直流電動機與交流電動機相比，具有良好的起動性能；在寬廣范圍內平滑而經濟地調速的性能；在電磁制動方面，投入附加設備少，容易實現(xiàn)。所以直流電動機廣泛使用在煤礦井上、下運輸?shù)募芫€式和蓄電池式電機車上。但是，比交流電動機結構復雜，運行中維修比較麻煩。只有對直流電機車的故障原因正確地分析判斷，才能采取相應的方法、措施，預防和處理故障。

王莊煤礦機運二隊井下使用的KTT—550型礦用直流架線式電機車，其牽引電動機型號為ZQ—37.5型。從2003年至2007年離車修理直流電動機共75臺，故障情況統(tǒng)計如下：

王莊煤礦機運二隊牽引電動機故障統(tǒng)計表

對牽引電動機故障統(tǒng)計表中，發(fā)生故障部位進行分析，從中找出直流電動機使用在架線式電機車中常發(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)計表中可看出換向器故障比例最大，這說明直流電動機換向方面的故障占突出地位。在牽引電動機使用中，解決換向器故障仍是一個不容忽視的問題。

從直流電動機的工作特性可知，直流電動機在運行中，換向是一個較復雜的物理、化學等多方面問題的綜合表現(xiàn)。所以換向器故障是直流電動機常見的一種故障。換向器常會出現(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：在換向時有火花產生，甚至產生環(huán)火所致。換向器產生火花的原因主要有機械原因和電磁原因兩類。

1.1.1、換向器火花產生的機械原因：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；轉子平衡不好，出現(xiàn)電刷在換向器上跳動。

1.1.2、換向器火花產生的電磁原因：延遲換向，使后刷邊的電流密度增大，當后刷邊離開換向片的瞬間，換向元件中還儲存一部分磁場能量要放出來，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)生更嚴重的故障，即產生環(huán)火。在電動機牽引過程中，受電弓出現(xiàn)突然離開架線或突然接觸架線，使直流電動機受到沖擊負載的作用，這時電機電樞電流急劇增加，換向元件的電抗電勢增大，遠大于換向電勢，造成過分延遲換向，使后刷邊出現(xiàn)強烈的火花和電弧。由于電樞的旋轉和電動力的作用，火花和電弧將被拉長，使電弧向外擴張。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極之間的電弧，使整個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，而且會使電樞繞組受到損壞。