Надежность функционирования тяговых электрических машин локомотивов в определяющей степени зависит от условий их работы в неустановившихся режимах. Работа тяговых электродвигателей (ТЭД) в реальных условиях эксплуатации сопровождается постоянными скачками токов и напряжений, изменением скорости движения в широком диапазоне значений, схемными переключениями, периодически возникающими случаями боксования и срабатывания аппаратов защиты. Поэтому знание и учет основных закономерностей и функциональных зависимостей при неустановившихся режимах работы ТЭД является одним из основных условий правильного проектирования тяговых электрических машин и их надежной работы в реальных условиях эксплуатации. Опыт эксплуатации и статистические наблюдения показывают, что отказы тяговых электродвигателей локомотивов в условиях стационарных нагружений, уровень которых не превышает регламентированных проектным расчетом значений, происходят крайне редко – только при наличии существенных дефектов, внесенных в их конструкцию в процессе производства или ремонта. В подавляющем большинстве случаев выход из строя узлов тяговых электродвигателей наблюдается при воздействии на них динамических перегрузок, возникновение которых обусловлено особенностями протекания переходных процессов. Нестационарные режимы для тяговых электродвигателей локомотивов являются специфической особенностью их условий работы в виде постоянно действующего фактора, который требует изучения и учета, поскольку выступает источником потенциально опасных перегрузок и, как следствие, выхода ТЭД из строя [1, 2].
В процессе эксплуатации тягового электродвигателя электровозов в режиме тяги может возникнуть неисправность, которая характеризуется аварийным нарастанием тока (АНТ) – кратковременным увеличением тока в электрической цепи, используемой для питания ТЭД. Временное превышение номинального значения тока наблюдается при запуске, ускорении или при преодолении сопротивления движению. В таких ситуациях АНТ могут иметь негативные последствия, такие как перегрев, износ компонентов тяговых двигателей электровозов или снижение их срока службы, поэтому важно контролировать такие пики и принимать меры для их минимизации. Переходные режимы с резким нарастанием тока наиболее часто происходят при колебаниях напряжения контактной сети, а также при восстановлении напряжения после кратковременного снятия, вызванного отрывом токоприемника или автоматическим повторным включением защиты на тяговых подстанциях. Факторы, способствующие аварийным нарастаниям тока, могут включать [3]: