CRH380BL型高速動車組作為速 度300~350ｍ/h的 主力車型，已 廣泛分布在京津、武 廣、京 滬、滬 寧等客運專線上，所 配屬的牽引電機已超過5000臺。截止 到2014年2月的運用 統(tǒng)計數(shù)據(jù)，牽引電機在運用過程中發(fā)生軸承承故障多達20余起，

軸承沒有達到預(yù)期的壽命提前失效。主要表現(xiàn)為軸承溫度過熱、甩油、 軸承卡滯。對于牽引電機軸承故障，專家們進行了研討，共同認定軸承功能失效是由軸承電蝕引起的。但對問題產(chǎn)生的根源，意見分歧很大。為尋求防止故障發(fā)生的根本途徑，在相關(guān)試驗基礎(chǔ)上，就軸承電蝕發(fā)生機理、影響因素進行簡單的分析，找到了預(yù)防軸承電蝕的解決方案。

１牽引電機軸承故障的現(xiàn)象及特征

CRH380BL型高速動車組牽引電機在線運行軸承故障具體表征為電機軸承溫度在較短時間內(nèi)快速上升，達到過熱限制報警。故障種類主要為軸承過熱、軸承甩油、軸承卡滯。通過對二十多起軸承故障的牽引電機運行里程、配屬車位等信息匯總，發(fā)現(xiàn)在動車組兩端車輛轉(zhuǎn)向架上的牽引電機故障機率高，占故障70.83%

經(jīng)過對多臺故障電機解體發(fā)現(xiàn)，電機故障具有相同的特點：軸承潤滑脂存在變黑、碳化現(xiàn)象；電機繞組部存在潤滑脂污跡；軸承絕緣涂層擊穿、部分有明顯灼燒痕跡；軸承滾動體表面和滾道上遍布微小的凹坑，呈現(xiàn)出嚴(yán)重的電腐蝕。綜合上述信息，高速動車組牽引電機軸承故障都直接或者間接的與過電流、潤滑有關(guān)，是絕緣軸承發(fā)生電蝕而引起的功能失效。

２牽引電機軸承故障機理分析

軸承電蝕是旋轉(zhuǎn)中的軸承內(nèi)部電流通過引起的。當(dāng)電流流過軸承時，電流會擊穿滾動接觸部分極薄的油膜，產(chǎn)生火花，使接觸表面產(chǎn)生局部熔化損壞，形成電弧放電麻點，造成軸承溝道和鋼球電蝕，使摩擦系數(shù)增大，加劇機械磨損，致使軸承異常發(fā)熱，嚴(yán)重時會發(fā)展成剝落，最終使軸承功能過早失效。電蝕對軸承的破壞程度取決于放電能量和持續(xù)時間，但破壞效果基本相似，包括：滾動體和滾道上的電蝕凹坑、搓 板紋等。電流通過還會導(dǎo)致軸承內(nèi)的潤滑脂結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，局部高溫會導(dǎo)致添加劑和基油發(fā)生反應(yīng)，使基油燃燒或炭化，潤滑脂迅速衰變變 黑、變硬。

同時高溫使?jié)櫥兿?，在旋轉(zhuǎn)部件作用下從迷宮間隙甩出，潤滑脂的迅速失效也是過電流導(dǎo)致軸承失效的一個典型模式。牽引電機軸承中有電流流過是因為在絕緣軸承的外圈與內(nèi)圈之間存在超過一定數(shù)值的高電壓，該高電壓將軸承絕緣涂層耐壓薄弱處擊穿，軸承電 氣絕緣失效，形成了電流通路。．

１電機軸電壓CRH380BL型高速動車組采用電力牽引，牽引電機由電壓型變頻器供電運行，經(jīng)齒輪箱傳動將電能轉(zhuǎn)換為牽引列車的機械能。通 過輪對和鋼軌產(chǎn)生牽引力，并通過輪對驅(qū)動動車組運行。在軌道牽引電傳動系統(tǒng)中，牽引電機由電壓型變頻器供電運行時不可避免會出現(xiàn)軸 電壓。

電機軸電壓主要由兩部分組成：

一是由于磁路不對稱，磁通脈動產(chǎn)生的電磁感應(yīng)電壓；二是脈寬調(diào)制（ＰＷＭ）逆變器供電下，電源電壓不平衡并含有比較高次的諧波分量，使電源中點電壓產(chǎn)生零點漂移，存在零序分量，從而通過電機各部分間存在著大小不等的分布電容所構(gòu)成的零序回路產(chǎn)生高頻共模電壓。其值不僅取決于定子繞組和轉(zhuǎn)子之間、轉(zhuǎn)子和機座之間 的電容以及軸承本身的電容值

軸承損傷特征還與脈沖頻率、脈沖上升時間以及電動機的定額有關(guān)。在設(shè)計和運行條件正常的牽引電機中會存在一定數(shù)值的軸電壓，軸電 壓最大值為84Ｖ，變化周期與IGBT的開關(guān)頻率一致，以共模電壓為主。

3、防止軸承電蝕對策

牽引電機絕緣軸承不產(chǎn)生電蝕所容許的電壓或允許通過電流的大小與供電條件、軸承狀況、安裝質(zhì)量、電機運行工況、現(xiàn)場運行環(huán)境和軸電流流經(jīng)路線的阻抗等諸多因素有關(guān)。一般來說，完全消除鐵道機車車輛軸承內(nèi)、外圈的電勢差是非常困難的。然而，如果能夠阻止或大大降低通過軸 承的電流，就可以防止軸承發(fā)生電腐蝕。

fqj