关于牵引电机速度传感器分析报告
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一、引言牵引电机是轨道交通系统中的核心部件,其性能直接影响着列车的运行速度、能耗和舒适度。
随着我国轨道交通事业的快速发展,牵引电机技术也在不断进步。
本文将对牵引电机技术进行总结,分析其发展现状和未来趋势。
二、牵引电机技术发展历程1. 传统异步牵引电机:早期轨道交通系统主要采用异步牵引电机,其结构简单、成本较低,但效率、功率密度和运行速度等方面存在局限性。
2. 异步牵引电机矢量控制技术:通过引入矢量控制技术,提高了异步牵引电机的控制精度和性能,使其在高速、重载等工况下具有较好的适应性。
3. 永磁同步牵引电机:永磁同步牵引电机具有高效率、高功率密度、高可靠性等优点,逐渐成为轨道交通系统的发展方向。
4. 电机转子铁心感应加热技术:该技术可有效提高电机转子铁心的热处理质量,降低能耗,提高电机性能。
三、牵引电机技术现状1. 永磁同步牵引电机:目前,永磁同步牵引电机已成为高速、重载轨道交通系统的主要选择。
我国在永磁同步牵引电机技术方面取得了显著成果,如TQ-800型永磁同步牵引电机,其性能指标达到国际先进水平。
2. 异步牵引电机无速度传感器矢量控制技术:该技术可提高牵引系统的可靠性,减小电机体积、节省安装空间、降低成本。
我国在无速度传感器矢量控制技术方面已取得一定成果。
3. 感应加热技术:该技术在提高电机转子铁心热处理质量、降低能耗、提高电机性能方面具有显著优势。
四、牵引电机技术未来趋势1. 提高电机性能:未来,牵引电机技术将朝着高效率、高功率密度、高可靠性方向发展,以满足高速、重载、长距离等工况需求。
2. 电机轻量化:通过采用新型材料、优化设计等手段,实现牵引电机轻量化,降低能耗,提高运行速度。
3. 智能化控制:结合人工智能、大数据等技术,实现牵引电机的智能化控制,提高系统运行效率和安全性。
4. 绿色环保:在电机设计和制造过程中,注重节能减排,降低对环境的影响。
五、结论牵引电机技术是轨道交通系统发展的关键,我国在牵引电机技术方面取得了显著成果。
HXN5B机车牵引电机测速故障判断方法发布时间:2022-10-18T09:12:34.293Z 来源:《科技新时代》2022年9期作者:顾一帆[导读] HXN5B机车厂内转向试验时发生牵引电机测速故障引起牵引封锁顾一帆(中车戚墅堰机车有限公司机车制造中心江苏常州 213011)摘要:HXN5B机车厂内转向试验时发生牵引电机测速故障引起牵引封锁,由此故障引出HXN5B机车牵引电机速度传感器检测原理,并结合该故障提出机车牵引电机测速问题的相关判断方法及对应解决方案,为今后机车制造及检修提供参考,便于快速排查和解决故障。
关键词:HXN5B机车;牵引电机速度传感器;测速齿盘0引言HXN5B型大功率交流传动内燃机车是一款适用于大、中型编组站的编组、调车及小运转作业的内燃机车。
近期HXN5B-5004机车在厂内进行转向试验时,当切换单个牵引电机试验机车电机转向,机车5位牵引电机在司机室主操纵台作前进向转动时,转速到达20r/min左右后发生转速突然降到0r/min的情况,机车瞬间牵引封锁,牵引力消失机车停止前进,等待2~3秒后转速恢复,随后前进一段距离后转速又突降到0r/min,机车牵引力消失。
针对上述问题,本文对HXN5B机车牵引电机测速回路原理进行概述,提出机车牵引电机测速问题的相关判断方法及对应的解决方案。
1 HXN5B机车牵引电机测速回路原理以HXN5B机车五位牵引电机为例,当司机操纵司控器发出高电平牵引工况信号MH1至微机控制系统LCS后,微机柜12号板接收该数字量输入信号,随后微机将该信号转换成中间电压指令,通过MVB网络通讯转至CA3牵引变流柜,牵引控制单元TCU按LCS给定的中间电压指令工作,发出指令到逆变模块让逆变器触发输出三相正弦交流电给三相异步牵引电机,最后使得牵引电机工作。
牵引电机工作后,电机速度传感器SS5将转速脉冲信号传送至TCU,TCU根据机车牵引电机转速情况发送至逆变器,构成一个闭环控制系统。
文件编号:TP-AR-L7005In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives.(示范文本)编制:_______________审核:_______________单位:_______________CRH2型动车组牵引电机速度传感器故障的分析正式样本CRH2型动车组牵引电机速度传感器故障的分析正式样本使用注意:该解决方案资料可用在组织/机构/单位管理上,形成一定的具有指导性,规划性的可执行计划,从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。
材料内容可根据实际情况作相应修改,请在使用时认真阅读。
动车组高级检修中的牵引电机传感器故障往往时在动态调试时才发现,如果发现和处理不当,会对动车组正常修竣造成较大影响。
本文通过对上海动车检修基地试修以来的牵引电机速度传感器四起故障的分析,提出该类故障的处理方法及质量卡控措施。
故障概况自20xx年上海高级修基地试修以来,目前已完成100多组(标准列)CRH2型动车组的三级检修。
其中牵引电机传感器故障共四起,由于该类故障属于动态故障,静态试验时无法发现,须动态试验中才会出现且对动车组时速有一定要求(大于10km/h)。
一旦发生此类故障动态调试大部分试验都将无法进行,直接影响正常的修竣交验及车辆安全。
因此梳理出此类故障的现象、原因,并提出针对性的故障处理方案和预防措施就十分必要了。
原因查找及分析2.1.故障情况自试修以来,共发生四起,下面对四起故障情况做简要介绍。
2.1.1. 20xx年9月在对2095C做三级检修通电前测量时,发现06车01轴8~3针(线号481B~481)约为0Ω(参考值40±10KΩ)。
动车电机故障速度传感器波形筛选分析发布时间:2021-07-01T16:25:16.667Z 来源:《科学与技术》2021年第29卷第7期作者:吕娟[导读] 公司某型号系列牵引电机动车组中速度传感器易发故障,如果发现不及时或处理不当,会严重影响动车组的正常运行吕娟中车永济电机有限公司山西永济 044502[摘要] 公司某型号系列牵引电机动车组中速度传感器易发故障,如果发现不及时或处理不当,会严重影响动车组的正常运行。
通过对返厂检修电机的速度传感器研究分析,利用波形筛选及X-RAY检测的方法,总结出此类故障出现的原因,并提出针对性的故障处理方案和预防措施。
[关键词] 故障波形筛选处理方案预防措施前言速度传感器是动车电机的主要部件,也是易发故障的部件。
为进一步降低速度传感器在线故障及“抱死”安监故障,需进一步对其进行故障现象进行研究,制定新的筛选方案。
一、故障概况上年度检修某动车系列牵引电机2632台,涉及速度传感器5264支,厂外报故障传感器质量问题11起。
由于该类故障属于动态运行中出现的故障,静态试验时无法检测,且对动车组时速有一定要求(大于10km/h)。
一旦发生此类故障,将直接影响动车组在线路上的正常运行及行车安全。
二、原因查找及分析(一)、故障原因分析通过对故障案例逐一分析并将问题分类后发现,电机速度传感器故障是一项主因,细分牵引电机传感器故障可归为三类:第一类,传感器阻值故障;第二类,传感器绝缘故障;第三类,传感器检测面擦伤。
(二)、故障预防措施及处理方案通过对以上传感器故障产生的原因进行分析,现从源头质量控制、过程质量卡控制及应急故障处理三个方面对牵引电机传感器故障预防措施及处理方案进行探讨。
1.源头质量控制通过对牵引电机速度传感器三类故障的分析,可以知道,牵引电机返厂检修过程中,传感器安装未到位会引起调试时的动态故障。
因此,针对此情况,可采取加强PG/SS传感器拆装过程中的检测面状态检查的方法,并严格落实传感器阻值及绝缘测试项目,加强质量控制等措施,从源头质量控制上来最大化避免此类故障的发生。
一、实训目的本次实训旨在使我对牵引电动机的结构、工作原理、调速方法及运行特性有一个全面、深入的了解。
通过实训,提高自己的动手能力,培养严谨的实验态度和团队协作精神。
二、实训内容1. 牵引电动机的结构及工作原理(1)牵引电动机的结构:实训中,我们学习了牵引电动机的结构,包括定子、转子、端盖、轴承、风扇等部分。
通过观察实物,了解了各部分的作用和相互关系。
(2)牵引电动机的工作原理:实训中,我们学习了牵引电动机的电磁感应原理。
当交流电流通过定子绕组时,产生交变磁场,磁场与转子绕组中的电流相互作用,产生电磁力,从而驱动电动机旋转。
2. 牵引电动机的调速方法(1)改变定子绕组电压:通过改变定子绕组电压,可以改变电动机的转速。
实训中,我们学习了如何通过改变电压来调节牵引电动机的转速。
(2)改变定子绕组极对数:通过改变定子绕组极对数,可以改变电动机的同步转速。
实训中,我们学习了如何通过改变极对数来调节牵引电动机的转速。
(3)改变转子绕组电阻:通过改变转子绕组电阻,可以改变电动机的电磁转矩。
实训中,我们学习了如何通过改变电阻来调节牵引电动机的转速。
3. 牵引电动机的运行特性(1)牵引电动机的转矩特性:实训中,我们学习了牵引电动机的转矩特性曲线,了解了转矩与转速的关系。
(2)牵引电动机的功率特性:实训中,我们学习了牵引电动机的功率特性曲线,了解了功率与转速的关系。
(3)牵引电动机的启动特性:实训中,我们学习了牵引电动机的启动特性,了解了启动过程中电动机的转速、转矩和电流变化。
三、实训心得1. 通过本次实训,我对牵引电动机的结构、工作原理、调速方法及运行特性有了全面、深入的了解,提高了自己的动手能力。
2. 实训过程中,我学会了如何通过改变电压、极对数和电阻来调节牵引电动机的转速,掌握了牵引电动机的调速方法。
3. 实训过程中,我明白了严谨的实验态度和团队协作精神的重要性。
在实验过程中,我们要认真观察、记录数据,及时发现问题,与团队成员共同解决问题。
68交通科技与管理技术与应用0 引言 2021年1月6日贵阳段HXD1-1346机车在运行中,微机系统突然连续多次闪报“电机2温度传感器故障、电机1温度传感器故障”(图1、2),机车回段在静止状态下故障消失。
更换相应的牵引电机温度传感器和在检查确认温度传感器相关线路状态良好情况后,机车重新上线运行故障仍然出现。
图1图21 温度传感器检测原理 牵引电机温度传感器是基于四线制的Pt100铂热电阻原理设计,四线制是避免线电阻干扰的理想测温方式[1]。
Rt 是铂热电阻,电阻值随着温度变化而变化,通过导线L1、L2给铂热电阻施加稳定的恒流源电流I,导线L3、L4接入高阻抗的电压测量仪表,此时电压测量仪精确的测量了铂热电阻的电压,而TCU 控制单元体再其换算成对应的温度值(图3)。
图3 温度传感器测量原理图2 原因分析 牵引电机采用的是Pt100热电阻温度传感器,当牵引电机温度变化时,其传感器电阻值也会随着温度变化而变化,温度越高电阻值越大,反之亦然。
根据HXD1型电力机车微机系统逻辑控制原理[2],牵引变压器故障判定条件有两点,一是温度值超常规值,高于500度(或低于-500度),则报传感器故障;二是温度传感器检测值突变过快,1秒内温度值变化差值大于5度,则报传感器故障。
2.1 超温报警故障 (1)温度传感器故障。
当牵引电机温度传感器自身故障,测量仪检测到传感器温度值超常规值,高于500度(或低于-500度),则微机显示屏报牵引电机温度传感器故障。
(2)传感器线束开路或短路。
当牵引电机温度传感器线束开路或短路,高阻抗电压测量仪测量的温度传感器电压值会近似为0,换算成对应的温度也随之变成-500℃以下,则微机系统报牵引电机温度传感器故障。
2.2 温度突变报警故障图4 传感器构成图(下转第66页)HXD1型机车牵引电机温度传感器故障分析蒋 勇(中国铁路成都局集团公司成都机务段,成都 610512)摘 要:文章介绍了HXD1型机车牵引电机温度传感检测原理,分析总结了造成该故障的两种原因,并对贵阳HXD1-1346机车温度传感器故障进行了分析验证,并针对该故障提出了防范措施。
牵引电机速度传感器失效分析钟艳,陈真容(中车株洲电机有限公司,湖南株洲412000)摘要:速度传感器是机车、动车及整个轨道交通安全控制系统中不可或缺的部件,速度传感器的性能指标直接影响车 辆运行监控装置的工作,是整个轨道交通系统速度监控系统的关键。
然而由于其工作环境的复杂及恶劣,速度传感器已 成为轨道交通控制系统中的薄弱环节。
以动车组牵引电机所配用的磁阻式速度传感器为研究对象,对其进行失效分析。
关键词:速度传感器;故障分析;牵引电机d o i:10. 3969/j.is s n.1006 -8554. 2017. 03.021"速度传感器结构及原理1.1速度传感器结构速度传感器由外壳、电路板、感应探头、电缆等组成,如图 1所示,其中核心部件为电路板和感应探头。
1.电缆2.外壳3.电路板4.感应探头图1速度传感器结构1.2速度传感器工作原理当齿轮旋转至图2(a)位置,通过磁阻元件的磁通最大,磁 阻元件电阻最大,输出高电平;当齿轮旋转到至图2(b)位置,通过磁阻元件的磁通最小,磁阻元件电阻最小,输出低电平。
齿轮连续旋转时磁阻元件的输出电压信号如图2(c),此信号 经后续电路整形后得到如图2(d)。
2速度传感器失效及分析速度传感器是机车、动车及整个轨道交通安全控制系统中 不可或缺的部件,速度传感器的性能指标直接影响车辆运行监 控装置的工作,是整个轨道交通系统速度监控系统的关键。
然 而由于其工作环境复杂、恶劣,速度传感器已成为轨道交通控 制系统中的薄弱环节,因而对速度传感器的常见故障进行分析 并提出相应预防措施显得十分重要。
2.1 失效模式根据速度传感器的结构和工作原理,针对速度传感器失效 的模式,建立失效故障树[2]。
图3速度传感器失效故障树2.2故障分析2.2.1磁阻元件损坏速度传感器磁阻元件损坏主要是磁阻元件的固定角与器 件的封装体断裂导致磁阻元件与探头正中心的相对位置发生 变化,产生的主要原因:磁阻元件等器件封装材质本身较脆,运 行过程中恶劣的环境以及检修时拆卸安装等条件的影响下,使 速度传感器内磁阻元件等器件固定脚材质形变,经过一段时间 的使用固定角与器件的封装体发生断裂。
CRH3型动车组牵引电机温度传感器故障分析及改进摘要:牵引电机是动车组传统系统中非常重要的一个组成部分,为了保证其能够时刻处于良好的工作状态中,就要通过安装温度传感器的方式来对牵引机进行实时管控。
这篇文章研究的就是牵引机温度传感器所出现的故障以及解决办法。
关键词:牵引电机;温度传感器;故障分析引言伴随着动车技术的不断更迭,动车的输送能力以及运量逐步提升,而想要保证动车的稳定运行,就要对牵引系统进行重点控制,特别是对于牵引机所产生的故障,更是要给予高度的重视。
一、牵引机温度感应装置的作用在动车技术飞速发展的大背景下,组成动车组的设备结构越来越复杂,科技含量也越来越高。
如何保证各个设备时刻处于稳定的工作状态就成了相关工作人员的一个工作重点。
在CRH3型动车组上,所有关键部位的装置上都安装了温度感应装置,通过这些装置相关的工作人员就可以实现对于设备的远程监控,借助于监控设备运行的温度来判断其是否处于正常的状态,特别是对于牵引机来说,作为动力输出设备中的关键环节,对其温度的监控工作显得尤为重要[1]。
如果牵引装置内部的轴承或者是定子受到了损坏,那么其在运行的过程中会由于摩擦力的增大而导致温度上升,而温度的上升会被温度检测装灵敏地捕捉到。
当控制人员发现该装置温度出现异常,就会对其进行妥善的处理,方式问题范围的进一步扩大,即保证了动车的安全性,又能对控制维修成本起到很大的帮助作用。
二、温度感应装置故障具体原因(一)故障特征描述从总体上来说,牵引机温度感应装置所发生的故障主要有五个典型的特征。
第一个是轴承部位的测温装置出现问题,HMI屏幕不发故障代码牵引装置的牵引力变为0且CCU不限速。
第二个是牵引装置的轴承温度超过安全范围,报出故障代码2679,此时HMI屏幕上提示列车以140km/h的时速限速运行,如果超过了这个限速范围,那么就会自动启动最大常规制动。
第三个特征是牵引机轴承的温度超过安全范围且报出故障代码267B,此时HMI屏幕上提示司机以200km/h的速度运行,如果动车的速度大于200km/h且没有进行任何处理措施,那么列车就会在五分钟之后自动进行常用最大制动[2]。
HXD1型电力机车牵引电机速度传感器故障诊断与排除方法HXD1型8轴大功率交流传动电力机车,该型机车采用先进的大功率交流机车传动技术,并充分考虑到国内铁路应用的特殊环境,采纳了先进、成熟、可靠的技术设计开发的一款适用于中国干线铁路重载货运的新型大功率交流传动电力机车。
HXD1型电力机车采用系统化、模块化、高可靠性设计理念,成功运用先进的交流传动技术、微机控制技术、故障诊断技术、TCN网络技术、电空制动技术、等设计。
在线运行机车中曾多次IDU 显示“TCU 相上管故障元件总故障“牵引电机隔离”等故障现象。
机车回段后,检查发现牵引电机速度传感器无效,导致牵引封锁。
针对HXD1型机车在段运用因电机速度传感器无效故障统计情况。
从检修角度方面,本文重点对电机速度传感器检测原理进行概述,并提出典型故障判断方法,为检修人员准确、快速处理故障提供帮助。
1.1检测原理司机给出牵引/制动指令送数字量输入输出模块DXM, DXM 将电气信号转换成控制信号,经由车载网络控制指令到门极驱动板让逆变器触发,最后使牵引电机工作。
电机工作后,电机速度传感器信号送往TCU,TCU 送出指令经门极驱动板送到逆变器,最后构成一个闭环控制系统。
同时TCU 将信号经车载网络控制系统,送至笔记本电脑用于检测各位电机的实际速度。
若TCU 检测到牵引电机速度传感器故障,无速度测量设备,牵引电机不能够继续运行,TCU 锁定相应的逆变模块。
1.2测速方法为了检测电机的转速,在非传动端安装了测速装置。
测速装置由测速齿盘和产生信号的速度传感器组成。
采用球墨铸铁,设118个锯型。
传感器为双通道信号相位差90°,控制系统通过两路信号的相位差识别电机的正、反转向,电机每转一圈,传感器发出118 个脉冲信号。
转速信号用于控制系统对电机进行控制。
电机速度传感器与被测齿轮不接触,无磨损,安装方便,且测速范围宽,温度适应范围宽,抗震性强。
测速齿轮盘、速度传感器与输出波形的关系示意图2.1速度传感器常见故障针对HXD1型机车在段运用因电机速度传感器无效故障统计情况,对多年维修数据整理、分析,其机车传感器故障有以下几类:一、光电耦合器件损坏二、停车检测到速度信号三、占空比超标四、传动轴折断五、两通道间的相位差超标六、丢脉冲2.2故障查找思路首先下载数据分析,确认具体速传无效或异常的轴位。
HXD1型机车电机温度传感器故障分析与优化摘要:本文以HXD1型机车电机温度传感器故障入手,通过对电机温度传感器的工作原理及故障机理进行分析,查出故障发生的根本原因。
并结合HXD1机车实际运用情况,提出引起故障的单相隔离逆变器的优化方案,在保证逆变器正常工作的情况下,解决电机温度传感器的故障,保证HXD1机车运用的稳定性。
关键词:电机温度传感器单相隔离逆变器电磁干扰控制逻辑0前言HXD1型机车在担当牵引任务过程中发生“电机1温度传感器故障”,通过对电机温度传感器的工作原理分析、硬线排查、软件监控、正线添乘测试等措施最终锁定故障原因为DZT110V-220V单相隔离逆变器输出端N线上存在直接接地(保护接零),此时温度传感器在车辆上受N线传导的电磁干扰及其他辅助逆变器等叠加电磁干扰,导致机车报电机温度传感器故障。
通过对逆变器输出端进行优化,滤除共模干扰,消除电机温度传感器故障,提升电力机车运用的稳定性。
一、功能原理介绍1、温度传感器信号采集原理温度传感器信号采集如下图一所示,外部110V控制电进入电源插件(PWU)后,经电源插件处理输出15V直流电,为模拟量采集插件供电,模拟量采集插件输出的恒流源作为温度传感器的电源,并采集温度传感器返回的温度信号。
图一 TCU信号采集框图2、温度传感器工作原理及故障判断逻辑2.1温度传感器工作原理温度传感器基于PT100热敏电阻测温,其原理框图如图二所示。
图二温度传感器测温原理框图系统给温度传感器提供恒流源,当被测位置的环境温度发生变化时,PT100电阻的阻值也会相应发生变化,系统采集PT100电阻两端的电压值,通过欧姆定律(R=U/I),换算出PT100电阻此时的电阻值,根据PT100电阻阻值与环境温度的对照表,即可知道被测位置的温度。
当PT100电阻本身异常,或者恒流源发生波动,系统采集到的温度曲线会发生波动。
2.2电机温度传感器故障判断逻辑:①采集的电机温度原始温度超过221℃或者低于-50℃持续超过 1s;②采集的原始温度单个周期内波动超过30℃持续 1s。
CRH2型动车组牵引电机速度传感器故障的分析示范文本In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of EachLink To Achieve Risk Control And Planning某某管理中心XX年XX月CRH2型动车组牵引电机速度传感器故障的分析示范文本使用指引:此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进,同时考虑各个环节之间的关系,每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划,并将危害降低到最小,文档经过下载可进行自定义修改,请根据实际需求进行调整与使用。
动车组高级检修中的牵引电机传感器故障往往时在动态调试时才发现,如果发现和处理不当,会对动车组正常修竣造成较大影响。
本文通过对上海动车检修基地试修以来的牵引电机速度传感器四起故障的分析,提出该类故障的处理方法及质量卡控措施。
故障概况自20xx年上海高级修基地试修以来,目前已完成100多组(标准列)CRH2型动车组的三级检修。
其中牵引电机传感器故障共四起,由于该类故障属于动态故障,静态试验时无法发现,须动态试验中才会出现且对动车组时速有一定要求(大于10km/h)。
一旦发生此类故障动态调试大部分试验都将无法进行,直接影响正常的修竣交验及车辆安全。
因此梳理出此类故障的现象、原因,并提出针对性的故障处理方案和预防措施就十分必要了。
原因查找及分析2.1.故障情况自试修以来,共发生四起,下面对四起故障情况做简要介绍。
2.1.1. 20xx年9月在对2095C做三级检修通电前测量时,发现06车01轴8~3针(线号481B~481)约为0Ω(参考值40±10KΩ)。
CRH2/380A型动车组牵引电机速度传感器检修工艺研究发布时间:2022-08-15T01:46:57.068Z 来源:《中国电业与能源》2022年7期作者:张静,杨峥珖,李聪菊,陈晓迁[导读] 近年来CRH2/380A型动车组牵引电机的速度传感器故障率时有发生,影响列车运行。
张静,杨峥珖,李聪菊,陈晓迁中车永济电机有限公司山西省运城市永济市 044500摘要:近年来CRH2/380A型动车组牵引电机的速度传感器故障率时有发生,影响列车运行。
随着CRH2/380A型动车组检修电机修程不断加大,检修过程中速度传感器检修合格率已经严重影响到检修成本,检修合格率持续降低,导致偶换率持续增高;同时速度传感器在线故障率逐渐增高。
因此,CRH2/380A型动车组牵引电机速度传感器检修工艺研究成为牵引电机高级修过程中的难点,需进行攻关,以提高速度传感器检修质量,降低在线故障率。
关键词:牵引电机;速度传感器;检修质量引言随着检修业务的发展及市场需求,为了更好的跟上市场脚步,提高检修产品质量势在必行。
当前市场对于公司来说既是挑战也是机遇,只有努力提升自身技术水平,才能在市场上站稳脚跟。
而CRH2/380A型动车组牵引电机年产量已达较高水平,所以有必要对其检修过程中出现的问题加以认真分析,从而不论是对检修工艺还是检修成本还是效益均大有裨益。
通过调查、统计,发现CRH2/380A型动车组牵引电机速度传感器主要存在速度传感器探头镜面划伤问题、磕碰伤问题、检修合格率、厂外故障问题等四大方面。
其中速度传感器探头镜面划伤、电连接器磕碰伤属明显现象,原因较易找出。
厂外故障问题属不易提升点,因此需要深度剖析,认真分析,找到解决措施。
1速度传感器异步电动机上的速度传感器作用便是检测电机旋转的速度,将转速信号传递给主控制器,由主控制器来控制被监测物体转速的大侠,由此来保障设备的安全性、可靠性,使得设备安全稳定的长时间运行。
速度传感器如图1。
一种机车铁路电机速度传感器故障分析及对策摘要:随着HXD2电力机车运行里程数的不断增加,牵引电机各类运行故障逐渐突显。
就速度传感器而言,检修过程中经常发生传感器信号相位差超限以及机内异物造成速度信号无法采集故障,造成机车试运行不合格、轮驱落修等重大返工。
通过对故障问题不断进行分析研究,改进速度传感器装配流程,优化传感器安装工艺,增强传感器波形检测,从而降低速度传感器上线运行故障。
关键词电机检修速度传感器传感器检测工艺流程优化0 引言HXD2型电力机车是全面采用国际先进技术、现代化的重载货运机车,具有恒功范围宽、轴功率大、粘着特性好、功率因数高等优点。
该车装用8台YJ90A型三相六级鼠笼式交流异步电机,每台电机安装有一支磁电式速度传感器,测速通过装在非传动端轴头的测速齿盘来完成。
牵引电机转速是参与机车矢量控制的重要参数,能够把牵引电机输出扭矩迅速控制在目标值,提高对瞬时现象如空转、滑行的反应,保证机车轮轨的黏着利用,以实现最大限度地发挥机车牵引力。
随着牵引电机检修经验在不断丰富,对检修过程中发现速度传感器故障问题能够及时分析研究、提出解决方案及预防措施。
通过对速度传感器故障进行分类统计,优化安装工艺方法和流程,增强传感器波形检测,使得上线速度传感器故障有效降低。
1 速度传感器工作原理1.1速度传感器结构图。
(见图1)磁电式感应转速传感器,转速传感器包含磁敏元件、桥电阻前级放大器,脉冲整形器、磁敏元件电源等,集成在一个金属壳体中。
HXD2牵引电机速度传感器有1个永磁体,2个磁敏电阻,永磁体磁场为上下方向,在永磁体上极面有绝缘基板,基板上装有两片参数相同的磁敏电阻MR1与 MR2,2个磁敏电阻串联。
图1:HXD2牵引电机速度传感器结构1.2工作原理当把磁敏元件安装在旋转齿轮外圆周面,与外圆周面有一定气隙。
齿轮是软磁性铁质材料制作,在旋转过程中齿顶和齿谷会相继经过传感器探头,由于磁阻的变化,会产生感应变化产生正弦方式的输出脉冲,该脉冲系列经整形后输出一系列脉冲方波。
动车电机速度传感器故障诊断及分析摘要:随着传感器技术及电机控制技术的发展,速度传感器大量应用在动车及机车领域,为牵引控制单元TCU/制动控制单元BCU实时提供信号以反馈速度及电机旋转方向,从而实现牵引电机的闭环控制,因此速度传感器的频繁故障已大大影响到铁路的运营秩序,本文论述了分析速度传感器的故障的思路及方法,展示了一例速度传感器故障的技术归零分析过程。
关键词:速度传感器;技术归零;故障树分析;故障再现引言速度传感器的故障诊断及分析一、电机安装速度传感器方式介绍为实现闭环控制,通常采取在牵引电机上安装速度传感器的方式采集信号,在电机转轴上安装测速齿轮,设计时确保速度传感器感应探头与测速齿轮之间形成固定间隙,一般为0.5mm~1.5mm,当电机旋转时测速齿轮同步旋转,齿轮上齿、槽与探头的位置变化导致速度传感器内器件感应信号的变化,经过整流放大等处理,输出两路或多路方波信号。
TCU/BCU通过识别方波的数量、占空比来计算转速,通过识别方波的相位差来确定电机转向。
速度传感器的接地方式通常有单端接地及双端接地两种方式,本文展示案例为双端接地方式。
二、电机速度传感器的故障现象配属某动车组的牵引电机在运行过程中,发生四起速度传感器故障,故障时均为车速为零公里,故障轴位的速度传感器信号与同车下其他轴位速度传感器信号反相,故障时牵引电机旋转方向读数故障封锁逆变器,之后可自动恢复。
三、故障诊断及分析方案策划为查找故障原因,依据技术归零原则进行了策划了故障诊断及分析方案,从定位准确、机理清楚、故障再现、措施有效、举一反三五个步骤,策划工作项点九项。
四、故障诊断及分析方案策划4.1故障定位(1)下载故障数据分析从动车下载故障数据中可得到的有价值信息为:故障时时速为零,即为停车工况;故障时逆变器信号封锁,但随即可恢复,判定速度传感器非功能永久丧失,即为可恢复故障。
(2)故障件返厂例行试验检测故障件返厂后在常温下进行了以下项点检测:外观检测:包括探头镜面、电连接器状态、插针插拔力等;功能检测:电压幅值、占空比、相位差、空载电流等;其他性能:绝缘电阻、屏蔽线接等。
CRH2型动车组牵引电机速度传感器故障的分析动车组高级检修中的牵引电机传感器故障往往时在动态调试时才发觉,假如发觉和处理不当,会对动车组正常修竣造成较大影响。
本文通过对上海动车检修基地试修以来的牵引电机速度传感器四起故障的分析,提出该类故障的处理方法及质量卡控措施。
故障概况自2021年上海高级修基地试修以来,目前已完成100多组(标准列)CRH2型动车组的三级检修。
其中牵引电机传感器故障共四起,由于该类故障属于动态故障,静态试验时无法发觉,须动态试验中才会消失且对动车组时速有肯定要求(大于10km/h)。
一旦发生此类故障动态调试大部分试验都将无法进行,直接影响正常的修竣交验及车辆平安。
因此梳理出此类故障的现象、缘由,并提出针对性的故障处理方案和预防措施就非常必要了。
缘由查找及分析 2.1.故障状况自试修以来,共发生四起,下面对四起故障状况做简要介绍。
2.1.1. 2021年9月在对2095C做三级检修通电前测量时,发觉06车01轴8~3针(线号481B~481)约为0(参考值4010K)。
拆下01轴SS速度传感器后测量3~4针发觉阻值为0,其余针间阻值良好。
更换该速度传感器后,重新测量BCU处电气插头针间电阻,阻值良好,已达标,故障消退。
2.1.2. 2021年1月在对6021AL进行动调试验过程中,当动车组第一次牵引至12km时监视器报警05车"抱死1(151)'"速度发电机断线2'。
对05车做关门车操作后完成后续交路后回库。
拆下05车1轴SS速度传感器电气插头,用万用表测量3、4针绝缘发觉仅30,绝缘失效。
拆卸该SS传感器后,发觉传感器霍尔检测面有长约1.5cm划痕,更换该速度传感器后,重新试验,故障消退。
2.1.3 . 2021年5月2102C动调试验中,01车主控,当动车组牵引至14km/h时,牵引变流器(车)页面中的04车显示牵引电机过电流1。
将04车切除后,限速返回检修库。
关于牵引电机速度传感器分析报告
为加强对牵引电机速度传感器的维护,本文以牵引电机速度传感器的工作原理、故障影响等方面,对牵引电机速度传感器进行浅析。
一、牵引电机速度传感器工作原理
牵引电机速度传感器为非接触性装配,与传感器探头配合的是装在齿轮箱内的牙轮,牙轮模数(轮径/牙数)为2,如图1所示。
根据磁感应原理,牙轮随车轴转动,速度传感器通过监控来自非接触式磁性材料的出现和消失,探测牙数形成脉冲信号,并将信号通过一个内置的放大器放大,用两个单独的方波脉冲串传输。
速度传感器传送两个信道,一个主要信道,一个是辅助信道,后一个相位滞后90°。
此特点用于车辆中以确定车辆的方向。
也就是说,脉冲频率与车轮的速度成比例。
速度传感器将脉冲信号发送到牵引逆变模块的DCU板,DCU基于脉冲信号计算出该轴的速度,此信号DCU也会传送到VTCU。
图1 传感器装配示意图
二、牵引电机速度传感器的作用
速度传感器的直接作用是监控车轮轴速度。
测量每个轴的轴速,并且计算平均轴速和所有轴的线速,计算基于车轮直径和齿轮速比。
DCU/M 通过MVB 向列车控制单元提供轴速,列车控制单元计算列车实际速度。
列车实际速度回传给所有的DCU/M,并且进一步用于空转和滑动控制和车轮直径校准。
列车速度是基于主控端3辆车EBCU的速度、主控端B车的4个牵引电机速度传感器采集的速度和主控端C车的4个牵引电机速度传感器采集的速度计算出一个列车速度作为列车的最终速度。
在牵引期间,VTCU将采集这些信号中最慢的速度,在制动或打滑期间,VTCU 将采取这些信号中最快的速度(即使车轮打滑时也可以获得正确的速度信号)。
VTCU计算出的速度信号将作为DCU和AUX的参考信号。
根据试车线测试及试验数据分析,如下表所示:
图2 牵引情况下速度选取
图3 制动状态下速度选取
根据实际测试数据表明,EBCU提供的速度相对于牵引电机速度传感器具有滞后性,在VTCU设定的最终速度计算公式下,VTCU计算出的最终速度往往更接近与EBCU提供的速度数据。
三、牵引电机速度传感器故障的影响
为进一步确认牵引电机速度传感器故障的影响,我们在试车线进行了试验:
首先将试验列车主控端B车轴1的牵引电机速度传感器连接插拆下,静止情况下列车不会报故障,在列车启动时,MMI上报该轴速度传感器故障,但不影响列车功能。
列车运行几个来回无异常后,再拆下B车3轴的速度传感器,列车启动时报了一次空转滑行。
分析此过程的数据发现,速度传感器在静态被卸下时,系统未检测到故障,速度传感器
的读取值为0。
在列车启动3秒后,该读取值仍为0,当其他轴的速度已略大于5km/h(但未对参考速度产生影响),系统判断该节车轴速相差过大,出现空转/滑行。
就在同一时刻速度传感器的监测值变为了-32767,从有效变成了无效,如图4所示。
在后续的运行过程中,列
车牵引制动功能正常。
图4 故障速度传感器时列车启动的情况
上面所描述的是牵引电机速度传感器连接插松脱的故障情况。
另外一种情况是,速度传
感器监控的速度值不稳定,但不超过正常范围(仍然被系统认为有效)。
我们在试验列车试
装4个牵引电机速度传感器后,该试验列车7天内报了51次空转滑行严重故障,更换速度
传感器后恢复正常水平,后续又将原先试装的4个速度传感器再次装回试验列车,但未出现
空转/滑行故障。
因此我们推测首次所装的速度传感器可能在安装时未擦拭干净或者是在装的时候不小心碰到了牵引电机表面的油污(已多次检查安装紧固,排除此方面的原因)。
综上,我们可以认为,1. VTCU判断速度传感器从有效到无效需要一个过程,一旦该速
度传感器被判故障后,速度传感器器的监测值超出范围,VTCU判定速度传感器故障后就会将其隔离。
即列车会忽略该值,因此不会对列车牵引/制动功能产生影响。
2.速度传感器监测值
不准但未超出范围时仍然会被系统所采用,导致系统会出现误判情况,如出现空转滑行故障。
四、牵引电机速度传感器故障统计及原因分析
近年来牵引电机速度传感器故障数据,如下表所示:
根据数据分析,牵引电机速度传感器故障均保持一个较低的水平。
从故障案例分析,此
故障均未导致列车下线或以上指标。
列车产生牵引电机速度传感器故障的因素有:1.速度传感器故障;2.速度传感器接线问题;3.DCU/M故障。
根据以往故障案例,牵引电机速度传感器故障主要为传感器本身故障导致,个别故障是
由于安装传感器时人为原因造成,如安装时连接插头未紧固好、探头上存有异物等。
五、牵引电机速度传感器维修工艺
在均衡修规程及工艺卡中已明确要求在日检及以上修程对牵引电机速度传感器的紧固状
态进行检查。
根据牵引电机速度传感器安装位置且列车运营时间久,速度传感器探头部分易沾染齿轮
箱铁屑,拆装速度传感器后主要是对其探头进行清洁。
但拆装一个牵引电机速度传感器需要
2人、耗时约30分钟,如果对整列车16个速度传感器进行拆装检查,需2人、耗时约8个
小时,工作量大。
且鉴于速度传感器故障率仍低且故障后影响较小,因此不建议日常对进行
拆装检查。
若需对速度传感器探头进行清洁,可安排专人进行或在架修时进行。
六、结论
1.牵引电机速度传感器故障率低,对正线行车安全影响小。
2.从监控数据分析,速度传感器采集信号,精密性高、同步性好。
因此可在均衡修动调
作业中增加对所有速度传感器的监控,若发现某个速度传感器同步性出现异常,则可对该速
度传感器进行更换。
3.在平日检修作业中发现齿轮箱油发黑(铁屑过多)时,及时对速度传感器探头进行清洁。
并且可定期安排专人或架大修时对牵引电机探头进行清洁作业。