电力机车主极裂纹涡流检测系统的研制

　　1引言

　　随着我国铁路建设的高速发展，对与之配套的机车的要求也越来越高。目前我国i几流机车品种为柴油机车与电力机车;二者虽然在原始动力能源的获取方式上有所不同，但其动力输出均为机车的牵引电机，牵引电机作为机车的心脏，是列车机械动力的直接提供者，牵引电机一旦发牛故障，不仅会导致机车牵引力下降，造成机车爬坡能力降低，例一至会造成机车停车进而导致招个线路瘫痪，直接和间接地造成巨大的经济损失。因此，开展牵引电机的状态监测和故障诊断的研究和应用是非常有必要的。

　　目前，由于电力机车牵引电机主极断路已经成为影响电力机车安全运行的惯性故障。该故障是由于牵引电机主极接头处在热应力、振动冲击、电磁力以及加工缺陷等共同作用下，经过列车长时间运行形成疲劳裂纹并扩展而形成的。因此通过无损检测方法对牵引电机i几极接头进行在线探伤，检测其是否存在裂纹，对有裂纹的i几极接头进行处理或更换，有效地防止主极接头断路事故的发牛.具有现实的经济价值和理论意义。

　　2检测方法的选择及检测原理

　　1)检测方法的选择

　　为了对主极裂纹进行检测，先对主极的尺寸、形状和检测部位进行必要的分析，以便确定正确的检测方案。图1为SS3烈电力机车的主极，其宽度为25mm ,厚度为Smm裂纹常出现的地方是图中的ABCD扇形区，裂纹一般从A点开始，斜向弧形边CD处发展，发牛裂纹的区域长度约为30mm 。主极的表面包裹了聚酞亚胺(俗称黄金薄膜)、云母带、玻璃钟带等多层绝缘材料，表面凹凸不平，主极材料是黄铜。

　　所以，要对牵引电机主极裂纹进行有效的检测，检测时不能破坏绝缘层和i几极，所以必须选择合适的无损检测方法。常用的无损检测方法有磁粉检测、涡流检测、超声波检测、射线检测、渗透检测和声发射检测等。选择时主要考虑下列两个因素:①主极表面覆盖有绝缘层。②电机内部空间狭小，主极和电机内赔的最小距离只有15mm左右。超声波检测、声发射检测要求探头和试件必须进行良好的祸合，射线检测和渗透检测要求试件表面不能有覆盖物，这使得他们很难应用到表面有厚厚绝缘层的卜极裂纹检测上;另外，电机内部狭小的空间也限制了超声波探头的应用。磁粉检测卜要用于检测铁磁材料，而卜极材料是黄铜，所以磁粉检测不适合I几极检测。综合上面的因素，我们认为涡流无损检测方法是一种比较理想的检测方法，涡流检测可以进行非接触测量，其探头可以做的比较小，从而可以有效克服绝缘层和电机内部空间狭小对检测的限制。但是，想要使用常规涡流检测方法对主极进行有效的检测，还必须考虑提离效应、集肤效应和边缘效应的克服。本文应用了透射式涡流探伤法，从裂纹检测信号的相位上提取特征量进行识别，对面临的问题有较好的解决。