淺談和諧型電力機車質量分析和優化

劉必瑩

摘 要：電力機車具有起動快、速度快、污染小等特點，廣泛應用于鐵路運輸領域。電力機車的檢修，而動態控制質量是保證電力機車安全運行的基本前提。本文研究了電力機車牽引電機、變壓器、控制模塊等電氣部件的運行維護、質量管理體系等方面的研究。

關鍵詞：電力機車;機車維護;機車保養;鐵路運輸;牽引電動機;變壓器

電力機車以其起動快、速度快、對環境污染小等優點，被廣泛應用于鐵路運輸領域。其維修質量和動態管理的好壞，直接關系到電力機車的性能和壽命。對機車牽引設備及變壓器的質量進行有效把控，有助于解決機車電力機車零部件的變形、磨損、老化等問題，提高機車的使用壽命，基于此，本文提出了動態質量管理的方法，從電機、變壓器等電氣元件的維修保養、電力機車的質量管理體系等方面對電力機車的質量進行研究。

1電力機車概述

電機車，又稱電力火車，是從接觸網（供電網）或供電線路中取電，然后再用發動機來驅動車輛的列車，電力機車所需要的電力由電氣化鐵路的供電系統提供，而內燃機車和燃氣機車用自己的能量來產生電力和設備，不屬于電力機車的范疇。

2電力機車優缺點

2.1主要優點

1、電力機車其優點是：高性能、高速、重載、負載小、牽引加速度大、維修周期短、維修費用低、能耗低、運行費用低、易實現多機車牽引、連續再生制動、清潔環保等優點。在京廣、京滬、京九線電氣化升級后，采用電力機車可提高列車的運行速度和可持續性，提高鐵路的運輸能力和可持續性，電力機車大面積投入使用，有效地縮短了列車運行時間[1]。

2、就性能而言，電力機車無需裝載重型發動機及像蒸汽機車、柴油機車等運用的燃料。因而，電力機車在加速、延誤、最高速度等方面都優于蒸汽機車和內燃機車，能大大減輕自身重量，能進一步縮短行車時間，是高鐵和火車的首選。

2.2主要缺點

基于電氣化鐵路的電力機車，大量的網架設備在有人進入鐵路或故意爬上車頂時，都會產生安全隱患，造成觸電事故。城市居民區內電氣化鐵路若發生高壓電網意外坍塌，也極易發生觸電事故。所以，電力機車到現在為止仍無法完全替代內燃機車[2]。

3電力機車電氣部分的質量把控

3.1牽引電動機

電力機車牽引電動機的故障有多種類型，如發電、啟動、高溫、異常雜音、冒煙以及電壓缺相等，以上故障類型嚴重影響了電力機車的效率。在電力機車的故障類型中，其啟動故障主要是指在接通電源之后牽引電動機卻無法正常運行，造成這一現象的主要原因有電容器、電機內部短路、電阻盒故障等;牽引電動機的發電故障產生的原因主要包括接線、電極性和磁繞組等;電動機產生高溫甚至冒煙的原因主要是由于電壓不達標導致的，在此影響下就會使電機的溫度升高，嚴重者甚至會冒煙甚至燒毀;牽引電動機產生異響的原因是由于電機定子短路或內部接線錯誤導致的，不過電動機異響并不會影響其正常運行;牽引機的電壓缺相故障是由接線缺相導致的，嚴重情況下，該故障會使機車運行出現較大故障。鑒于電力機車的特異性，在電力機車電機檢測時，檢修人員需要利用專業檢測設備并結合望聞問切之法進行故障排查。同時還要根據國家標準，開展日常巡檢活動，以便最大程度的排除安全隱患，為機車運行安全提供保障[3]。

3.2主變壓器

在電力機車的電氣組成部分，主變壓器在其中的作用尤為重要，它對電力機車的牽引質量起著決定作用，是驅動電力機車的主要動力。主變壓器主要有初級、次級線圈和鐵芯組成。其重量輕，阻抗高，并能夠通過設置油流繼電器和溫度繼電器實現主變壓器的溫壓保護。如果主變壓器出現故障，那么電力機車的牽引質量勢必會受到影響，因此從說在電力機車的質量管控中，對主變壓器的管理尤為重要。

3.3電力機車的控制單元

電力機車的監控系統由其控制單元組成，通常情況下，牽引力控制單元就是牽引變流器的控制單元TCU。它能夠與牽引控制系統銜接，對運行數據進行交換，以達到控制牽引力的作用。在電力機車中，控制單元對機車的正常運行起著主控作用。因此，在電力機車的質量管控中，對電力機車控制單元的維護具有重要意義。在電力機車的故障劃分中，可以分為三個等級，為了方便記憶，人們將其劃分為ABC三類，其中A代表嚴重，B代表中等，C為輕微。其中，電力列車的輕微故障可以忽略不計，但是前兩種故障對機車的運行則會造成極大影響，因此需要相關人員在機車發出故障信號時進行積極應對。

4電力機車質量管理系統

在電力機車運行中，經常會遇到狂風暴雪、泥石流、滑坡等不可控的自然現象，這對電力機車的運行安全會產生極大影響。而在電力機車上增設質量管理系統，則有利于對電力機車質量進行電子化、信息化的管理，有利于幫助相關人員做好防護準備，最大程度的保障行車安全。

就現階段來說，有較大一部分學者對電力機車的質量管理體系展開了深入研究，并從理論和實踐方面提出了解決電力機車質量管理智能化、獨立性不足等問題的方案。由此可見，在電力機車內部置入質量管理體系，對實現電力機車的實時監督具有重要作用，對提高機車運行安全具有重要意義。

5電力機車的維護與保養

前面已經提到，在電力機車運行中，最常見的牽引機故障包括異響、發電、啟動、高溫、缺相等問題，而變壓器油中，則存在氣泡、絕緣物質等，甚至還存在固體顆粒和水分，除此之外，電器設備內部的金屬器件也容易產生接觸不良、電路短路等問題。對于此，要想從根本上解決故障問題，提高電力機車質量，就需要維修人員對機車維修管理規范有深入的了解，同時對列車的構造、組成等也要有進一步的認識，只有這樣，才能對故障問題進行徹底解決。具體來說，在聲音、溫度、內部結構等方面，需要學會使用中醫的那套望聞問切的四種“療法”，要保證變壓器油的清潔，保證各部件運行的靈活有效性，同時還要對金屬零件和連接線的完整性進行核查，嚴格按照電力機車的使用手冊進行控制單元的使用或維修，減少電力機車控制單元的故障，保障行車安全。

6結語

維護保養及動力運行質量是影響電力機車運行效率的重要因素。電力機車檢修人員在檢修機車時，應注意禁止帶電作業，切斷電源，并保護好有效的高壓保護裝置及緊固件。根據電力機車操作規程，嚴格執行控制單元的使用和維護，減少電力機車控制單元的故障，保證行車安全;運用新技術，完善電力機車質量控制系統，提高電力機車應對極端自然現象的能力;確保電力機車監控預警的有效性，從而保證行車安全。

參考文獻

[1]范瑾，任廣慧.質量安全風險管理在機車車輛監造工作過程中的應用[J].設備監理，2018（2）：54-57.

[2]葉進偉.基于H∞控制的電氣化鐵道電能質量控制研究[D].江西：華東交通大學，2015.

[3]祁榮靜，文思靜，肖連新.牽引電機轉軸的質量控制與改進[J].電力機車與城軌車輛，2018，41（4）：68-69，89.