《高速動車組檢修技術(shù)論文報告（5000字）》

高速動車組檢修技術(shù)論文報告CRH2型動車組牽引電機故障分析作目次TOC\o"1-3"\h\u126081緒論 緒論1.1相關(guān)概念闡述牽引電機作為高速動車組AC-DC-AC傳動系統(tǒng)，主要是將網(wǎng)側(cè)交流通過AC-DC模塊變成直流，再由直流通過DC-AC轉(zhuǎn)換成頻率和幅值滿足需求變化的交流電，并控制電機運行。高速列車牽引電機中是列車變流部分的基礎(chǔ)與核心，其性能直接決定了列車的性能指標(biāo)。CRH2型牽引電機是研究高速動車最關(guān)鍵的技術(shù)，重點研究傳動系統(tǒng)的控制技術(shù)能否滿足高速牽引要求非常重要。因此，對牽引電機相關(guān)理論及技術(shù)展開研究，掌握核心技術(shù)對我國動車組以后的迅速發(fā)展具有一定指導(dǎo)意義。1.2動車組牽引系統(tǒng)概述當(dāng)前我們國家已經(jīng)進入到了一個較好的運用交流技術(shù)來對高速傳動動車組發(fā)展的時代。高速的動車組時代在交流電力動車個方面都有較好的應(yīng)用。交流傳動系統(tǒng)的工作原理可簡述為:牽引工況時，牽引變壓器二次牽引繞組將單相交流電供給牽引電機，在電機內(nèi)部，單相交流電通過脈沖整流器進行交直變換，輸出直流電壓；中間直流環(huán)節(jié)由濾波電容器、LC二次諧振電路、瞬時過壓保護電路等構(gòu)成，其作用為對中間直流電壓穩(wěn)壓；逆變器進行直交變換，將中間直流電壓逆變?yōu)槿嘧冾l變壓的交流電壓，驅(qū)動三相交流牽引電機，實現(xiàn)電能量到機械能量的轉(zhuǎn)換。制動工況時，電機側(cè)提供負載轉(zhuǎn)矩制動電機，逆變器充當(dāng)整流環(huán)節(jié)，經(jīng)中間直流環(huán)節(jié)，脈沖整流器調(diào)整功率因素為-1，使得能量流向變壓器，從而完成機械能到電能的轉(zhuǎn)換。交流傳動技術(shù)涉及到了多學(xué)科內(nèi)容，如:脈寬調(diào)制技術(shù)，電機電器、電力電子器件，控制技術(shù)及微電子學(xué)等諸多領(lǐng)域，交流傳動技術(shù)的迅速發(fā)展離不開這些領(lǐng)域的突破。在牽引電機部分，由于交流電機可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單、造價低等優(yōu)勢，在牽引系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。為了實現(xiàn)對電機的有效控制，學(xué)者提出了以異步電機的動態(tài)模型為基礎(chǔ)，利用坐標(biāo)變換技術(shù)使得定子電流勵磁分量和轉(zhuǎn)矩分量解藕，分別獨立控制勵磁電流和驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，從而獲得和直流電機相媲美的優(yōu)良動態(tài)性能。1.3電機故障診斷概述故障診斷技術(shù)，可歸結(jié)為監(jiān)測和診斷兩部分內(nèi)容。其中監(jiān)測，主要是指通過各類不同的方法，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)當(dāng)前是否正常運行；而診斷是在發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障之后，利用監(jiān)測得到的各種數(shù)據(jù)判斷故障的類型，最后再進一步確定故障所在部位[。上世紀(jì)以來，電力電子學(xué)中關(guān)于故障診斷相關(guān)的研究得到較快發(fā)展，目前主要分為基于數(shù)學(xué)模型、基于信號處理、基于知識三類?；跀?shù)學(xué)模型是在根據(jù)電路結(jié)構(gòu)推導(dǎo)出系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型之后，通過對其的狀態(tài)和參數(shù)的監(jiān)測和預(yù)判，實現(xiàn)對電路狀態(tài)和參數(shù)變化的監(jiān)測的過程。該方法的首要任務(wù)就是建立數(shù)學(xué)模型，根據(jù)數(shù)學(xué)模型的不同可以將這些方法分為基于狀態(tài)空間平均模型的方法和基于混雜系統(tǒng)模型的方法。基于信號處理的方法是利用信號模型直接分析信號中的各種特征信息(頻率、幅值、相位等)，從而實現(xiàn)故障診斷的方法。目前主要可分為頻譜分析的方法、小波變換方法、主元變換方法。所謂頻譜分析方法，就是利用信號的周期性，以頻譜分析技術(shù)為基礎(chǔ)，將信號由時域轉(zhuǎn)換到頻域中，再提取故障波形的頻譜特征，實現(xiàn)故障診斷，這其中最常用的頻譜分析方法即傅里葉分析方法；所謂小波變換方法實質(zhì)是由Fourier發(fā)展而來，利用小波變換的時頻分析特性和多分辨率特性以及對非平穩(wěn)信號中的敏感性實現(xiàn)故障診斷功能，這種方式具有靈敏性高、抗噪聲能力強等特點；所謂主元變換法，是一種對數(shù)據(jù)壓縮處理的方式，在該方法中，可通過先建立主元模型，在運行中若發(fā)生監(jiān)測數(shù)據(jù)與模型矛盾，即認(rèn)定故障。而基于知識的方法則是一種無需對系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的掌握，僅僅依靠計算機的快速處理能力來對故障信息處理，實現(xiàn)故障診斷功能。主要有:基于模式識別的方法、基于專家系統(tǒng)的方法、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法、基于SVM的方法。2CRH2型動車組牽引電機故障分析CRH型200km/h動車組編組形式為8輛編組，動力配置為4動4拖，編組為T1c?M2?CRH型動車組主電機(CI)由單相3點式脈沖整流器、中間直流環(huán)節(jié)、3點式逆變器、真空交流接觸器K等主電路設(shè)備以及牽引控制裝置、控制電源等控制設(shè)備組成。上述設(shè)備安裝在CI箱體內(nèi)。圖1CRH2動車組CI電氣原理圖2.1牽引電機結(jié)構(gòu)和功能2.1.1主電路一般是系統(tǒng)的單位為兩輛車為主電路單位，如圖所示系統(tǒng)的主電路。如電源主要運用于電弓的單相交流引導(dǎo)作用。牽引變壓器一次繞組主回路的開合閘由VCB控制，并將電流引到其他牽引電動機的脈沖整流。M1和DI2汽車都配備了牽引電動機,除了電源和兩輛車的制動系統(tǒng)控制,還與車輛保護功能,根據(jù)車輛信息設(shè)備的控制操作,實現(xiàn)載波相位脈沖整流器的區(qū)別操作,減少當(dāng)前影響列車運行干擾。2.1.2牽引電機牽引電機類型主要為單相交流電來進行脈沖的整合結(jié)構(gòu)，對于直流電變的三相機主要是用于逆變器對于電流吸收電壓的波動實現(xiàn)一定的控制，特定直流電壓主要的濾波電容器可用于牽引機對其的工作進行相關(guān)的管理作用。圖2主電路系統(tǒng)構(gòu)成2.1.3逆變器現(xiàn)階段的控制輸出電壓的主要設(shè)備是基于電流的來源控制濾波電容器，操控當(dāng)前的無觸點的控制裝置設(shè)備來實現(xiàn)。同時對于控制器進行相關(guān)的輸出電壓控制，來實現(xiàn)對于電機的實際控制的操作，再次對于設(shè)備的自動裝置再生自動，用此類的方法來改變其三相交流電壓的實際控制電壓模式。經(jīng)過電壓的實際控制模式來對于電流進行獨立相關(guān)的控制，同時進一步的提高對于電機的反應(yīng)速度與電流的控制實際速度模式。輸入：1296KW（直流3000V，432A）；輸出：1475KVA（三相交流2300V，424A，0-220Hz）；效率：97.5%以上（牽引電機額定條件下）；功率因數(shù)：97%以上（在額定載荷條件下，除輔助電路和控制電路外）；載波頻率：1000Hz。2.1.4脈沖整流器脈沖整流器由單相3級PWM脈沖整流器和交流接觸器K構(gòu)成，以牽引變壓器牽引側(cè)輸出AC1500V,50Hz為輸入。對于無觸點的控制基于控制設(shè)備通過IPM控制的模式來進行相關(guān)的電壓穩(wěn)定在兩千六百到三千伏之間對于電壓實現(xiàn)實際的穩(wěn)定模式控制，牽引力的電壓變電控制的也由側(cè)電壓因數(shù)實現(xiàn)操控。所以對于無觸點的控制可以實現(xiàn)一定的穩(wěn)定電壓的保護。脈沖整流器的主要技術(shù)參數(shù)輸入：1285KVA（單相交流1500V，857A，50Hz）；輸出：1296KW（直流3000V,432A）；效率：97.5%以上（牽引電機額定條件下）；功率因數(shù)：97%以上（在額定負載條件下，除輔助電路和控制電路外）；載波頻率:1250Hz。2.1.5直流平滑電路（濾波電容器）濾波電容器分割搭載，脈沖整流器電源設(shè)備有2臺，逆變器電源設(shè)備有3臺，合計容量8000μF。濾波電容的實際控制模式電路的點圖可以參照如圖所示連接模式來進行相關(guān)的充電電阻變壓器的輔助電路的滿電的實際控制，為了防止其在連接脈沖點產(chǎn)生較大的沖擊電源電流。圖3濾波電容器預(yù)備充電電路構(gòu)成2.1.6無觸點控制電路現(xiàn)在交流電的傳動控制的模式是根據(jù)傳動控制點也就是現(xiàn)在實際操控單元來進行的相關(guān)控制，依靠實際的動車組的操作人員來進行相關(guān)的實際控制對于整流模式來進行，對于異步的牽引力的實際控制模式來進行實際控制以此保護電路完整的功能模式，一旦電路發(fā)生微小的問題，相關(guān)控制的模塊控制可以實現(xiàn)自動的修復(fù)功能進行實際處理復(fù)位。2.2CRH2型牽引電機故障分類在CRH2當(dāng)中出現(xiàn)的具有完整的問題故障保護機制，它是可以對于牽引力電機實現(xiàn)大量的故障診斷模式的控制，可以記錄相關(guān)的措施與不同部位的實際控制模式，同時對于相關(guān)的保護措施也不會發(fā)生一致的作用。在發(fā)生了實際的故障之后在動車組上面會有相關(guān)的報警裝置與實際的處理模式的裝置，切斷和交流電的接觸器K點的實際控制模式，轉(zhuǎn)而對于警報模式的實際控制以及斷路器交流點的接觸裝置進行相關(guān)的警報。根據(jù)現(xiàn)在的動車組的容易出現(xiàn)的相關(guān)故障的問題進行相關(guān)的統(tǒng)計來進行一定的分析發(fā)現(xiàn)，電機的主要出現(xiàn)問題點主要在于：相關(guān)程序出現(xiàn)一定的器件故障處理機制，同時還有可能出現(xiàn)牽引機器的電機的故障警報模式的發(fā)生，動車的跟隨動車組一同達到地方的工程師需要的是通過對于以下的相關(guān)步驟進行實際的操作。（1）按下操縱臺復(fù)位RS按鈕2-3次，進行系統(tǒng)小復(fù)位；觀察牽引電機故障提示畫面，確認(rèn)牽引電機故障是否恢復(fù)正常。（2）若還沒有恢復(fù)，隨車機械師進行第2步操作，在故障車運行配電盤先斷開牽引電機CICN1斷路器，2-3s后重新投入，再次確認(rèn)牽引電機故障是否恢復(fù)正常。3CRH2型牽引電機故障診斷3.1牽引電機故障調(diào)查處理流程跟隨著CRH相關(guān)系列的動車組應(yīng)急管理相關(guān)規(guī)章制度來看，牽引電機的故障處理的過程一定是結(jié)合實際的運用，來進行相關(guān)的鐵路局的動車組段來進行CRH2的牽引電機的實際問題檢測處理，這樣的操作模式可以非常有效的優(yōu)化動車組的電機實際故障位置的準(zhǔn)確查找，同時可以盡可能的避免對于因為牽引力降低來對于動車有一定的影響狀態(tài)。在進行相關(guān)的動車組的運輸控制過程中，當(dāng)發(fā)生了對于電機的控制故障之后，動車組內(nèi)部的工程師應(yīng)該就MON動車控制的屏幕進行相關(guān)的故障編號的查找在對于相關(guān)的控制手冊進行實際的處理。待動車組完成了實際的操控之后對于故障進行相關(guān)的故障因素的查找來保障實際的動車運輸?shù)倪^程質(zhì)量問題，結(jié)合如圖所示。圖4牽引電機故障調(diào)查處理流程3.2CRH2型電車組CI故障分析及診斷3.2.1途中應(yīng)急故障處理CRH2動車組具有完善的故障診斷、報警和應(yīng)急處理系統(tǒng)?？梢詫恳姍C的大部分故障進行診斷、記錄和報警，并采取相應(yīng)的保護措施。當(dāng)故障發(fā)生時，故障顯示，聲音報警，斷開交流接觸器K，斷開主斷路器VCB。對于動車組運行過程中的牽引電機故障報警，一般采用以下步驟來解決:按下操縱臺復(fù)位Rs按鈕2-3次，進行系統(tǒng)小復(fù)位。觀察牽引電機故障提示畫面，確認(rèn)牽引電機故障是否恢復(fù)正常。3.2.2入庫診斷及處理在途中，若牽引電機故障無法恢復(fù)，一般都是牽引電機本身的器件或由于本身器件導(dǎo)致其他器件的故障引起的，則只有切除相應(yīng)的動力單元或牽引電機維持運行，待回庫后檢修。庫內(nèi)檢修中，可采用以下方法查找和解決故障:對故障車輛進行檢查。如檢查車下牽引電機各部狀態(tài)是否良好；檢查02車電機速度傳感器插頭，無斷線及松動；檢查電機各內(nèi)部插件板、接觸器配線，確認(rèn)各部分狀態(tài)良好；檢查車上控制柜內(nèi)牽引電機控制元件及其配線，確認(rèn)狀態(tài)良好。（4）為了分析失敗的原因,你可以打開底部盤車下的牽引電動機,電動機的控制單元,通過套接字連接筆記本電腦的可控硅板和8核線,并使用汽車RFREAD-ER軟件下載相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析。3.3日常檢修維護為了防止CRH2型動車組由于牽引電機冷卻濾網(wǎng)臟堵，通風(fēng)不良，造成牽引電機內(nèi)部溫度高，發(fā)生保護動作。在動車組一級檢修中制定了如下預(yù)防措施:（1）增加牽引電機吸氣口過濾網(wǎng)的清洗更換頻次，由原來的每月一次改為每次一級修時更換；（2）一級修時認(rèn)真檢查熱交換器狀態(tài)，對表面臟物進行清除；結(jié)論CRH2型動車組牽引電機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)含量高，而且因運用時間不很長，存在各方面經(jīng)驗不足問題，為此有待我們通過結(jié)構(gòu)上暴露出的問題不斷優(yōu)化設(shè)計(如擴大故障診斷功能、增強散熱效果、提高單位功率等)，以及通過檢修運用實踐盡快摸索出一套行之有效的維修保養(yǎng)體系，消除檢修作業(yè)盲點，并努力提高隨車機械師應(yīng)急處理能力和司機正確操作能力，防止故障發(fā)生或延伸，為此使?fàn)恳姍C質(zhì)量更可靠、運行更安全。

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