虽然牵引电机具有空气间隙、轴承、定子、转子几部分构成，但是其中却至少包括电路系统、磁路系统、绝缘系统、机械系统以及通风散热系统几个独立的工作系统。在电机的运行过程中，这几个系统又有着紧密的关联，共同将牵引电机的运行过程表现为复杂的磁、电、机等结合的变化过程，所以牵引电机故障产生的起因和征兆一般都具有多元化特点。牵引电机常见的故障主要包括以下几种：一是定子铁心故障。这种故障是指定子铁心出现松动或者叠片短路等现象；二是电机转子绕组故障。
这种故障主要是端环发生开裂、断条，绕线类型的转子绕组开焊以及匝间发生短路；三是绝缘体故障。由于电机的绝缘体十分脆弱，所以老化、受潮、过热、电晕、污染都是导致绝缘体电气性能下降的因素；四是转子本体故障。
这种故障主要是转子偏心、转子动平衡不良以及零件松动和脱落等。根据故障信号的不同表现形式，牵引电机的故障诊断与检测技术主要包括以下几种：一是定子电流检测法；二是振动分析法；三是温度检测法；四是绝缘诊断；五是噪音诊断；六是磁通检测法。作为牵引电机最有效的诊断方法的电流检测法通过与信号处理技术的结合对电机故障的特征信号进行提取，能够实现电机故障的早期诊断，并且具有检测装置相对简单的优势
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