浅谈和谐型电力机车质量分析和优化

刘必莹

摘 要：电力机车具有起动快、速度快、污染小等特点，广泛应用于铁路运输领域。电力机车的检修，而动态控制质量是保证电力机车安全运行的基本前提。本文研究了电力机车牵引电机、变压器、控制模块等电气部件的运行维护、质量管理体系等方面的研究。

关键词：电力机车;机车维护;机车保养;铁路运输;牵引电动机;变压器

电力机车以其起动快、速度快、对环境污染小等优点，被广泛应用于铁路运输领域。其维修质量和动态管理的好坏，直接关系到电力机车的性能和寿命。对机车牵引设备及变压器的质量进行有效把控，有助于解决机车电力机车零部件的变形、磨损、老化等问题，提高机车的使用寿命，基于此，本文提出了动态质量管理的方法，从电机、变压器等电气元件的维修保养、电力机车的质量管理体系等方面对电力机车的质量进行研究。

1电力机车概述

电机车，又称电力火车，是从接触网（供电网）或供电线路中取电，然后再用发动机来驱动车辆的列车，电力机车所需要的电力由电气化铁路的供电系统提供，而内燃机车和燃气机车用自己的能量来产生电力和设备，不属于电力机车的范畴。

2电力机车优缺点

2.1主要优点

1、电力机车其优点是：高性能、高速、重载、负载小、牵引加速度大、维修周期短、維修费用低、能耗低、运行费用低、易实现多机车牵引、连续再生制动、清洁环保等优点。在京广、京沪、京九线电气化升级后，采用电力机车可提高列车的运行速度和可持续性，提高铁路的运输能力和可持续性，电力机车大面积投入使用，有效地缩短了列车运行时间[1]。

2、就性能而言，电力机车无需装载重型发动机及像蒸汽机车、柴油机车等运用的燃料。因而，电力机车在加速、延误、最高速度等方面都优于蒸汽机车和内燃机车，能大大减轻自身重量，能进一步缩短行车时间，是高铁和火车的首选。

2.2主要缺点

基于电气化铁路的电力机车，大量的网架设备在有人进入铁路或故意爬上车顶时，都会产生安全隐患，造成触电事故。城市居民区内电气化铁路若发生高压电网意外坍塌，也极易发生触电事故。所以，电力机车到现在为止仍无法完全替代内燃机车[2]。

3电力机车电气部分的质量把控

3.1牵引电动机

电力机车牵引电动机的故障有多种类型，如发电、启动、高温、异常杂音、冒烟以及电压缺相等，以上故障类型严重影响了电力机车的效率。在电力机车的故障类型中，其启动故障主要是指在接通电源之后牵引电动机却无法正常运行，造成这一现象的主要原因有电容器、电机内部短路、电阻盒故障等;牵引电动机的发电故障产生的原因主要包括接线、电极性和磁绕组等;电动机产生高温甚至冒烟的原因主要是由于电压不达标导致的，在此影响下就会使电机的温度升高，严重者甚至会冒烟甚至烧毁;牵引电动机产生异响的原因是由于电机定子短路或内部接线错误导致的，不过电动机异响并不会影响其正常运行;牵引机的电压缺相故障是由接线缺相导致的，严重情况下，该故障会使机车运行出现较大故障。鉴于电力机车的特异性，在电力机车电机检测时，检修人员需要利用专业检测设备并结合望闻问切之法进行故障排查。同时还要根据国家标准，开展日常巡检活动，以便最大程度的排除安全隐患，为机车运行安全提供保障[3]。

3.2主变压器

在电力机车的电气组成部分，主变压器在其中的作用尤为重要，它对电力机车的牵引质量起着决定作用，是驱动电力机车的主要动力。主变压器主要有初级、次级线圈和铁芯组成。其重量轻，阻抗高，并能够通过设置油流继电器和温度继电器实现主变压器的温压保护。如果主变压器出现故障，那么电力机车的牵引质量势必会受到影响，因此从说在电力机车的质量管控中，对主变压器的管理尤为重要。

3.3电力机车的控制单元

电力机车的监控系统由其控制单元组成，通常情况下，牵引力控制单元就是牵引变流器的控制单元TCU。它能够与牵引控制系统衔接，对运行数据进行交换，以达到控制牵引力的作用。在电力机车中，控制单元对机车的正常运行起着主控作用。因此，在电力机车的质量管控中，对电力机车控制单元的维护具有重要意义。在电力机车的故障划分中，可以分为三个等级，为了方便记忆，人们将其划分为ABC三类，其中A代表严重，B代表中等，C为轻微。其中，电力列车的轻微故障可以忽略不计，但是前两种故障对机车的运行则会造成极大影响，因此需要相关人员在机车发出故障信号时进行积极应对。

4电力机车质量管理系统

在电力机车运行中，经常会遇到狂风暴雪、泥石流、滑坡等不可控的自然现象，这对电力机车的运行安全会产生极大影响。而在电力机车上增设质量管理系统，则有利于对电力机车质量进行电子化、信息化的管理，有利于帮助相关人员做好防护准备，最大程度的保障行车安全。

就现阶段来说，有较大一部分学者对电力机车的质量管理体系展开了深入研究，并从理论和实践方面提出了解决电力机车质量管理智能化、独立性不足等问题的方案。由此可见，在电力机车内部置入质量管理体系，对实现电力机车的实时监督具有重要作用，对提高机车运行安全具有重要意义。

5电力机车的维护与保养

前面已经提到，在电力机车运行中，最常见的牵引机故障包括异响、发电、启动、高温、缺相等问题，而变压器油中，则存在气泡、绝缘物质等，甚至还存在固体颗粒和水分，除此之外，电器设备内部的金属器件也容易产生接触不良、电路短路等问题。对于此，要想从根本上解决故障问题，提高电力机车质量，就需要维修人员对机车维修管理规范有深入的了解，同时对列车的构造、组成等也要有进一步的认识，只有这样，才能对故障问题进行彻底解决。具体来说，在声音、温度、内部结构等方面，需要学会使用中医的那套望闻问切的四种“疗法”，要保证变压器油的清洁，保证各部件运行的灵活有效性，同时还要对金属零件和连接线的完整性进行核查，严格按照电力机车的使用手册进行控制单元的使用或维修，减少电力机车控制单元的故障，保障行车安全。

6结语

维护保养及动力运行质量是影响电力机车运行效率的重要因素。电力机车检修人员在检修机车时，应注意禁止带电作业，切断电源，并保护好有效的高压保护装置及紧固件。根据电力机车操作规程，严格执行控制单元的使用和维护，减少电力机车控制单元的故障，保证行车安全;运用新技术，完善电力机车质量控制系统，提高电力机车应对极端自然现象的能力;确保电力机车监控预警的有效性，从而保证行车安全。

参考文献

[1]范瑾，任广慧.质量安全风险管理在机车车辆监造工作过程中的应用[J].设备监理，2018（2）：54-57.

[2]叶进伟.基于H∞控制的电气化铁道电能质量控制研究[D].江西：华东交通大学，2015.

[3]祁荣静，文思静，肖连新.牵引电机转轴的质量控制与改进[J].电力机车与城轨车辆，2018，41（4）：68-69，89.