直流電動(dòng)機(jī)與交流電動(dòng)機(jī)相比，具有良好的起動(dòng)性能；在寬廣范圍內(nèi)平滑而經(jīng)濟(jì)地調(diào)速的性能；在電磁制動(dòng)方面，投入附加設(shè)備少，容易實(shí)現(xiàn)。所以直流電動(dòng)機(jī)廣泛使用在煤礦井上、下運(yùn)輸?shù)募芫€式和蓄電池式電機(jī)車(chē)上。但是，比交流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)行中維修比較麻煩。只有對(duì)直流電機(jī)車(chē)的故障原因正確地分析判斷，才能采取相應(yīng)的方法、措施，預(yù)防和處理故障。

王莊煤礦機(jī)運(yùn)二隊(duì)井下使用的KTT—550型礦用直流架線式電機(jī)車(chē)，其牽引電動(dòng)機(jī)型號(hào)為ZQ—37.5型。從2003年至2007年離車(chē)修理直流電動(dòng)機(jī)共75臺(tái)，故障情況統(tǒng)計(jì)如下：

王莊煤礦機(jī)運(yùn)二隊(duì)牽引電動(dòng)機(jī)故障統(tǒng)計(jì)表

對(duì)牽引電動(dòng)機(jī)故障統(tǒng)計(jì)表中，發(fā)生故障部位進(jìn)行分析，從中找出直流電動(dòng)機(jī)使用在架線式電機(jī)車(chē)中常發(fā)生的故障及其原因。

1、上列表中故障部位及原因分析

1.1、換向器故障

從統(tǒng)計(jì)表中可看出換向器故障比例最大，這說(shuō)明直流電動(dòng)機(jī)換向方面的故障占突出地位。在牽引電動(dòng)機(jī)使用中，解決換向器故障仍是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。

從直流電動(dòng)機(jī)的工作特性可知，直流電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中，換向是一個(gè)較復(fù)雜的物理、化學(xué)等多方面問(wèn)題的綜合表現(xiàn)。所以換向器故障是直流電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)的一種故障。換向器常會(huì)出現(xiàn)灼傷痕跡，分兩種情況：一種是從換向器灼傷表面看不太嚴(yán)重，用紗布沾汽油可以擦除，不留明顯痕跡；另外一種是灼傷較嚴(yán)重，用沾汽油的紗布擦拭后，留有灼傷痕跡。

造成換向器灼傷的主要原因是：在換向時(shí)有火花產(chǎn)生，甚至產(chǎn)生環(huán)火所致。換向器產(chǎn)生火花的原因主要有機(jī)械原因和電磁原因兩類(lèi)。

1.1.1、換向器火花產(chǎn)生的機(jī)械原因：換向器表面不清潔，主要有污垢、電刷磨損粉末；換向器表面不光潔，主要有換向片突出、換向片間云母絕緣突出、換向器表面太粗糙；各換向極的氣隙不均勻；轉(zhuǎn)子平衡不好，出現(xiàn)電刷在換向器上跳動(dòng)。

1.1.2、換向器火花產(chǎn)生的電磁原因：延遲換向，使后刷邊的電流密度增大，當(dāng)后刷邊離開(kāi)換向片的瞬間，換向元件中還儲(chǔ)存一部分磁場(chǎng)能量要放出來(lái)，因而后刷邊可能出現(xiàn)火花。超越換向，使前刷邊的電流密度增大，而前刷邊剛接觸換向片，接觸面積較小，可能因接觸面上出現(xiàn)很高的電壓降和很大的熱量而在前刷邊下出現(xiàn)火花。

延遲換向，還可能發(fā)生更嚴(yán)重的故障，即產(chǎn)生環(huán)火。在電動(dòng)機(jī)牽引過(guò)程中，受電弓出現(xiàn)突然離開(kāi)架線或突然接觸架線，使直流電動(dòng)機(jī)受到?jīng)_擊負(fù)載的作用，這時(shí)電機(jī)電樞電流急劇增加，換向元件的電抗電勢(shì)增大，遠(yuǎn)大于換向電勢(shì)，造成過(guò)分延遲換向，使后刷邊出現(xiàn)強(qiáng)烈的火花和電弧。由于電樞的旋轉(zhuǎn)和電動(dòng)力的作用，火花和電弧將被拉長(zhǎng)，使電弧向外擴(kuò)張。另一方面，電流的急劇增加，換向片間電壓明顯增加，從而發(fā)生電位差火花。后刷邊的火花和電位差火花匯合在一起，最后可能成為跨越正負(fù)極之間的電弧，使整個(gè)換向器被一圈火花所包圍。環(huán)火不僅能把換向器和電刷燒壞，而且會(huì)使電樞繞組受到損壞。