地铁车辆交流牵引电机故障诊断的应用及体会

1、地铁车辆交流牵引电机故障诊断的应用及体会 作为城市交通的重要支撑，地铁车辆成为了越来越多人出行的选 择，这意味着地铁车辆的运行成为了当前社会关注的重点热点话题， 作为保证地铁车辆安全运行的核心设备，交流牵引电机也随之受到了 重视，本文就交流牵引电机故障诊断的应用及体会进行了简单探讨， 旨在为地铁车辆的安全运行提供理论指导。 交流牵引电机是地铁车辆交流传动的核心设备，换言之，电机的 安全性直接关系着地铁车辆以及乘车人的安全，为此，加强交流牵引 电机故障诊断是非常重要的，是确保地铁车辆安全运转的大前提 1 在对电机故障进行诊断时，可迅速查找到导致电机出现故障的主要原 因，并及时对电机进行维护，同时

2、还可对电机的状态进行有效评估， 进而通过有效措施加强电机的运行，确保电机始终能够维持在稳定、 安全以及可靠的阶段，为车辆的安全运行提供支撑。 常见电机故障分析 三相异步电动机是地铁车辆牵引系统中应用较为广泛的一种电 机，但这种电机在长时间运转后，经常发生各种各样的故障，及时对 故障原因进行了解，可有效避免电机故障扩大化，对确保列车安全有 着重要意义。较为多见的电机故障主要为： 1.1 当电机在通电后，仍然无法运转，但此时未表现出异味和异 响，也无冒烟等情况；这可能是由于：过流继电器调节得非常小；电 源未接通；熔丝可能由于高温被熔断；控制设备的接线错误 2 。 1.2 当电机接通电源后，不能够转

3、动但同时伴随有嗡嗡声；这主 要是由于：引出线接错或绕组内部未正确连接；转子或定子绕组之间 出现断路的情况，这可能是由于电源断线或一相失电所致；有杂物将 电动机转子卡住或者其负载太大；电源回路接点发生松动使得接触电 阻过大；电机轴承被杂物卡住或由于内脂过硬无法有效运作；电源电 压较小或严重不足； 1.3 电机在运转的过程中，出现异响；这主要是由于：电源电压 太大所致；定子油量过低或缺油引起；定子绕组之间连接错误或出现 短路；风扇摩擦风罩所致或风道填塞。 1.4 当电动机在运转时，其振动非常大；主要是由于：铁芯变形 或松动所致；绕线转子断路、笼型转子开焊断路以及加定子绕组发生 故障；转轴发生弯曲或

4、者转子不平衡所致；电动机的地脚螺丝出现松 动；由于非正常磨损使得轴承滚面以及滚道之间的间隙越来越大；联 轴器的中心偏离，未进行校正。 1.5 若出现轴承过热的情况；主要是由于：油质较差，掺有杂 质；轴承内孔偏离中心，导致其不断与轴发生刮擦；滑脂过少或过 多；轴颈与轴承之间较紧或较松所致；轴承弯曲，或因间隙较小或较 大；负债与电动机之间的皮带非常紧。 牵引电机故障的诊断方法 通过及时有效的故障诊断方法对电机故障进行准确的排查，唯有 如此，才能够为故障的处理提供指引，为解除故障保证设备正常运转 有着重要作用。常规情况下，在对故障牵引机进行诊断时，在通电的 情况下，根据轴承温升、噪音以及电机体振动三

5、种方法来进行检测。 2.1 轴承温升判定测试主要方法分析如下：商用磁石 PT100温度 传感器是轴承温度测试的主要工具，当电机在通电后即可进行测试， 最大 70（ RFP2）与最大 60（RFP1）是电机温度测试的两个参考 点，而常规温度则以 20为标准。通常情况下，新轴承的温度相较于 已经运行的轴承其温度上升速度非常快。但在运行操作完成后，其温 度又会随之下降到正常温度范围，并呈现为稳定状态，当对轴承进行 更换后，再次进行试行，这时轴承的最大温度往往控制在 90K范围 内，也就是所温度上升不会超过 70K。 2.2 噪音判定按照 GB10069旋 转电机噪音测试方法 4 中对噪音测试条件的规

6、定方法来进行测试， 具体方法如下：在测试时，必须在电机空载稳定状态下通过额定转速 的方式对运行状态进行测试，与此同时，还应当确保电压以及电频率 始终保持稳定值；在测试的过程中，将电机通电运行，在判断中以经 验判断为主，另根据轴承噪声评估标准为进行判断。 2.3 电机体振动判定具体测试方法为：在水平和垂直方向，弹性 吊架的振荡值 n 应当低于 8m/s，而在震荡参考测量点，根据电机的 x,Y 以及 Z 轴方向，其振荡值也应当保持在 3.5m/s 范围内。 3.典型案例轴承异音的电机故障诊断 若轴承出现异音现象，在对其进行测试使，主要方法为：额定频 率以及低频情况下，对轴承运转有无其他间断性杂音或

7、持续杂音进行 评判；与其他牵引电机运转声音进行对比；测试数据见表 1。 表 1 电机测试数据 电机编号轴向量径向量两端轴承温升维修手册要求温升范围 非驱动端(无)驱动端( 0.17-0.38 )非驱动端( 0.01-0.05 )驱 动端( 0.02-0.06 )更换轴承后 6.02/799 无 300.01mm0.02mm0.02mm40K70K 602/778 无 300.01mm0.03mm0.03mm40K70K 602/755 无 340.01mm0.02mm0.02mm40K70K 故障原因分析： 对电机进行分解，观察到其内部的油脂已经固化，且油脂量也非 常少，此外，滚珠面也有生锈的

8、迹象，用干净的纱布将油脂擦拭干净 后，观察到个别滚柱面上还存在沿轴向的深印，用手触摸发现均为凹 陷印子。 对其进行分析，导致其出现生锈，主要是由于牵引电机运行时， 空气中的水分经过迷宫环与油封之间存在的间隙渗入到轴承室内，经 过长时间的作用，使得滚珠金属面被锈蚀。再对进行进一步的分析， 导致滚珠面出现轴向凹陷印子，主要是因为内环面上的印槽之间的距 离基本一致，初步判断为在对电机进行转子组装的过程中，内环面被 滚珠拉伤，再因电机长时间的作用，滚珠对其的摩擦力不断增加，故 时间久了之后，出现较深的凹陷印子。 针对本次案例主要通过以下措施进行改善：将原有的轴承进行 替换，重新进行组装，均匀涂抹上适量

9、的油脂，再进行通电测试； 架修的过程中，对端板以及轴承盖进行完全清理，再重新涂抹上油 脂，需要注意的是，涂抹的油脂量应当控制在填充总容积的50%以下， 为旧油脂的保留预留出一定的空间，以免出现油脂量过多致使轴承出 现温升过快的情况；对油脂加注方法进行规范，使油脂始终能够保 持在洁净状态下；在对电机进行组装时，必须按照相关要求执行，避 免对轴承造成拉伤；完成轴承更换的电机，在测试时，不能够立即 将其加速到额定转速，而应当通过逐渐增速的方式，使其达到额定转 速，通过这种方法，能够使润滑油脂与轴承之间得到有效磨合，此 外，还应当进行适当的低频反向旋转；对电机运行时间进行记录， 若十年后运行达到 120 万公里，则