HXD2型电力机车电机隔离故障技术分析与探讨

马秀军 吴建东

【摘要】HXD2型电力机车在包头西机务段投入运用以来，牵引电机隔离故障非常突出。本文详细分析了HXD2型电力机车牵引电机主控制回路工作原理，通过统计分析了得到了引发牵引电机隔离故障的主要原因。针对功率模块故障、TCU故障，以及牵引电机风机故障等主要因素，详细分析了其产生电机隔离故障的原因，并提出了相应的应对措施。

【关键词】HXD2牵引电机;隔离故障;分析措施

HXD2型电力机车是法国阿尔斯通公司与大同电力机车有限公司合力开发的具备强大的功率及牵引力货运电力机车。该机车额定牵引功率较大，最高可达到一万千瓦，最高运行速度也能达到一百二十千米每小时，在我国电力机车之中有着十分重要的影响和应用。目前，该电车机车主要是应用于解决我国西煤东输问题，但是在该项目进行过程中，该电力机车电机隔离故障频发，本文主要就具体故障进行具体分析。

一、牵引电机主控制回路原理

整台机车的牵引电路包含有原理和结构相同的4套牵引变流装置，每套牵引变流装置由一个四象限整流器、一个中间电路和一个三相PWM逆变器组成。主变压器4个独立的次边牵引绕组分别向两台主变流器的4个四象限脉冲整流器供电，实现电流从交流到直流的转换;各个四象限脉冲整流器输出形成一个中间直流回路，变流器直流环节实现二次波吸收、直流储能、各种保护;中间直流回路向電压型牵引逆变器供电，实现直流到三相交流的VVVF变换，拖动一台三相异步牵引电动机，实现机车牵引电机轴控方式。电力机车牵引工况时能量从电网流向电机，电能转换为机械能;制动工况时过程相反，机械能转换为电能回馈电网。

二、牵引电机隔离故障原因分析

（一）功率模块故障

功率模块故障是该电力机车电机隔离故障的一种常见故障。笔者认为导致功率模块发生故障的主要原因在于该电力机车电机的质量存在着不足之处，模块质量直接影响到功率模块的热循环不良，主变流器通风机也存在着一定的震动现象，这也容易导致很多功率模块烧毁，引发功率模块故障。笔者通过对功率模块的结构和原理入手分析发现，逆变器以及整流器这些部分的功率模块故障与诱发电机隔离故障的原因大抵相同。当变流器出现故障，如功率模块发生故障的时候，通过牵引电机的主控制原理不难发现牵引电机主控制回路会发生一定的保护作用，从而导致电力机车电机出现隔离现象。那么针对于功率模块故障原因，我们需要不断提高功率模块的供应质量，严格检查使用的功率模块质量问题，一旦发现存在着质量问题的功率模块，应当立马进行更换，不可以为了节约成本而持续使用。针对功率模块上各种循环系统以及通风机的震动原因间接引发电机隔离故障的，也需要分别对这些间接诱发因素进行排查和及时的更换。很多时候，我们检查并不会注重对通风机的整改以及相关系统软件的设置检查，乃至对于环境的检查也不是很重视，笔者建议设定相关标准化手册，将检查工作落实到位，一旦出现灰尘污染或者是通风机震动现象，及时进行更换和整改。

（二）主接触器故障

主接触器故障也是一种常见的导致电机隔离故障的因素，主接触器故障其具体原因是因为线路之间存在着一定的接线不良现象，这种现象导致机车在运行的时候会偶尔发生一些主接触器故障，但是在进行回库检查的时候又不会发现这种问题，这也给电力机车点击隔离故障检查分析带来的一些困难。笔者认为导致主接触器故障的主要因素在于控制系统由于一些反馈导致了主接触器的跳开，接触器也存在着接触不良的现象。那么，面对这种问题，笔者建议需要采纳及时的检修和维护工作，确保主接触器一直保持着一种良好的运行状态，不会因为系统误反馈，程序设计不合理而出现故障。检修人员需要合理的设置反馈延时阀值等参数，确保主接触器程序合理。

（三）列车压力传感器故障

列车压力传感器故障也是导致电机隔离故障的重要诱因。列车在减压的过程之中最容易损坏列车的管压力传感器。列车管压力传感器之间会存在着相互的比较现象，如果四个轴的管压力传感器之间的减压误差较大，相差超过三十千帕或者是在缓解过程之中超过了十五千帕的时候，就会造成电机隔离故障。实际上这些管压力传感器之间导致电机隔离的原因还是在于电流差异，管压力器所有的压力值都会被换算为电流值，当电流在进行运输的时候，元器件线性度存在不良就会迫使在减压过程中极校的变化造成巨大的偏差，进而出现电机现象发生。那么针对于这种压力传感器故障笔者主要建议两种方案进行更改，首先是加装信号奥处理装置，利用信号处理装置来处理好信号反馈的偏差值，不会让压力传感器反馈出来的值影响到主电机隔离，其次是更新软件，将软件之中的偏差值设置到一个较高的参数，这样正常状况下也不会存在着影响。

（四）牵引控制单元故障

牵引控制单元又被称之为TCU，目前牵引控制单元的主要故障在于电源板故障和接触不良故障，接触不良故障主要是因为风机的震动以及各种外界条件的影响导致潜移能控制单元的内部接触存在松动现象。电源板故障西安西安工主要是因为不合理的结构设计，例如笔者发现的反馈线就是因为没有固定架容易出现反馈线断裂，这也容易引发电机的隔离故障。还有就是因为电源板自身的板卡也存在着一定的质量问题。笔者认为要想接触牵引控制单元故障首先就是需要检查牵引控制单元的板卡是否存在故障，如若板卡存在着故障，那么需要对板卡进行及时的更换和改进。另外就是需要通过BTE测试台对牵引控制单元进行测试。对于各种测试数据和测试结果进行逐步分析，如若出现超出规定值范围的数值，及时与厂家进行沟通和联系，要求厂家结合要求做出具体的整改，争取将各个数值都控制在要求范围内。还有就是对一些反馈线加装一些固定架，避免出现反馈线出现故障。

三、结论

HXD2型电力机车容易出现的各种电机隔离现象以及电机隔离诱发因素，笔者在上文之中已阐述一部分，但是导致电机故障的因素远远不止上述四种因素，很可能一个细小的部件就会导致整个机车牵引机构的失效。因此，笔者建议每个检查和维护人员都需要不断加强对电机隔离故障原因的总结分析，积极探索有效的管理和检查机制，这样才能将电机效率发挥到最大化。

参考文献：

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