直流电动机与交流电动机相比，具有良好的起动性能；在宽广范围内平滑而经济地调速的性能；在电磁制动方面，投入附加设备少，容易实现。所以直流电动机广泛使用在煤矿井上、下运输的架线式和蓄电池式电机车上。但是，比交流电动机结构复杂，运行中维修比较麻烦。只有对直流电机车的故障原因正确地分析判断，才能采取相应的方法、措施，预防和处理故障。

王庄煤矿机运二队井下使用的KTT—550型矿用直流架线式电机车，其牵引电动机型号为ZQ—37.5型。从2003年至2007年离车修理直流电动机共75台，故障情况统计如下：

王庄煤矿机运二队牵引电动机故障统计表

对牵引电动机故障统计表中，发生故障部位进行分析，从中找出直流电动机使用在架线式电机车中常发生的故障及其原因。

1、上列表中故障部位及原因分析

1.1、换向器故障

从统计表中可看出换向器故障比例最大，这说明直流电动机换向方面的故障占突出地位。在牵引电动机使用中，解决换向器故障仍是一个不容忽视的问题。

从直流电动机的工作特性可知，直流电动机在运行中，换向是一个较复杂的物理、化学等多方面问题的综合表现。所以换向器故障是直流电动机常见的一种故障。换向器常会出现灼伤痕迹，分两种情况：一种是从换向器灼伤表面看不太严重，用纱布沾汽油可以擦除，不留明显痕迹；另外一种是灼伤较严重，用沾汽油的纱布擦拭后，留有灼伤痕迹。

造成换向器灼伤的主要原因是：在换向时有火花产生，甚至产生环火所致。换向器产生火花的原因主要有机械原因和电磁原因两类。

1.1.1、换向器火花产生的机械原因：换向器表面不清洁，主要有污垢、电刷磨损粉末；换向器表面不光洁，主要有换向片突出、换向片间云母绝缘突出、换向器表面太粗糙；各换向极的气隙不均匀；转子平衡不好，出现电刷在换向器上跳动。

1.1.2、换向器火花产生的电磁原因：延迟换向，使后刷边的电流密度增大，当后刷边离开换向片的瞬间，换向元件中还储存一部分磁场能量要放出来，因而后刷边可能出现火花。超越换向，使前刷边的电流密度增大，而前刷边刚接触换向片，接触面积较小，可能因接触面上出现很高的电压降和很大的热量而在前刷边下出现火花。

延迟换向，还可能发生更严重的故障，即产生环火。在电动机牵引过程中，受电弓出现突然离开架线或突然接触架线，使直流电动机受到冲击负载的作用，这时电机电枢电流急剧增加，换向元件的电抗电势增大，远大于换向电势，造成过分延迟换向，使后刷边出现强烈的火花和电弧。由于电枢的旋转和电动力的作用，火花和电弧将被拉长，使电弧向外扩张。另一方面，电流的急剧增加，换向片间电压明显增加，从而发生电位差火花。后刷边的火花和电位差火花汇合在一起，最后可能成为跨越正负极之间的电弧，使整个换向器被一圈火花所包围。环火不仅能把换向器和电刷烧坏，而且会使电枢绕组受到损坏。