广州地铁一号线牵引电机烧损分析及对策
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v 12 N . o. 6 o6
De c.. O 9 2O
J u n l fE s hn ioo g U ie s y o r a atC ia J tn n v ri o a t
文章编号 :05— 5 320 )6— 05— 5 10 02 [0 90 03 0
是基于传输线理论的电缆特性研究_ , 2 国外已有学者研究 了 P ] WM脉 冲过电压幅值与高频振荡的关系 , 认
为 电缆长度 越长 , 冲电压 幅值 越 大 , 荡频率越 低 。 当电缆 长度 达 到或 超过 某 一 临界 长 度 时 , 电 压 幅 脉 振 过 值会 近似达 到额定 电压 的 2 。过 电压 的幅值和 振荡频 率 与 电缆 长度 , 倍 阻抗 匹 配 以及脉 冲上 升沿 时 间等 因素关 系紧密 。从 目前 一号线 烧损 的 5台电机位 置来看 , 3台位 于第 3 , 轴 2台位 于 第 4轴 , 连 接 电缆距 其 离 牵引逆 变器 大约为 1 7m, 比第 l , 2轴 2 离相 对较 远 。根 据 以上理论 , 3轴 , 4轴 5~1 相 轴 第 ~4m距 第 第 牵 引 电机 端 电压 过 冲比第 12 严重 , ,轴 因此对 电机 绝缘 的影 响较 大 。 还有学 者在模 拟 的 电机定 子绕 组上进 行 电压 波形 的测量 和分 析研 究结 果 表 明 , 8 % 的过 电压加 约 0
广 州地 铁 一 号线 牵 引 电机 烧 损 分 析及 对 策
陈 威
( 广州 市地下铁 道总公司 车辆 中心 , 广东 广州 508 ) 130
摘要 : 广州地铁 一号线在 最近 2年的运行过程 中, 已经 出现 5起 牵引电机烧损故 障。故 障现 象表现 为定子绕组绝缘 击穿 , 线 圈与定子铁芯 电腐蚀严重 , 转子表面对应 于定子绕组烧损 处 出现 环状 烧痕。本文针 对一号线 牵引 电机 烧损 现 象, 分析 了产
媲美 的调速 性 能 , 在交 流传 动 系统 中 , 引 电机 的可 靠性 受 到其 绝 缘 性 能 的 制 约 , 别 在 基 于 P 但 牵 特 WM 脉
宽调制变频器供电的三相异步牵引电机中… 电机定子绕组反复承受短时矩形 电压脉冲的冲击 , 1, 电机绕组 端电压变化率很大 , 这对牵引电机绝缘性 能的要求很高 , 否则 电机很容易发生绝缘击穿 , 以致烧损电机 。 号线牵 引 电机在 最 近 3年 已有 5台烧 损 , 部都 是 由 于定 子 绕组 绝 缘 击 穿 造成 , 全 因此 , 号 线 牵 引 电机 一 在经 过 l 多 年 的运 行 后 , 子 绝缘老 化 的趋势 不 可避 免 , 不采 取 措施 , 引 电机烧 损 的情 况还 会继 续 出 O 定 如 牵
一
现 , 严 重威胁 列 车正 常运 营 。 将
1 定子 绕组绝缘击穿分析[刈 2
一
号 线牵 引 电机 为 SE E S 伦堡 工厂 生产 的 型号 为 1B000 A 2的三 相 四极 鼠笼式 电动 机 , IM N 纽 T 21.G 0 采
用 W Ⅶ 牵 引逆 变器 供 电 , 额定 功率 10k 定子 绕组 为 双层 分 布 式嵌 线 , 子 槽 数 6 , 距 l , 用 6 ̄. 9 W, 定 0极 5采 0 相带 , 每极 每 相槽数 为 5 。定 子绕 组 绝 缘 系统 为 Mi .sc绝缘 等 级 2O 主绝 缘 采 用 粉 云母 玻 璃 丝 带 与 c 1t , aa i O,
从一号线牵引电机的烧损现象来看几台电机烧损位置十分相近均位于绕组通风槽直线出槽口处线圈和定子铁芯电腐蚀严重如图6所示同属于匝间绝缘击穿绝缘击穿后短路大电流发热烧损对地绝缘而使电机对地短路引发火花放电致使线圈和定子铁芯电腐蚀严重转子表面有环状烧痕而匝间绝缘的击穿就很有可能是图5aw0状态下70km?h1电流频谱图图6一号线牵引电机定子烧损图片在匝间绝缘逐渐老化的情况下发生电晕绝缘逐渐损坏直至击穿
聚酰亚胺薄膜 , 匝间绝缘 为 K PO A T N薄膜 , 采用有 机硅树脂 作 为绕组浸渍 漆 , 且在 绕组 出槽 口采 用 并 N m x 以增强 线 圈 的耐 振 动能力 , o e纸 同时采 用 V I真空压 力 浸漆 ) P( 技术 进行 固化 成 型 。 号线大多数牵引电机运行已达百万公里 , 目 的烧损情况看 , 就 前 其故障比率还是相对较低。但是在 长 时 间的运行 后 , 其绝 缘性 能势 必会 下降 , 并且 由于其供 电环境 不变 , 电机 烧损 的几 率相 对 而言更 高 , 有 故
收 稿 日期 :0 9 0 —2 20 — 9 9
蓁 一
作者简 介 : 陈
威(94一) 男 , 18 , 湖北孝感人 , 助理工程师 , 究方 向为 电子 电子与 电力传 动。 研
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20 年 09
致, 电缆 与电机 的阻抗 匹配 、 匝间 电感与 电容 的分布都 会对 电压过 冲产 生较 大的影 响 。 目前研 究 比较 多 的
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必 要对烧 损 原 因进 行 分析 , 从定 子绕 组烧 损现 象看 , 成牵 引 电机烧 损 的原 因主要 有 以下 3 。 造 点
1 1 电机 绕组端 电压 过 冲【 . 2 J
P 供 电相 比于牵
统承受的电压变化率对绕组冲击更大, 一号线 v 、 v 牵 引 逆变器 最 大开关 频率 40H ,T 5 zG O上 升 沿 时间 大约 1
,
定 子 绕组 端 电压 脉 冲变 化 时 间很 短 , 因此 容 易在 上
升 沿或下 降沿 出现 电压 过 冲 , 生 尖 峰 电压 , 产 导致 绕 组 电压分 布不 均匀 。如 图 1 示 ,WM 脉 冲 的上 升 沿 出 所 P 现振 荡尖 峰 , 从最 大值 衰减 到正 常水 平 。 当然 , 电机 端 电 压 过 冲 的原 因并 不 是 单 一 因素 导
生原 因并 提 出 了应 对 措 施 。 关 键 词: 牵引电机 ; 绝缘击 穿; 真空压力浸漆 中 图 分 类 号 :M9 27 ’ 2 .2 I 文献标识码 : A
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号 线采 用基 于矢 量控 制 的 V v v F变压 变 频 P WM脉 宽调 制 的交流 传动 系统 , 具有 与 直流调 速 系统 相