当前位置: 首页 > 中国电气工程学报 > 2020年11期 > 动车组牵引电机装配引发的试验异常浅析

中国电气工程学报【2020年第11期】

  • ID:275016
  • 浏览:591
  • 学科:文化科学
  • 更新时间:2021-06-10 09:09:07
  • 期刊: 中国电气工程学报
内容简介
《中国电气工程学报》由中国机械工业联合会主管,机械工业信息研究院主办。杂志主要刊登电力工程等方面的文章。

动车组牵引电机装配引发的试验异常浅析

2021-06-10 09:14:54 文化科学 朱谦宇,刘涛
资料简介

摘要 动车组牵引电机在临修、专项维修和定期检修过程中,必不可少的是进行出厂试验,从而验证产品维修状态。本文就某型动车组牵引电机检修过程中装配引发的电机返工情况进行简要分析,从而快速有效地发现试验异常的原因,出具控制措施,提高牵引电机一次试验合格率。

60c167822ba81_html_f661bcf7074f24c2.png

动车组牵引电机装配引发的试验异常 浅析

朱谦宇 刘涛

中车永济电机有限公司,山西 运城 044502

摘要 动车组牵引电机在临修、专项维修和定期检修过程中,必不可少的是进行出厂试验,从而验证产品维修状态。本文就某型动车组牵引电机检修过程中装配引发的电机返工情况进行简要分析,从而快速有效地发现试验异常的原因,出具控制措施,提高牵引电机一次试验合格率。

关键词 试验;装配;返工

0 引言

牵引电机作为动车组十大关键技术之一,它性能的好坏直接影响到动车组可靠运行,一旦出现故障,轻则影响铁路动车组的正点运行;重则引发交通事故和人员伤亡。因此,牵引电机的产品质量愈发重要。

电机出厂试验是电机检修装配后,对电机性能、电机装配质量验证的最重要手段,试验结果更作为客户和铁路公司验收产品的主要凭证。通过电机的出厂试验,可以排除电机存在的电气性能问题和装配过程中的装配质量问题,并针对不同试验情况,提出纠正措施和预防措施,保证牵引电机正常运行。

1 试验描述

牵引电机出厂试验基本分为两大部分:仪表检测和通电试验。

仪表检测:检测电机绕组直流电阻和绝缘电阻;传感器直流电阻和绝缘电阻;电缆线屏蔽值、转轴绝缘电阻等。

通电试验:电机通过综合试验台位,测量电机装配质量和电气性能。包含:堵转试验、空载试验、磨合试验、振动试验和耐电压试验等。

堵转试验和空载试验更侧重于检测电机本身的电气性能,与电机装配过程相关性很小。本位不进行阐述。

2 试验项目与故障分析

2.1 绕组直流电阻和绝缘电阻

2.1.1定子绕组直流电阻:通过双臂电桥或微欧计测量,可以判定直流电阻是否在合格范围内。

常见问题:三相直流电阻偏差较大,造成三相电阻不平衡度超标。比如:某型号牵引电机,三相直流电阻为:RU-V=108mΩ、RU-W=100mΩ、RW-V=107mΩ。

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

不平衡度超出标准(假设不平衡度限值为≤2%)。

处置方案:根据以上计算结合电机绕组连接方式(Y型),可知V相线存在异常,可将重点检测方向放在V相线。通过引出线和绕组进行分段检测,判定是绕组本身存在的三相不平衡,还是V相引出线与绕组间焊接存在虚焊问题,或者V相引出线内部断股,导致V相引出线电阻增大。

2.1.2定子绕组绝缘电阻:动车组牵引电机在线路运行过程中所处的环境相当恶劣,需要承受温度、湿度、电磁干扰、机械冲击以及酸碱、油尘等因素干扰。因此,牵引电机的绝缘性能需特别关注。电机检修过程中,通过测取绕组的绝缘阻值,可以有效掌握电机的绝缘性能,当绝缘阻值低于标准值时,可尝试进行一定温度的烘潮处理和绝缘加强;同时,对于不合格产品,可用于数据分析和研究的材料,进行绝缘研究。

2.2 传感器直流电阻和绝缘电阻

电机温度传感器直流电阻检测,用于测取传感器各信号线的阻值,反映每条信号线线束状态,判断是否存在内部线股断裂,断裂状态的线束测量阻值明显偏大;温度传感器和速度传感器绝缘电阻的测量,主要反映该电子元器件是否受环境湿度和清洗过程影响而造成的绝缘降低。当以上测量值不符合标准时,需更换新品并分析详细受损原因。

2.3 屏蔽测量和转轴对地绝缘

电机线缆屏蔽测量:电力电缆通过的电流比较大,电流周围会产生磁场,为了避免影响别的元件,采用加屏蔽层的方式把电磁场屏蔽在电缆内;可以起到一定的接地保护作用,如果电缆芯线内发生破损,泄露出来的电流可以顺屏蔽层流如接地网,起到安全保护的作用。通过测量电缆的屏蔽值,可以判断电缆内部屏蔽层完好程度。

2.4 磨合试验

电机磨合试验一般在空载试验状态下进行,不同型号电机磨合时间不同。磨合试验是检测电机装配质量的重要项点之一。通过磨合试验过程中的温升检测和轴承声音判定,可以有效确认轴承是否存在装配故障。

在电机出厂磨合试验时,作业人员使用听筒聆听电机内部轴承运转声音,一般正常情况为轴承平稳、轻快、无滞停现象,声音均匀无杂音。当出现异常情况时,可以从以下几个方面考虑:

  1. 油脂:轴承及轴承座内油脂添加量不够,导致轴承滚珠(滚柱)与轴承内外圈保持架发生机械摩擦;轴承或润滑脂中有异物,转动过程中,异物与轴承发生机械摩擦。

  2. 紧固异常:轴承座紧固或端盖紧固异常。此时,转子轴向方向和轴承平面并不垂直,转轴转动过程中,轴承端面的安装受压不均匀,出现偏压,使得轴承滚子旋转过程中受力不均匀而出现异音。

  3. 轴承:轴承本身出厂存在保持架变形、滚珠损伤等质量问题。

  4. 配件异常:轴承位尺寸偏差,轴承安装后存在间隙配合或过渡配合,转轴转动过程中,轴承内外圈无法固定,导致异音;端盖等配件变形,造成电机两端轴承对中性不好,同轴度超差导致转子旋转过程中出现负游隙,轴承滚子受挤而出现异音。

轴承装配出现以上异常现象时,电机在磨合试验中轴承因摩擦加剧,造成温升报警。

2.5 振动试验

振动试验:某型动车组牵引电机在自由放置状态下空载运行,测量转速1695r/min、3573r/min、5855r/min时传动端和非传动端每端三个方向(垂直、轴向和径向)的振动值,要求:n≤3600r/min,振动烈度限值为3.5mm/s;n>3600r/min,振动烈度限值为5.25mm/s。

电机振动试验是检测电机装配质量的另一个重要项点,当出现振动超差情况时,可以从以下几个方面考虑:

  1. 电机的振动频率和试验地面某部位固有频率趋于一致,发生共振现象。故发生振动超差时,可将电机放置位置进行变动后再进行试验。

  2. 转子平衡:转子不平衡量过大,造成电机试验振动超差。

  3. 装配问题:配件存在磕碰伤高点,尤其是两端端盖和定子两端止口等部位存在高点,可将电机重新解体处理安装面后装配试验;配件紧固异常,安装面偏离标准面,轴承异常,保持架变形,压装不到位,均会引起振动试验过程中振动超差,而此振动超差一般会引起磨合试验过程中轴承异音和温升异常问题。

  4. 配件混装:牵引电机检修装配过程中,重要部件要求原装原配。原因在于,电机运行过程中,各部件已经过长期磨合,达到“和谐状态”,配件混装后,需要各部件重新“适应”,此状态下,极易出现装配质量问题,引发电机振动超差。

2.6 耐电压试验

耐电压试验:即机座和转轴可靠接地后,在定子绕组和机座间施加一定电压的工频交流电,要求定子绕组无击穿、闪络现象。通过耐电压试验,可以直观、有效、准确地检测出定子绕组表面绝缘材料的绝缘性能,进而确定牵引电机是否满足正常运行的要求。

当耐压试验过程中,电压无法升到规定电压,则表明定子接地。可在电机解体后,使用专用设备针对定子进行击穿电压试验,确认绝缘击穿点处于哪个部位,便于分析和制定绝缘补强措施。

3 结语

牵引电机作为动车组中关键部件,研究牵引电机检修方法,优化检修方式是降低牵引电机故障的有效途径,本文中通过分析试验过程中常见试验项点不合格情况,提出相应存在的装配问题,方便后续进行源头问题研究、工艺改进、管理制度优化,确保电机正常运行。

参考文献

  1. TB/T 3315-2013.交流传动机车异步牵引电动机[S].中华人民共和国铁道部 2013

  2. GB/T 1032-2012 三相异步电动机试验方法[K].

  3. 谢秋燕 庞飞 黄元通 牵引电动机轴承空转异音的分析和处理 1007-6034(2020)05-0049-02

7 / 7

中车永济电机有限公司