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1、到段机车牵引电机烧损原因探析及预防摘要：针对DF8B为代表的新造内燃机车到段烧损牵引电机这一故障现象，从理论上分析了产生烧损故障的原因，并根据分析结果，提出了有效的防范措施。关键词：整备；剩磁；感应电势；・、八一^刖S中国南车集团资阳机车厂（以下简称资阳厂）生产的DF4和DF8B型机车是我国铁路重载牵引的货运干线机车，新造机车出厂前须经过各种试验和试运行止常后方可出厂到段。目前生产的数百台机车到段后情况良好，但也出现过几次新造机车在出厂前状态良好，机车到段整备中却发现牵引电机严重烧损的事件，给用户和资阳厂都造成了很大的损失，这种事例虽然很少，但离机车到段只整备不整修
2、的要求还有差距，需要找出根本原因来解决这个问题。1牵引电机烧损原理分析以DF8B型机车为例，在加载时，每一位牵引电机支路如下（以1D支路为例）：主整流柜正极——1C（电空接触器）——1D（牵引电机电枢和换向绕组）——HKG（工况转换开关）——HKF（方向开关）——1D（牵引电机串励绕组）——HKF（方向开关）——HKG（工况转换开关）——主整流柜负极。为便于分析，将各个开关和接触器略去，仅保留电机回路部分，且先取6个牵引电机的2位做理论分析，简化后见图1所示。在柴油机主发电机提供电源的情况下，根据电磁理论，可知2位牵引电机在F电磁力的作用下，顺时针旋转而产生机车的牵
3、引动力。根据牵引电机烧损的情况，可以肯定在牵引电机中存在着闭合回路。假定1C——6C是在运行过程中被闭合的（这在柴油机未起机是可以做到的，在做动作试验时常常使用），而且牵引电机是在机车做过前方牵引过后，被其他机车牵引做同向的运动，即电机转速n的方向是与图1一致，其简化后的回路见图2所示。由于牵引电机作前向牵引后，其电机气隙间会存在一定的剩磁，在被他其车牵引作相同方向运动时，2位电机在剩磁作用下会产生一定的感应电势，电势方向如图2所示。即使同型号电机，由于制造上的差异，使得电机剩磁不尽相同，因而在同一转速下必定会产生不一样的感应电势。1E
4、逐渐减小E2逐渐增大■图2牵
5、引电机作同向牵引后又被其他机车引作同向运动的情况根据电机学理论，E=Ce*4)*n,式中，e为电机每极气隙磁通量(Wb)；n为电机转速(r/min)；Ce为电动势常数，同类型电机的G相同。电机在同一转速下必然会产生不一样的感应电势，假设1D电机剩磁磁通量大于2D电机，则Ei>El根据图2,可知1D电机由于其剩磁比2D电机大，1D工作于发电机状态，1D主极绕组电流激磁产4：的磁势会削弱原来的剩磁，使其每极磁通量减少，1D电机感应电势呈下降趋势，而开始时工作于电动机状态的2D,由于主极绕组电流激磁产生的磁势增强了原剩磁磁通量，2D电机感应电势呈增强趋势，直到在图2回路中
6、达到某种平衡为止。根据图2回路，可以得到如下方程：E]-E2=i*R+L*di/dt，式中，L为1D,2D回路中的总电感量，R为ID,2D冋路屮的总电阻值。电机绕组内阻R总是很小，因此可以将上述公式简化如下：Ei-E2=L*di/dt(1)同时根据直流电机学理论Ei=Cc*(*io—*ii)*n,E2二Ce*(©20+e2i)*n式中，©10、“20代表ID,2D的剩磁磁通量，"li、”2i代表1D、2D的电磁激磁通量，由于电流I相同，可知叽二4)2i,Ce为电动势常数，同型号电机此数值一样。将其代入公式(1),可得到：Ce*(e10-4)20)*n—Ce*(4)i
7、i+e2i)*n=L*di/dt，且令4)H+4)2i=ka*i(ka>0)(此电流参考正方向如图2所示)根据初始条件I
8、t=0=0,可以解得微分方程如下：i=(io-4>20)*(1—e'Ka*Ce*n*t/L)/ka,其中(I)i0—O,(ka>0)(此电流参考正方向如图2所示)。据此可知在某一转速n下，电流会达到1个恒定值，这种情况下不会产生烧损碳刷的结果。12D电动机状态逐渐转为发电机状态E
9、逐渐增大E2逐渐减小——■图3牵引电机作同向牵引后又被其他机车引作反向运动的情况另外，再次假定机车牵引电机在做过前方牵引后，被其他机车牵引做反向的运动，即电机
10、n的方向与图2相反，其简化后的冋路见图3所示，则分析可知1D电机工作于发电机状态，主极绕组电流激磁产生的磁势会增强原来的剩磁，使其每极磁通量增加，电机感应电势也会有上升的趋势，而开始时工作于电动机状态的2D,由于主极绕组电流激磁产生的磁势削弱原剩磁磁通量，电机感应电势也会有下降趋势，在回路中形成1个止反馈的电流无限增大的情况，因此能够根据图3给出如下方程式：Ei=Ce*(%+叽)*nE2二©*("20一”2i)*口式屮，Ao、e20代表ID,2D的剩磁磁通量，叽、©2i代表1D、2D的电磁激磁通量,，由于电流I相同，可知4)li=d)21,Ce为电动势常数，同型
