关于牵引电机速度传感器分析报告

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。