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直流牵引电动机扁绕绕组线首的技术改进

谭宇海，陈伟，曹明娟

(鞍钢集团铁路运输设备制造公司，鞍山 114048)

摘 要：目前国产工矿电机车直流牵引电动机定子换向极绕组普遍采用扁绕型式。文章对电动机定子扁绕绕组线首常用技术提出了几点改进建议。

关 键 词：工矿电机车；直流牵引电动机；扁绕绕组；线首

1 概述

我国大部分铁矿山使用的是标准轨距工矿电机车，牵引电动机为串励直流抱轴式牵引电动机，换向极绕组线圈为扁绕式串联于电枢电路。由于矿山作业环境恶劣，机车经常处于过载状态，导致牵引电动机故障率高发，作为电枢电路的组成部分，换向极绕组故障是电动机落修的主要原因之一。扁绕式换向极绕组故障主要集中于出口线首部分。

2 扁绕式绕组故障分析

当机车通过轨道不平处(如轨道接缝、道岔等)，因撞击而产生的动力作用也传递给牵引电动机。特别是抱轴悬挂式悬挂的牵引电动机所受到的动力作用特别大，会引起线圈出口线首产生剧烈的机械振动。

根据运行需要，牵引电动机要经常起动，起动电流可达额定电流的2～2．5倍；当机车运行在长大坡道时，电动机将长时间处于过电流状态，也造成换向极绕组电流处于过载状态。

传统国产牵引电动机扁绕换向极绕组线首(例如ZQ350)，伸出线圈部分较长，一般选用绕组线制作而成，制作工艺过程需经过几次弯折。

由于矿山电力机车经常处于过载运行状态，此时电枢回路电流处于过载状态。扁绕式换向极绕组有利于保持线圈不因为电流过大发生变形；但传统的出口线首由于工艺需要经过多次弯折、且线首伸出线圈部分较长，在电机过载运行时伸出线首由于机械振动，弯折部分易因为过载电流载荷分布不均过热导致绕组线圈烧损。经过长期运行后，由于温度变化、动力冲击作用可能使线圈出口线首产生剧烈的机械振动，容易造成线圈接头及线圈连线的断裂。

3 技术改进方案

随着绝缘技术的提高，新型绝缘材料的广泛使用。可以通过缩短线圈出口线首长度和增大线首导体截面积提高线首的机械强度，降低接头部分温升，降低绕组线圈的故障率。

尽可能缩短距离，通过一体化绝缘结构使得线圈、出口线首成为一个整体，以保证出口线首的机械强度。

通过对出口线首型式的改造，制作整体式线首，增大线首导体截面积，减少线圈线首的弯折以降低线首部分的应力变化提高线圈出口线首的电强度。

改进设计准则：

(1)制作一体式线首，减少绕组出口线首的弯折，尽量不弯折，避免应力变化；提高线首的强度，降低振动量。

(2)缩短出口线首距离，增大线首导体截面积，提高线圈与线首的一体化程度，降低温升。

改进原理见图1、图2。

由于线圈出口线首改进后长度减少，接头与线圈绕组的距离缩短。可以通过将酰亚胺薄膜与云母纸的复合制品应用到线圈的对地绝缘包扎中，充分发挥聚酰亚胺薄膜优异的耐电压特性。保证线圈的对地绝缘性能。

4 结束语

此技术于本钢歪头山铁矿电力机车ZQ350直流牵引电动机投入使用。

至2011年11月使用至今，效果良好。本技术应用可有效减少ZQ350牵引电动机由于换向极线圈出口线首故障导致的电机烧损故障，降低牵引电动机的落修台数。