地鐵車輛交流牽引電機(jī)故障診斷的應(yīng)用及體會(2021年)

地鐵車輛交流牽引電機(jī)故障診

斷的應(yīng)用及體會(2021)

Securitytechnologyisanindustrythatusessecuritytechnologytoprovidesecurityservices

tosociety.Systematicdesign,serviceandmanagement.

（安全管理）

單位:________________________

姓名：______________________

日期：______________________

編號：AQ-SN-0212

機(jī)械安全技術(shù)IMachinerySafetyTechnology

機(jī)械安全

地鐵車輛交流牽引電機(jī)故障診斷的應(yīng)用及

體會(2021)

說明：安全技術(shù)防范就是利用安全防范技術(shù)為社會公眾提供一種安全服務(wù)的產(chǎn)

業(yè)。既然是一種產(chǎn)業(yè)，就要有產(chǎn)品的研制與開發(fā)，就要有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、工程的

施工、服務(wù)和管理?？梢韵螺d修改后或直接打印使用。

作為城市交通的重要支撐，地鐵車輛成為了越來越多人出行的

選擇，這意味著地鐵車輛的運(yùn)行成為了當(dāng)前社會關(guān)注的重點(diǎn)熱點(diǎn)話

題，作為保證地鐵車輛安全運(yùn)行的核心設(shè)備，交流牽引電機(jī)也隨之

受到了重視，本文就交流牽引電機(jī)故障診斷的應(yīng)用及體會進(jìn)行了簡

單探討，旨在為地鐵車輛的安全運(yùn)行提供理論指導(dǎo)。

交流牽引電機(jī)是地鐵車輛交流傳動的核心設(shè)備，換言之，電機(jī)

的安全性直接關(guān)系著地鐵車輛以及乘車人的安全，為此，加強(qiáng)交流

牽引電機(jī)故障診斷是非常重要的，是確保地鐵車輛安全運(yùn)轉(zhuǎn)的大前

提［1］。在對電機(jī)故障進(jìn)行診斷時(shí)，可迅速查找到導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)故障

的主要原因，并及時(shí)對電機(jī)進(jìn)行維護(hù)，同時(shí)還可對電機(jī)的狀態(tài)進(jìn)行

有效評估，進(jìn)而通過有效措施加強(qiáng)電機(jī)的運(yùn)行，確保電機(jī)始終能夠

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維持在穩(wěn)定、安全以及可靠的階段，為車輛的安全運(yùn)行提供支撐。

常見電機(jī)故障分析

三相異步電動機(jī)是地鐵車輛牽引系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛的一種電

機(jī)，但這種電機(jī)在長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后，經(jīng)常發(fā)生各種各樣的故障，及時(shí)

對故障原因進(jìn)行了解，可有效避免電機(jī)故障擴(kuò)大化，對確保列車安

全有著重要意義。較為多見的電機(jī)故障主要為：

1.1當(dāng)電機(jī)在通電后，仍然無法運(yùn)轉(zhuǎn)，但此時(shí)未表現(xiàn)出異味和異

響，也無冒煙等情況；這可能是由于：過流繼電器調(diào)節(jié)得非常??；

電源未接通；熔絲可能由于高溫被熔斷；控制設(shè)備的接線錯誤［2］。

1.2當(dāng)電機(jī)接通電源后，不能夠轉(zhuǎn)動但同時(shí)伴隨有嗡嗡聲；這主

要是由于：引出線接錯或繞組內(nèi)部未正確連接；轉(zhuǎn)子或定子繞組之

間出現(xiàn)斷路的情況，這可能是由于電源斷線或一相失電所致；有雜

物將電動機(jī)轉(zhuǎn)子卡住或者其負(fù)載太大；電源回路接點(diǎn)發(fā)生松動使得

接觸電阻過大；電機(jī)軸承被雜物卡住或由于內(nèi)脂過硬無法有效運(yùn)作；

電源電壓較小或嚴(yán)重不足；

1.3電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，出現(xiàn)異響；這主要是由于：電源電壓

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太大所致；定子油量過低或缺油引起；定子繞組之間連接錯誤或出

現(xiàn)短路；風(fēng)扇摩擦風(fēng)罩所致或風(fēng)道填塞。

L4當(dāng)電動機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其振動非常大；主要是由于：鐵芯變形

或松動所致；繞線轉(zhuǎn)子斷路、籠型轉(zhuǎn)子開焊斷路以及加定子繞組發(fā)

生故障；轉(zhuǎn)軸發(fā)生彎曲或者轉(zhuǎn)子不平衡所致；電動機(jī)的地腳螺絲出

現(xiàn)松動；由于非正常磨損使得軸承滾面以及滾道之間的間隙越來越

大；聯(lián)軸器的中心偏離，未進(jìn)行校正。

L5若出現(xiàn)軸承過熱的情況；主要是由于：油質(zhì)較差，摻有雜質(zhì)；

軸承內(nèi)孔偏離中心，導(dǎo)致其不斷與軸發(fā)生刮擦；滑脂過少或過多；

軸頸與軸承之間較緊或較松所致；軸承彎曲，或因間隙較小或較大;

負(fù)債與電動機(jī)之間的皮帶非常緊。

牽引電機(jī)故障的診斷方法

通過及時(shí)有效的故障診斷方法對電機(jī)故障進(jìn)行準(zhǔn)確的排查，唯

有如此，才能夠?yàn)楣收系奶幚硖峁┲敢?，為解除故障保證設(shè)備正常

運(yùn)轉(zhuǎn)有著重要作用。常規(guī)情況下，在對故障牽引機(jī)進(jìn)行診斷時(shí)，在

通電的情況下，根據(jù)軸承溫升、噪音以及電機(jī)體振動三種方法來進(jìn)

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行檢測。

2.1軸承溫升判定測試主要方法分析如下：商用磁石PT100溫度

傳感器是軸承溫度測試的主要工具，當(dāng)電機(jī)在通電后即可進(jìn)行測試,

最大70℃(RFP2)與最大60℃(RFP1)是電機(jī)溫度測試的兩個(gè)參考

點(diǎn)，而常規(guī)溫度則以20℃為標(biāo)準(zhǔn)。通常情況下，新軸承的溫度相較

于已經(jīng)運(yùn)行的軸承其溫度上升速度非?？?。但在運(yùn)行操作完成后，

其溫度又會隨之下降到正常溫度范圍，并呈現(xiàn)為穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)對軸

承進(jìn)行更換后，再次進(jìn)行試行，這時(shí)軸承的最大溫度往往控制在90K

范圍內(nèi)，也就是所溫度上升不會超過70K。

2.2噪音判定按照《GB10069旋轉(zhuǎn)電機(jī)噪音測試方法》［4］中對

噪音測試條件的規(guī)定方法來進(jìn)行測試，具體方法如下：在測試時(shí)，

必須在電機(jī)空載穩(wěn)定狀態(tài)下通過額定轉(zhuǎn)速的方式對運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行測

試，與此同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)確保電壓以及電頻率始終保持穩(wěn)定值；在測

試的過程中，將電機(jī)通電運(yùn)行，在判斷中以經(jīng)驗(yàn)判斷為主，另根據(jù)

軸承噪聲評估標(biāo)準(zhǔn)為進(jìn)行判斷。

2.3電機(jī)體振動判定具體測試方法為：在水平和垂直方向，彈性

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吊架的振蕩值n應(yīng)當(dāng)?shù)陀?m/s,而在震蕩參考測量點(diǎn)，根據(jù)電機(jī)的

X,Y以及Z軸方向，其振蕩值也應(yīng)當(dāng)保持在3.5m/s范圍內(nèi)。

3.典型案例一一軸承異音的電機(jī)故障診斷

若軸承出現(xiàn)異音現(xiàn)象，在對其進(jìn)行測試使，主要方法為：額定

頻率以及低頻情況下，對軸承運(yùn)轉(zhuǎn)有無其他間斷性雜音或持續(xù)雜音

進(jìn)行評判；與其他牽引電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)聲音進(jìn)行對比；測試數(shù)據(jù)見表1。

表1電機(jī)測試數(shù)據(jù)

電機(jī)編號軸向量徑向量兩端軸承溫升維修手冊要求溫升范圍

非驅(qū)動端(無)驅(qū)動端(0.17-0.38)非驅(qū)動端(0.01-0.05)

驅(qū)動端(0.02-0.06)更換軸承后

6.02/799無30X0.OlmmO.02mm0.02mm<40K<70K

602/778無30X0.OlmmO.03mm0.03mm<40K<70K

602/755無34X0.OlmmO.02mm0.02mm<40K<70K

故障原因分析：

對電機(jī)進(jìn)行分解，觀察到其內(nèi)部的油脂已經(jīng)固化，且油脂量也

非常少，此外，滾珠面也有生銹的跡象，用干凈的紗布將油脂擦拭

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干凈后，觀察到個(gè)別滾柱面上還存在沿軸向的深印，用手觸摸發(fā)現(xiàn)

均為凹陷印子。

對其進(jìn)行分析，導(dǎo)致其出現(xiàn)生銹，主要是由于牽引電機(jī)運(yùn)行時(shí),

空氣中的水分經(jīng)過迷宮環(huán)與油封之間存在的間隙滲入到軸承室內(nèi)，

經(jīng)過長時(shí)間的作用，使得滾珠金屬面被銹蝕。再對進(jìn)行進(jìn)一步的分

析，導(dǎo)致滾珠面出現(xiàn)軸向凹陷印子，主要是因?yàn)閮?nèi)環(huán)面上的印槽之

間的距離基本一致，初步判斷為在對電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)子組裝的過程中，

內(nèi)環(huán)面被滾珠拉傷，再因電機(jī)長時(shí)間的作用，滾珠對其的摩擦力不

斷增加，故時(shí)間久了之后，出現(xiàn)較深的凹陷印子。

針對本次案例主要通過以下措施進(jìn)行改善：①將原有的軸承進(jìn)

行替換，重新進(jìn)行組裝，均勻涂抹上適量的油脂，再進(jìn)行通電測試;

②架修的過程中，對端板以及軸承蓋進(jìn)行完全清理，再重新涂抹上

油脂，需要注意的是，涂抹的油脂量應(yīng)當(dāng)控制在填充總?cè)莘e的50%

以下，為舊油脂的保留預(yù)留出一定的空間，以免出現(xiàn)油脂量過多致

使軸承出現(xiàn)溫升過快的情況；③對油脂加注方法進(jìn)行規(guī)范，使油脂

始終能夠保持在潔凈狀態(tài)下；在對電機(jī)進(jìn)行組裝時(shí)，必須按照相關(guān)

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要求執(zhí)行，避免對軸承造成拉傷；④完成軸承更換的電機(jī)，在測試

時(shí)，不能夠立即將其加速到額定轉(zhuǎn)速，而應(yīng)當(dāng)通過逐漸增速的方式,

使其達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，通過這種方法，能夠使?jié)櫥椭c軸承之間得

到有效磨合，此外，還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)牡皖l反向旋轉(zhuǎn)；⑤對電機(jī)運(yùn)

行時(shí)間進(jìn)行記錄，若十年后運(yùn)行達(dá)到120萬公里