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    科學技術論文

    動車組牽引電機裝配引發的試驗異常淺析

    時間:2021年06月10日 所屬分類:科學技術論文 點擊次數:

    摘要 動車組牽引電機在臨修、專項維修和定期檢修過程中,必不可少的是進行出廠試驗,從而驗證產品維修狀態。本文就某型動車組牽引電機檢修過程中裝配引發的電機返工情況進行簡要分析,從而快速有效地發現試驗異常的原因,出具控制措施,提高牽引電機一次試驗

      摘要 動車組牽引電機在臨修、專項維修和定期檢修過程中,必不可少的是進行出廠試驗,從而驗證產品維修狀態。本文就某型動車組牽引電機檢修過程中裝配引發的電機返工情況進行簡要分析,從而快速有效地發現試驗異常的原因,出具控制措施,提高牽引電機一次試驗合格率。

      關鍵詞 試驗;裝配;返工

    動車組

      0 引言

      牽引電機作為動車組十大關鍵技術之一,它性能的好壞直接影響到動車組可靠運行,一旦出現故障,輕則影響鐵路動車組的正點運行;重則引發交通事故和人員傷亡。因此,牽引電機的產品質量愈發重要。

      電機出廠試驗是電機檢修裝配后,對電機性能、電機裝配質量驗證的最重要手段,試驗結果更作為客戶和鐵路公司驗收產品的主要憑證。通過電機的出廠試驗,可以排除電機存在的電氣性能問題和裝配過程中的裝配質量問題,并針對不同試驗情況,提出糾正措施和預防措施,保證牽引電機正常運行。

      1 試驗描述

      牽引電機出廠試驗基本分為兩大部分:儀表檢測和通電試驗。

      儀表檢測:檢測電機繞組直流電阻和絕緣電阻;傳感器直流電阻和絕緣電阻;電纜線屏蔽值、轉軸絕緣電阻等。

      通電試驗:電機通過綜合試驗臺位,測量電機裝配質量和電氣性能。包含:堵轉試驗、空載試驗、磨合試驗、振動試驗和耐電壓試驗等。

      堵轉試驗和空載試驗更側重于檢測電機本身的電氣性能,與電機裝配過程相關性很小。本位不進行闡述。

      2 試驗項目與故障分析

      2.1 繞組直流電阻和絕緣電阻

      2.1.1定子繞組直流電阻:通過雙臂電橋或微歐計測量,可以判定直流電阻是否在合格范圍內。

      常見問題:三相直流電阻偏差較大,造成三相電阻不平衡度超標。比如:某型號牽引電機,三相直流電阻為:RU-V=108mΩ、RU-W=100mΩ、RW-V=107mΩ。

      計算:三相不平衡度=(最大值-最小值)/平均值=(108-100)/<(108+100+107)/3>=7.6%

      不平衡度超出標準(假設不平衡度限值為≤2%)。

      處置方案:根據以上計算結合電機繞組連接方式(Y型),可知V相線存在異常,可將重點檢測方向放在V相線。通過引出線和繞組進行分段檢測,判定是繞組本身存在的三相不平衡,還是V相引出線與繞組間焊接存在虛焊問題,或者V相引出線內部斷股,導致V相引出線電阻增大。

      2.1.2定子繞組絕緣電阻:動車組牽引電機在線路運行過程中所處的環境相當惡劣,需要承受溫度、濕度、電磁干擾、機械沖擊以及酸堿、油塵等因素干擾。因此,牽引電機的絕緣性能需特別關注。電機檢修過程中,通過測取繞組的絕緣阻值,可以有效掌握電機的絕緣性能,當絕緣阻值低于標準值時,可嘗試進行一定溫度的烘潮處理和絕緣加強;同時,對于不合格產品,可用于數據分析和研究的材料,進行絕緣研究。

      2.2 傳感器直流電阻和絕緣電阻

      電機溫度傳感器直流電阻檢測,用于測取傳感器各信號線的阻值,反映每條信號線線束狀態,判斷是否存在內部線股斷裂,斷裂狀態的線束測量阻值明顯偏大;溫度傳感器和速度傳感器絕緣電阻的測量,主要反映該電子元器件是否受環境濕度和清洗過程影響而造成的絕緣降低。當以上測量值不符合標準時,需更換新品并分析詳細受損原因。

      2.3 屏蔽測量和轉軸對地絕緣

      電機線纜屏蔽測量:電力電纜通過的電流比較大,電流周圍會產生磁場,為了避免影響別的元件,采用加屏蔽層的方式把電磁場屏蔽在電纜內;可以起到一定的接地保護作用,如果電纜芯線內發生破損,泄露出來的電流可以順屏蔽層流如接地網,起到安全保護的作用。通過測量電纜的屏蔽值,可以判斷電纜內部屏蔽層完好程度。

      2.4 磨合試驗

      電機磨合試驗一般在空載試驗狀態下進行,不同型號電機磨合時間不同。磨合試驗是檢測電機裝配質量的重要項點之一。通過磨合試驗過程中的溫升檢測和軸承聲音判定,可以有效確認軸承是否存在裝配故障。

      在電機出廠磨合試驗時,作業人員使用聽筒聆聽電機內部軸承運轉聲音,一般正常情況為軸承平穩、輕快、無滯,F象,聲音均勻無雜音。當出現異常情況時,可以從以下幾個方面考慮:

      油脂:軸承及軸承座內油脂添加量不夠,導致軸承滾珠(滾柱)與軸承內外圈保持架發生機械摩擦;軸承或潤滑脂中有異物,轉動過程中,異物與軸承發生機械摩擦。

      緊固異常:軸承座緊固或端蓋緊固異常。此時,轉子軸向方向和軸承平面并不垂直,轉軸轉動過程中,軸承端面的安裝受壓不均勻,出現偏壓,使得軸承滾子旋轉過程中受力不均勻而出現異音。

      軸承:軸承本身出廠存在保持架變形、滾珠損傷等質量問題。

      配件異常:軸承位尺寸偏差,軸承安裝后存在間隙配合或過渡配合,轉軸轉動過程中,軸承內外圈無法固定,導致異音;端蓋等配件變形,造成電機兩端軸承對中性不好,同軸度超差導致轉子旋轉過程中出現負游隙,軸承滾子受擠而出現異音。

      軸承裝配出現以上異,F象時,電機在磨合試驗中軸承因摩擦加劇,造成溫升報警。

      2.5 振動試驗

      振動試驗:某型動車組牽引電機在自由放置狀態下空載運行,測量轉速1695r/min、3573r/min、5855r/min時傳動端和非傳動端每端三個方向(垂直、軸向和徑向)的振動值,要求:n≤3600r/min,振動烈度限值為3.5mm/s;n>3600r/min,振動烈度限值為5.25mm/s。

      電機振動試驗是檢測電機裝配質量的另一個重要項點,當出現振動超差情況時,可以從以下幾個方面考慮:

      電機的振動頻率和試驗地面某部位固有頻率趨于一致,發生共振現象。故發生振動超差時,可將電機放置位置進行變動后再進行試驗。

      轉子平衡:轉子不平衡量過大,造成電機試驗振動超差。

      裝配問題:配件存在磕碰傷高點,尤其是兩端端蓋和定子兩端止口等部位存在高點,可將電機重新解體處理安裝面后裝配試驗;配件緊固異常,安裝面偏離標準面,軸承異常,保持架變形,壓裝不到位,均會引起振動試驗過程中振動超差,而此振動超差一般會引起磨合試驗過程中軸承異音和溫升異常問題。

      配件混裝:牽引電機檢修裝配過程中,重要部件要求原裝原配。原因在于,電機運行過程中,各部件已經過長期磨合,達到“和諧狀態”,配件混裝后,需要各部件重新“適應”,此狀態下,極易出現裝配質量問題,引發電機振動超差。

      2.6 耐電壓試驗

      耐電壓試驗:即機座和轉軸可靠接地后,在定子繞組和機座間施加一定電壓的工頻交流電,要求定子繞組無擊穿、閃絡現象。通過耐電壓試驗,可以直觀、有效、準確地檢測出定子繞組表面絕緣材料的絕緣性能,進而確定牽引電機是否滿足正常運行的要求。

      當耐壓試驗過程中,電壓無法升到規定電壓,則表明定子接地?稍陔姍C解體后,使用專用設備針對定子進行擊穿電壓試驗,確認絕緣擊穿點處于哪個部位,便于分析和制定絕緣補強措施。

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      3 結語

      牽引電機作為動車組中關鍵部件,研究牽引電機檢修方法,優化檢修方式是降低牽引電機故障的有效途徑,本文中通過分析試驗過程中常見試驗項點不合格情況,提出相應存在的裝配問題,方便后續進行源頭問題研究、工藝改進、管理制度優化,確保電機正常運行。

      參考文獻:

      TB/T 3315-2013.交流傳動機車異步牽引電動機[S].中華人民共和國鐵道部 2013

      GB/T 1032-2012 三相異步電動機試驗方法[K].

      謝秋燕 龐飛 黃元通 牽引電動機軸承空轉異音的分析和處理 1007-6034(2020)05-0049-02

      作者:朱謙宇 劉濤

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