 22-28kPa ），同一刷握内电刷压力差不宜超过 10% 。严重烧损的换向片需进行精车处理，车削后云母槽下刻深度应保持在 0.8-1.5mm 之间。更换电刷时需保证其与换向器接触面积大于 80% 。

2.4 冷却系统的清理与效能保障

冷却系统维护侧重于通道清洁与风机功能校验。每月需清理电机通风滤网及散热翅片，积尘严重的区域应缩短清理周期。检修时使用内窥镜检查内部风道堵塞情况，并对冷却风机进行功能测试，确保其风量与转速符合设计要求。对于液冷电机，需定期检测冷却液纯度与流量，防止管路腐蚀或泄漏导致散热效率下降。

3 结 语

电力机车电机的维护与检修是一项系统而细致的工作，需兼顾故障防控与性能优化。本文从故障分析到维护方法提出了针对性的解决方案，涵盖了绝缘、轴承、换向及冷却四大关键系统。实践表明，建立规范的检测流程与预防性维护体系可显著降低故障率，提高电机运行可靠性。未来随着智能监测与诊断技术的发展，电机维护将更加依赖数据驱动与预测模型，逐步实现状态修、精准修，为铁路安全高效运营提供更坚实保障。

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作者简介：董亮（1988.09），陕西省西安市人，研究生，讲师，研究方向：电力机车电机。