牵引电机运行中发生接地现象判断与处理

黑龙江交通职业技术学院毕业设计（论文）题目：牵引电机运行中发生接地现象判断与处理专业班级：姓名：****年**月**日黑龙江交通职业技术学院学生毕业设计（论文）08级电力机车1毕业设计（论文）开题报告题目：牵引电机运行中发生接地现象判断与处理本课题的来源、选题依据：经过两年以来所学专业知识和实践的经验，以ZD105型脉流牵引电动机为标准，总结牵引电动机运行中发生接地现象的判断与处理。本课题的设计（研究）意义（相关技术的现状和发展趋势）：ZD105型脉流牵引电动机及其接地故障发生的原因分析本课题的基本内容、重点和难点，拟采用的实现手段（途径）：（可以另附页）牵引电动机结构组成；牵引电动机接地故障的判断与处理。文献综述（列出主要参考文献的作者、名称、出版社、出版时间以及与本课题相关的主要参考要点）：指导教师意见：指导教师：年月日专业部意见：签字年月日黑龙江交通职业技术学院学生毕业设计（论文）08级电力机车2中期进展情况检查表年月日课题名称牵引电机运行中发生接地现象判断与处理学生姓名学号专业铁道机车指导教师职称主要研究内容及进展研究内容：电力机车主变压器的应用与维护进展：分析牵引电动机的保养、使用规程、接地现象判断与处理尚须完成的任务整理图纸，结题，打印论文存在的主要问题及解决措施存在的问题：对于牵引电机接地知识没有具体了解解决措施：向专业老师咨询和查阅相关参考资料指导教师审查意见专业部审查意见黑龙江交通职业技术学院学生毕业设计（论文）08级电力机车3目录前言……………………………………………………………………………………4摘要……………………………………………………………………………………5一、牵引电机概述………………………………………………………………………7（一）电力机车牵引电动机工作原理认知……………………………………………7（二）SS4G电力机车牵引电动机的结构组成…………………………………………71.定子………………………………………………………………………………92.转子…………………………………………………………………………………103.电刷装置……………………………………………………………………………114.电枢轴承和抱轴轴承………………………………………………………………12二、牵引电机接地现象与处理………………………………………………………12（一）牵引电机接地的几种情况……………………………………………………121．牵引电机环火引弧装置向机壳放电接地…………………………………………122．活接地，也称浮接地……………………………………………………………123.死接地……………………………………………………………………………12（二）区分并处理三种接地故障的办法……………………………………………12参考文献………………………………………………………………………………14结论……………………………………………………………………………………15致谢……………………………………………………………………………………16附录……………………………………………………………………………………17黑龙江交通职业技术学院学生毕业设计（论文）08级电力机车4前言1821年英国科学家法拉第首先证明可以把电力转变为旋转运动。最先制成电动机的人，据说是德国的雅可比。他于1834年前后成了一种简单的装置：在两个U型电磁铁中间，装一六臂轮，每臂带两根棒型磁铁。通电后，棒型磁铁与U型磁铁之间产生相互吸引和排斥作用，带动轮轴转动。牵引电机，在机车或动车上用于驱动一根或几根动轮轴的电动机。牵引电动机有多种类型，如直流牵引电动机、交流异步牵引电动机和交流同步牵引电动机等。牵引电动机在机车或动车上用于驱动一根或几根动轮轴的电动机。牵引电动机有多种类型，如直流牵引电动机、交流异步牵引电动机和交流同步牵引电动机等。直流牵引电动机，尤其是直流串励电动机有较好调速性能和工作特性，适应机车牵引特性的需要，获得广泛应用。牵引电动机的工作原理与一般直流电动机相同，但有特殊的工作条件：空间尺寸受到轨距和动轮直径的限制；在机车运行通过轨缝和道岔时要承受相当大的冲击振动；大、小齿轮啮合不良时电枢上会产生强烈的扭转振动;在恶劣环境中运用,雨、雪、灰沙容易侵入等。因此牵引电动机在设计和结构上也有许多要求，如要充分利用机体内部空间使结构紧凑，要采用较高级的绝缘材料和导磁材料，零部件需有较高的机械强度和刚度，整台电机需有良好的通风散热条件和防尘防潮能力，要采取特殊的措施以应付比较困难的“换向”条件以减少炭刷下的火花等。牵引电动机有两种悬挂方式。一种是牵引电动机和动轮轴连接的悬挂方式，称为抱轴式悬挂或半悬挂。采用这种悬挂方式时，动轮通过轨缝和道岔所产生的冲击振动会直接传给牵引电动机。抱轴式悬挂适用于结构速度低于120公里/小时的机车车辆。另一种是架承式悬挂(或称全悬挂)。采用这种悬挂方式时牵引电动机固定悬挂在转向架构架上，在牵引电动机轴端和小、大齿轮之间加入各种弹性连接元件，以减小冲击振动的影响。架承式悬挂适用于结构速度高于120公里/小时的机车车辆。机车在运行途中发生主回路接地跳主断路器，是SS4型电力机车较为常见的故障之一，而机车牵引电机工作环境较为恶劣，是主回路中最为薄弱的环节，且易发生接地，本论文着重讨论牵引电机的接地故障。黑龙江交通职业技术学院学生毕业设计（论文）08级电力机车5摘要牵引电动机作为SS4G电力机车主要电气设备之一，其质量的好坏对机车整体质量起着至关重要的影响。虽然近年来，在制造厂家与各科研部门的共同努力下，牵引电动机基础质量得以不断提高；但由于受机车长交路、大提速恶劣环境以及超吨位等多种运用条件因素影响，对牵引电机使用性能提出更高的要求，因此落修率依然较高，给检修生产带来一定的压力。本文对造成牵引电机的主要惯性故障原因进行深入分析，提出在检修运用中相应的解决对策，希望能对牵引电机运用的可靠性和安全性起到积极作用。关键词：牵引电动机；接地故障；电机环火。黑龙江交通职业技术学院学生毕业设计（论文）08级电力机车6Abstract（英文摘要）TractionmotorasmainelectricalequipmentSS4Gelectriclocomotive,oneofitsqualityisgoodorbadaboutlocomotiveoverallqualityplaysacriticalimpact.Inrecentyears,althoughthemanufacturerwithvariousresearchdepartment'sjointeffort,tractionmotorbasedqualitytobeconstantlyimprove,Butaffectedbylocomotivelongintotheroad,increasebadenvironmentandsupertonnageandsoonmanykindsofapplyingconditionfactors,fortractionmotorperformanceputforwardhigherrequirement,thereforefallrepairrateremainedhigh,givemaintenanceofproductionbringcertainpressure.Inthispaper,themaincausetractionmotorinertialfaultreasonanalysis,thepaperputsforwardtheoverhaulusecorrespondingsolutions,inhopesoftractionmotorusingthereliabilityandsafetyplayapositiverole.黑龙江交通职业技术学院学生毕业设计（论文）08级电力机车7一、牵引电机概述（一）电力机车牵引电动机工作原理认知直流电机是直流发电机和直流电动机的总称。直流电机具有可逆性，既可作直流发电机使用，也可作直流电动机使用。作直流发电机使用时，将机械能转换成直流电能输出；作直流电动机使用时，则将直流电能转换成机械能输出。图1—3所示为一台直流电机简单模型图。N、S为定子上固定不动的两个主磁极，主磁极可以采用永久磁铁，也可以采用电磁铁，在电磁铁的励磁线圈上通以方向不变的直流电流，便形成一定极性的磁极。图1-3直流发电机工作原理在两个主磁极N、S之间装有一个可以转动的、由铁磁材料制成的圆柱体，圆柱体表面嵌有一线圈（称为电枢绕组），线圈首末两端分别连接到两个弧形钢片（称为换向片）上。换向片之间用绝缘材料构成一整体，称为换向器，它固定在转轴上（但与转轴绝缘），随转轴一起转动，整个转动部分称为电枢。为了接通电枢内电路和外电路，在定子上装有两个固定不动的电刷A和B，并压在换向器上，与其滑动接触。（二）SS4G电力机车牵引电动机的结构组成脉流牵引电动机的结构与普通直流电机基本相同，主要由静止的定子和旋转的转子两大部分组成。定子的作用是产生磁场、提供磁路和作为牵引电动机的机械支撑，由机座、主磁极、换向极、端盖和轴承等部件组成；转子的作用是产生感应电势和电磁转矩，从而实现能量转换，由转轴、电枢铁心、电枢绕组和换向器等部件组成。转子通过电枢轴承与定于保持相对位置，使两者之间有一个间隙，称为空气院。此外，脉流牵引电动机还有一套电刷装置，电刷和换向器接触，以实现电枢电路与外电路的连接。脉流牵引电动机由于发热严重，换向困难，所以它的某些部件具有特殊的结构型式。图1－72所示为SS4型和SS4改型电力机车采用的ZD105型脉流牵引电动机的纵、横剖面图。黑龙江交通职业技术学院学生毕业设计（论文）08级电力机车8图1－72ZD105型牵引电动机结构图（a）纵剖面图;（b）横剖面图.1-电枢；2-油杯；3-刷架圈定位装置；4-油管夹；5-前端盖盖板；6-排油管；7-前端盖；8-轴承；9-前端轴承盖；10-前端外盖；11-封环；12-电枢支架；13-螺栓；14-弹簧垫圈；15-螺栓；16-弹性垫圈；17-螺栓；18-刷架装置；19-螺栓；20-弹簧垫圈；21-定子装配；22-后端盖网孔盖板；23-预成型后支架绝缘；24-后端盖；25-黑龙江交通职业技术学院学生毕业设计（论文）08级电力机车9电枢支架；26-后端内轴承盖；27-封环；28-挡板；29-螺栓；30-止动垫圈；31-后端轴承盖；32-上抱轴瓦；33-下抱轴瓦；34-上观察孔盖；35-刷握装置；36-补偿绕组；37-轴；38-开口销；39-主极一体化装配；40-出线盒；41-接线板；42-绝缘板；43-螺栓；44-弹簧垫圈；45-油箱；46-键；47-换向极一体化装配；48-下观察孔盖；49-吊杆座；A-F级填充泥或硅橡胶密封胶。1.定子（1）机座图1—73牵引电动机机座形状（a）方形机座；（b）圆形机座；（c）主极线圈压形后，空间利用较好的圆形机座（2）主磁极脉流牵引电动机的主磁极（简称主极）是用来产生主磁场的，它由主极铁心和主极线圈两部分组成，如图1一74所示。图1-74主极结构1-主极铁心；2-铁心端板；3-主极线圈；4-铆钉；5-铁心心柱；6-补偿绕组槽；7-主极线圈接头。（3）换向极脉流牵引电动机的换向极用来产生换向磁场以改善电机换向性能，由换向极铁心和换向极线圈两部分组成。（4）补偿绕组为了改善脉流牵引电动机的换向，提高电机运行的可靠性，大容量的脉流牵引电动机设置了补偿绕组。补偿绕组跨嵌在相邻两个主极极靴槽内，其安装情况如图1－78所示。黑龙江交通职业技术学院学生毕业设计（论文）08级电力机车10图1－78补偿绕组1-主极铁心；2-补偿绕组；3-槽锲（5）绕组接线为了便于调节牵引电动机的磁场和改变牵引电动机的旋转方向，总是将主极线圈单独接成一个电路，用电缆直接引出；换向极线圈、电枢绕组及补偿绕组串联成为另一个电路，另外用电缆引出，引出电缆的端头装有管形的铜接头。图1－81ZD105型牵