毕业设计（论文）
题目： 电力机车交流牵引电机故障诊断研究
系 部 ： 专 业： 学生姓名： 学 号： 指导教师：
机车车辆系 铁道机车车辆
佟 阔 1250536 顾 贺
2015 年 5 月 10日
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辽宁铁道职业技术学院毕业设计（论文）开题报告
题 目： 电力机车交流牵引电机故障诊断研究 系 部： 机车车辆系 学生姓名： 佟 阔 文献综述： 随着经济的发展,铁路建设迅速发展,铁路运行安全的重要性日益著。交流传动电力机车在我国铁路跨越式发展的背景下将成为开发应用的主流机车。牵引电机作为交流电力机车的核心部件之一,其工作环境恶劣、负载变换频繁、动力作用大等因素使牵引电机较易出现故障。牵引电机的安全运行关系到整个列车的行车安全,展开交流牵引电机的故障诊断具有重要意义。 一、国外交流牵引电机的发展概况 1、早期发展阶段 1891~1892年德国西门子公司试验成功了三相交流电源直接供电的最早的绕线式转子异步牵引电动机。 1898年德国西门子公司在一台两轴车上安装了变压器，并由三根架空线提供10kV、50Hz的三相交流电。该车采用了三相绕线式异步牵引电动机。 1903年德国试验线上交流传动车辆的最大速度达 到210km/h，采用的是绕线式异步牵引电动机。1917年德国试制成功采用“劈相机”将单相交流供电进行旋 转、变换为三相交流电的试验车，采用的是三相异步牵引电动机。 1943年匈牙利国铁定购的机车和1955年法国国营铁路的一台样车上都装有旋转变频机组，但由于系统结构复杂、机组体积庞大，这2种机车都没有继续发展下去。 1955年水银整流器机车问世，标志着电力牵引电传动交直技术实用化的开始，使电力牵引交流传动技术的早期发展阶段终告结束，用于交流传动的牵引电动机的研制也告一段落。
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专 业： 铁道机车车辆 学 号： 1250536 辽宁铁道职业技术学院毕业设计（论文）开题报告
2、近代发展阶段 1964年分谐波控制的逆变器（即现在的脉宽调制逆变器）的出现使电力牵引系统发生了根本性的技术革命，交流传动技术发展进入了一个新的时代。 1971年德国研制成功第1台交流传动内燃机车（DE2500），采用三相异步电动机。 1980～1987年间研制了4台DE2500交流传动内燃机车（德国），改装了12001交流传动电力机车（瑞士）对不同供电方式下的PWM逆变器—异步牵引电机系统在转差—电流控制下的机车性能进行了多方面的试验，结果向世人展示了交流传动系统的意想不到的优越性，这些机车采用的是三相异步牵引电动机。 1983年研制成功BR120型交流传动干线电力机车，这是交流传动机车发展史上的一个重要里程碑，标志着交流传动技术走向成熟阶段，其采用了三相异步牵引电动机。 1988年德国西门子ICEV动车创造了407km/h的世界第一速，采用的是三相异步电动机。 80年代至今，随着磁场定向控制和直接转矩控制等交流传动控制技术的发展，德国、法国、日本、美国等各国已研制出多种型号的交流传动电力机车、交流电传动内燃机车和高速电动车组。 二、国内交流牵引电机的发展概况 交流牵引电机伴随着交流传动技术的研究始于上世纪70年代初，当时只进行一些理论研究和地面试验，采用过交流异步电动机和同步电动机。 上世纪90年代我国由南车株洲电力机车研究所有限公司和铁道部科学研究院共同研制的、功率达1000kW的电力牵引交流传动系统获得成功，采用的是交流异步电动机。 在此基础上，由南车株洲电力机车有限公司和南车株洲电力机车研究所有限公司于1996年共同研制的我国第1台4轴4000kW交流传动电力机车（原型车）诞生。该车以AC4000命名，采用JD103型三相异步电动机，标志着我国电力机车进
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入交流传动时代。 1999年9月我国首台交流传动内燃机车“捷力型”调车内燃机车研制成功，采用JD108型交流异步牵引电动机，标志着我国内燃机车进入交流传动时代。 2000年我国首批投入商业运营的国内单轴功率最大、达到国际先进水平的交流传动高速客运电力机车“熊猫号”和高速动车组“蓝箭号”诞生，它们采用的是三相异步电动机。 2000年6月由大连机车车辆厂和西门子公司合作研制生产的2台DF4DAC型交流传动内燃机车落成，该车与后来的SSJ3型电力机车均采用交流异步电动机。2001年5月由浦镇车辆厂研制的“先锋号”动力分散型动车组，采用JD106S异步牵引电动机。2003年戚墅堰机车车辆厂研制的2台DF8CJ交流内燃机车采用JD123交流异步牵引电动机。 2004年以来通过引进国外高速重载、高速动车的先进技术，立足国内，自主创新，已取得了实质性的成果，将我国交流传动技术和交流牵引电机技术提升到国际一流的水平，诞生了具有我国自主知识产权的DJ1、DJ2、DJ4、HXD1、HXD2、HXD3以及HXN3、HXN5大功率交流传动电力和内燃机车，也诞生了CRH1、CRH2、CRH2-300、CRH3、CRH5、CRH380A系列高速动车组，产生了大功率以及高速的异步牵引电机YJ116A、YJ85A、YJ90A、YJ87A、YJ105A、YJ92A、JD160、JD121、JD123等系 列电机，使我国交流牵引电机研发与发达国家的差距大大缩小，使我国交流牵引电机研制真正进入一个新时代。 三、目前存在的问题 由于牵引电机的工作条件恶劣，其轴承常见故障症状有保持架铆钉松动、断裂或外围挡边偏磨，滚性及滚道剥离、灼痕、拉伤、裂纹、歪磨或径向间隙增大，内圈松动或咬死，轴电流电蚀及润滑脂变质，轴承甩油箱松动变形等。因此往往引起振动及噪声增大，导致小齿轮碰撞磨损、绕组绝缘损伤、联接线断裂、换向不良、引起接地或环火、甚至发
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生转子咬死难于转动而裂轴等恶性事故 四、电力机车交流牵引电机故障诊断研究的意义 我们相信，到2020年，我国的电气化铁路将从南疆延伸到北国，从山区在新的历史条件下，我们遇到了很多新问题，出现了很多新困难。但是，体制改革与机制转换、结构调整与技术改造，正在为我国电力机车新一轮发展奠定基础；铁路加大投入，加快建设，电力牵引又是牵引动力改革的发展方向，这为电力机车发展提供了新的机遇，开辟了新的市场。这种牵引动力的变革促使机车空气管路系统的不断改进。我广泛走向平原主要繁忙干线，营业里程将跻身世界前列，交流传动电力机车将奔驰在神州大地，我国电力机车工业将跻身于世界舞台，为我国国民经济和铁路运输发展作出我们新的贡献，为中国赢得新的荣誉。 4