畢業(yè)設(shè)計（論文）中文再要CRH2動車組MT205牽引電機常見故障分析與預(yù)防摘要：我國高速鐵路發(fā)展迅速，已形成具有中國特色的高鐵技術(shù)體系。對乘坐動車出行的依賴越來越重，對出行安全也越來越重視，為使動車組的高速行駛，保障動車組高速運行安全。做為動車組核心驅(qū)動部件-牽引電機（MCM）的故障也非常重視，為防止?fàn)恳姍C的故障，從而導(dǎo)致不必要的事故發(fā)生。通過對牽引電機的定子、轉(zhuǎn)子、通風(fēng)系統(tǒng)、速度傳感器、軸承等部位常見故障進行分析，同時對牽引系統(tǒng)的故障進行檢測分析。因為在靜態(tài)調(diào)試的過程中通常難以及時發(fā)現(xiàn)故障，最終還要對牽引電機進行檢修實驗，確保牽引電機運行狀態(tài)的良好。對所發(fā)生的事故加以分析、對事故教訓(xùn)的吸取，達到對動車組事故的預(yù)防條件。關(guān)鍵詞：動車組；牽引電機；結(jié)構(gòu)功能；系統(tǒng)；故障目錄引言................................................................11、CRH2牽引電機的特性與參數(shù)........................................21.1牽引電機特點1.2牽引電機技術(shù)參數(shù)2、CRH2牽引電機的組成..............................................33、CRH2牽引電機的常見故障分析......................................43.1轉(zhuǎn)子故障3.2定子故障3.3軸承故障3.4氣隙偏心故障3.4速度傳感器故障3.6溫度傳感器故障3.7其他故障4、CRH2牽引電機自身故障原因分析及診斷處理..........................54.1電機繞組問題4.1.1定子電流法診斷4.1.2定子故障診斷4.1.3電機偏心故障診斷4.1.4軸承故障4.2速度傳感器故障4.3牽引電機軸承故障6、CRH2溫度監(jiān)控系統(tǒng)原因分析及診斷處理..............................67、MT205牽引電機的維護和實驗.......................................77.1電機組裝后的實驗7.2牽引電機個部位的維護8、CRH2牽引電機故障預(yù)防措施.......................................88.1源頭控制8.2交接卡控8.3處理方案9、參考文獻.......................................................910、總結(jié)..........................................................1011、致謝..........................................................11引言自1821年，法國法拉第首先證明可以把電力轉(zhuǎn)化成旋轉(zhuǎn)動力，之后德國雅可比在此基礎(chǔ)上制作成了簡單的電動機。自2007年動車組上線以來，牽引電機用于驅(qū)動機車上的車軸。牽引電機主要分為兩類故障：1、電機本體故障，故障后牽引電機需要更換；2、牽引電機配件故障，故障后電機無法正常運行，但在更換配件后牽引電機可繼續(xù)使用。牽引電機因電流分為直流電機、交流電機。交流電機按轉(zhuǎn)速變化情況分為同步電機和異步電機。異步電動機又分為單相異步電動機和三相異步電動機。牽引電機的工作原理與直流電動機相同，但受軌距和車輪直徑的限制，通過軌縫和岔道時會承受較大的震動和沖擊力，在惡劣天氣運用時，還要時刻防止雨、雪、沙礫、塵埃的入侵。因此牽引電機及結(jié)構(gòu)非常的緊湊，選取的材料剛度較大。本文通過對CRH2型機車MT204的結(jié)構(gòu)的了解，對運行中會出現(xiàn)的常見故障分析及預(yù)防維護。CRH2牽引電機的優(yōu)點及主要參數(shù)：1.1優(yōu)點=1\*GB3①動態(tài)性能和黏著利用好：有較硬的自然特性，其防空轉(zhuǎn)（黏著利用）性能較好。出現(xiàn)空轉(zhuǎn)時，牽引力會急劇下降，使黏著牽引力快速恢復(fù)。=2\*GB3②體積小、質(zhì)量輕，功率大、運行可靠：去掉了換向器和電刷裝置，有了充分利用的空間。=3\*GB3③結(jié)構(gòu)簡單、牢固：不需要檢查換向器和電刷裝置，降低牽引電機的故障率；除了對軸承的潤滑外，幾乎不需要維護。=4\*GB3④良好的牽引性能：合理的利用系統(tǒng)的調(diào)壓、調(diào)頻特性，實現(xiàn)寬范圍的平滑調(diào)速，提高機車的高速區(qū)功率利用、恒功率調(diào)速比，調(diào)節(jié)控制調(diào)頻特性提高機車起動轉(zhuǎn)矩。=5\*GB3⑤功率因數(shù)高,諧波干擾小：采用四象限變流器，通過PWM斬波控制法，調(diào)節(jié)電網(wǎng)輸入電流的相位，使電網(wǎng)側(cè)的功率因數(shù)接近1,電流波形接近正弦波。=6\*GB3⑥整體機械強度高：能在高速運行中承受輪軌的沖擊力。1.2牽引電機技術(shù)參數(shù)名稱三相鼠籠異步電機型號MT204極數(shù)4極相數(shù)3相輸出電壓300kW電壓2000V電流106A頻率104Hz轉(zhuǎn)速差1.4%轉(zhuǎn)速4140r/min效率94.0%功率因數(shù)87.0%絕緣等級等級200溫度上升極限200K（定子繞組；電阻法）冷卻方式強制風(fēng)冷方式（20m3動力傳送方式平行萬向節(jié)齒輪型撓性聯(lián)軸器方式最高使用轉(zhuǎn)速6120r/min最高實驗轉(zhuǎn)速7040r/min軸承潤滑脂unimaxRNO.2質(zhì)量440kg2、CRH2牽引電機的組成我國動車組普遍采用的三相鼠籠式異步電機，用架懸式懸掛方式，強迫風(fēng)冷散熱方式組成。CRH2型動車組列車采用四極三相鼠籠式異步電機，每架動車轉(zhuǎn)向架上具有2個牽引電機，每列機車有16個牽引電機。轉(zhuǎn)向架牽引電機主要由定子、轉(zhuǎn)子和其他附件組成。定子：定子鐵心、機座、端蓋、罩殼等。轉(zhuǎn)子：轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸、風(fēng)扇、端環(huán)。其他附件：軸承、軸承蓋、風(fēng)罩、出線盒、吊環(huán)。傳感器部：溫度傳感器、速度傳感器3CRH2牽引電機的常見故障分析牽引電機在前進時有供電驅(qū)動、制動蓄電的功能。在運行過程中，由于速度等級較高，常出現(xiàn)各種各樣的故障。根據(jù)反饋的信息，常見的牽引電機故障主要可以分成以下幾種：轉(zhuǎn)子故障、定子故障、軸承故障、氣隙偏心故障、速度傳感器故障、溫度傳感器故障和其他類型故障等常見故障。3.1轉(zhuǎn)子故障牽引電機常見的轉(zhuǎn)子故障有轉(zhuǎn)子臟污、表漆剝離、轉(zhuǎn)子導(dǎo)條斷裂、轉(zhuǎn)子斷裂。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子臟污、轉(zhuǎn)子導(dǎo)條斷裂和轉(zhuǎn)子斷裂會使動整個驅(qū)動裝置溫度過高，造成牽引電機負(fù)載過高，壓力過大。轉(zhuǎn)子表漆剝離會使轉(zhuǎn)子本體受損，嚴(yán)重時會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子破裂。3.2定子故障定子故障是一種比較常見牽引電機故障。一般來說，定子匝間短路及繞組接地故障屬于最容易出現(xiàn)的一種定子故障，和其他故障相比較，定子故障通過定子匝間短路故障，導(dǎo)致定子局部過熱，使部分線路出現(xiàn)絕緣失效的情況，其嚴(yán)重性極為突出。3.3軸承故障軸承故障也是一種不容忽視的牽引電機故障。動車組的牽引電機軸承部分可以分成保持架、滾動體、內(nèi)圈和外圈。按照固定周期要求對潤滑脂進行補充，防止?fàn)恳姍C運行過程中軸承的磨損。因此，軸承故障多數(shù)是由于牽引電機受到突發(fā)外力作用導(dǎo)致的軸承滾動體受損的故障。3.4氣隙偏心故障牽引電機氣隙偏心故障分為鐵芯呈橢圓形或定轉(zhuǎn)子不同軸心造成的靜態(tài)偏心和由轉(zhuǎn)軸彎曲，軸徑橢圓，高轉(zhuǎn)速時的機械共振造成的動態(tài)偏心故障。3.5度傳感器故障速度傳感器故障是牽引電機運行過程中較為常見的一種故障，主要為傳感器本身器件原因及高溫高壓電流快速變化導(dǎo)致的信號傳輸不整正確，進而導(dǎo)致牽引電機實際速度與傳感器反饋給控制系統(tǒng)的速度不一致，影響牽引系統(tǒng)正常運行。3.6溫度傳感器故障溫度傳感器故障原因與速度傳感器類似，只是溫度傳感器傳遞的是牽引電機各主要部件的溫度信號，如定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯、軸承等，而速度傳感器傳遞的是牽引電機的速度信號。3.7其他故障其他故障主要指由于其他不可控因素導(dǎo)致的牽引電機故障，如動車組運行過程中地面飛石導(dǎo)致的排風(fēng)罩變形、傳感器電纜損傷、銘牌脫落等4、CRH2牽引電機自身故障的診斷4.1電機繞組問題。牽引電機繞組匝間短路、繞組接地等問題，這種故障會造成牽引電機的運行負(fù)載超出額定數(shù)值，會導(dǎo)致牽引電機長時間在超負(fù)荷狀態(tài)下運行，溫度很容易升到不安全范。為了應(yīng)對和處理電機繞組問題，需要切除故障電機運行，必要時令動車組減速。該類故障有以下診斷方法。4.1.1定子電流法診斷三相異步牽引電機定子電流分析法采用時間與空間互差120°的三相分布對稱繞組。當(dāng)某一處定子繞組出現(xiàn)匝間短路時，定子繞組的對稱性就會出現(xiàn)破壞，會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子出現(xiàn)正序電流分量（正轉(zhuǎn)分量）和負(fù)序電流分量（反轉(zhuǎn)分量），出項負(fù)序電流分量，則說明該電機出現(xiàn)故障，便于牽引電機非接觸測量、噪聲水平低、便于集中監(jiān)控。4.1.2轉(zhuǎn)子故障診斷根據(jù)定子的電流分析法，由定子的匝間短路引起的正負(fù)序電流（諧波分量）通過定子與轉(zhuǎn)子的耦合關(guān)系，推算牽引電機的故障。4.1.3電機偏心故障診斷電機偏心分為動態(tài)偏心和靜態(tài)偏心，通過電流監(jiān)測的方法來檢測偏心故障，還可以通過磁動勢和磁道波得到牽引電機存在偏心故障，根據(jù)故障下的氣隙磁導(dǎo)與長度，推算出磁勢，再推算出磁通后分析諧波判定是否出現(xiàn)故障。這些故障無法進行在線修復(fù)，必須由維修人員進行故障排查確認(rèn)后更換故障牽引電機，故障牽引電機需由專業(yè)廠家進行返廠解體，然后進一步查找故障點，進行絕緣修復(fù)4.2速度傳感器故障速度傳感器故障導(dǎo)致系統(tǒng)報出電機空轉(zhuǎn)故障，進而切除牽引電機運行。多起速度傳感器故障同時發(fā)生會使動車組減速運行，嚴(yán)重時會導(dǎo)致動車晚點。因此，必須在發(fā)現(xiàn)故障當(dāng)晚回庫檢修時更換速度傳感器，避免多起速度傳感器故障同時發(fā)生在同一列動車組上。4.3牽引電機軸承故障牽引電機軸承損壞、油脂過多、油脂不足等等都可能造成牽引電機溫度超出標(biāo)準(zhǔn)值。為了有效處理這一故障，則打開貯存室蓋板檢查潤滑油脂的多少和狀態(tài)。如果發(fā)現(xiàn)油脂存在變色、不足、污染等問題，需要第一時間進行更換，并進行定期的跟蹤檢查，確認(rèn)軸承部分穩(wěn)定運行方可結(jié)束檢修。同時，為避免軸承額外受力導(dǎo)致滾動體、滾道面損傷，應(yīng)在牽引電機流轉(zhuǎn)安裝過程中進行必要防護，如采用防軸竄裝置等6CRH2溫度監(jiān)控系統(tǒng)原因分析及診斷處理動車組牽引電機的溫度一般是借助溫度傳感器來進行監(jiān)控的，在溫度傳感器出現(xiàn)故障的情況下，其測定的溫度數(shù)值就不再準(zhǔn)確，會給工作人員判斷電機運行狀態(tài)帶來負(fù)面影響。因此，我們有必要對溫度監(jiān)控系統(tǒng)的故障進行分析和診斷。其故障分析和處理可以從以下兩個方面入手：（1）通風(fēng)裝置通風(fēng)量不足導(dǎo)致的電機溫度過高。這種故障表現(xiàn)為一個轉(zhuǎn)向架上的兩個牽引電機會在同一時間出現(xiàn)故障警報。這主要是因為二者借助一個通風(fēng)冷卻裝置進行降溫通風(fēng)，而在通風(fēng)裝置的通風(fēng)量不足以降溫的時候，牽引電機就會出現(xiàn)溫度過高的問題。（2）動車組高壓供電中，通風(fēng)裝置往往需要持續(xù)高速運行，此時如果溫度監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)了質(zhì)量問題，作業(yè)人員可借助風(fēng)速計對故障牽引電機和無故障電機的出風(fēng)口風(fēng)速分別進行測定，而后對數(shù)據(jù)進行比對，如發(fā)現(xiàn)風(fēng)速存在較大差異，即可判斷通風(fēng)量不足，空氣過濾器出現(xiàn)故障。只要采取針對性的措施，對空氣過濾器進行清理處理，即可消除故障。7、MT205牽引電機的維護和實驗7.1電機組裝后的實驗（1）用可變頻電源以10~14Hz進行約2小時的空載運行后，再用30~40Hz進行空載運行，測量轉(zhuǎn)子軸承的溫升，直到軸承的溫升達到穩(wěn)定為止（不得超過44K）。（2）聽軸承的聲音你，有異常聲音時要檢查軸承，有故障則更換新品。（3）測量絕緣電阻，用400V兆歐表在常溫下測量，確認(rèn)絕緣電阻在3MΩ以上。（4）在全部引出線和定子框之間，施加工業(yè)交流電壓4000V持續(xù)1分鐘，進行絕緣強度實驗。7.2牽引電機個部位的維護（1）轉(zhuǎn)子：用干燥的壓縮空氣除去轉(zhuǎn)子上的塵埃和再用洗滌劑擦拭仍然存在的臟污；清理干凈后，轉(zhuǎn)子表面紅色油漆剝離，則要涂布覆蓋漆進行修補。放置轉(zhuǎn)子時，一定要用轉(zhuǎn)子軸或轉(zhuǎn)子鐵心支撐。（2）定子：用干燥的壓縮空氣除去定子上的塵埃和再用洗滌劑擦拭仍然存在的臟污；清理干凈后，定子表面紅色油漆剝離，則要涂布覆蓋漆進行修補。如果鐵心框和鋁托架接合面的防水材料剝離，涂防水劑進行修補，注意鋁托架不能用堿性清洗劑清洗。（3）軸承：充填潤滑脂后，實施1400r/min左右30min的空載運轉(zhuǎn)，使?jié)櫥浞诌M入各個部位。【注意充填油量】（4）速度傳感器：及時清潔、維護，不要使速度傳感器本體的頂端以及PG齒輪外圍堆積灰塵，注意拆下來的速度傳感器不能發(fā)生碰撞。8CRH2牽引電機故障預(yù)防措施8.1源頭控制電機動態(tài)故障是因為檢修過程中沒將傳感器處理到位，因此要求廠家在拆裝過程中進行全面檢查，各個部位進行全面檢測，從根本上對故障進行控制，避免較晚發(fā)現(xiàn)故障，從而耽誤了最佳檢修的時機。8.2交接卡控在交接時，對牽引電機進行全面檢查，全面審查各參數(shù)及電阻值和牽引電機的性能，通過靜態(tài)調(diào)整，加強牽引電機質(zhì)量的監(jiān)督和控制，進而對牽引電機起到預(yù)防控制的作用。8.3處理方案在預(yù)防對策的制定中，雖然可以將故障發(fā)生的概率控制在最小限度，但即使如此，也不能避免故障的發(fā)生，所以做好解決問題的方法是最重要的。（1）加強牽引電機維護質(zhì)量的卡控，注重速度傳感器的維護，避免速度傳感器粗暴分解造成的損傷，制作速度傳感器的專用存放工裝，避免在檢修過程中對轉(zhuǎn)速傳感器造成二次損壞。并且，在測量期間，確保速度傳感器的絕緣電阻正常（2）在高級修理過程中，加強牽引電機的質(zhì)量檢查，重視電機插頭內(nèi)的密封圈丟失、插頭芯孔偏轉(zhuǎn)、速度傳感器表面狀態(tài)等故障的檢查力，將不利影響控制在最小限度。同時，在動態(tài)調(diào)整期間，以不同的工作速度觀察速度傳感器的信號傳輸狀態(tài)。（3）牽引電機的規(guī)格、型號、生產(chǎn)廠家、修理、日期及裝貨記錄利用動車組管理信息系統(tǒng)等軟件進行記錄，確保牽引電機檢查的追溯性。（4）加強對牽引電機抱死故障實例分析和宣傳教育，根據(jù)車上的機師加強對車軸死亡的故障應(yīng)急處理能力和確認(rèn)能力，使動車組能夠安全運行。9參考文獻王世雄，機電信息，動車組牽引電機故障分析及診斷張振宇，內(nèi)燃機與配件，動車組牽引電機故障分析及診斷孫