CRH2/380A型动车组牵引电机速度传感器检修工艺研究

CRH2/380A型动车组牵引电机速度传感器检修工艺研究

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。

图1速度传感器

单位时间内位移的增量就是速度。速度包括线速度和角速度，与之相对应的就有线速度传感器和角速度传感器，我们都统称为速度传感器。传感器是一种将非电量（如速度、压力）的变化转化为电量变化的原件，根据转换的非电量不同可分为压力传感器、速度传感器、温度传感器等，是进行测量、控制仪器及设备的零件、附件。旋转式速度传感器的性能可归纳如下：传感器的输出信号为脉冲信号，其稳定性较好，不易受外部噪声干扰，对测量电路无特殊要求；结构比较简单，成本低，性能稳定可靠。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小，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。

CRH2/380A型动车组牵引电机速度传感器采用霍尔速度传感器，是一种基于霍尔效应的磁电传感器，具有对磁场敏感度高、输出信号稳定、频率响应高、抗电磁干扰能力强、结构简单、使用方便等特点。它主要是由特定磁极对数的永久磁铁(一般为4或8对)、霍尔元件、旋转机构及输入/输出插件等组成。霍尔速度传感器主要电气技术参数包括:输出信号高电压、低电压、占空比、周期、上升时间、下降时间、周期脉冲数等,为了保证产品的性能可靠性,必须在出厂前对这些参数进行定量测试。

2速度传感器检修过程中存在的问题

对于CRH2/380A型动车组牵引电机速度传感器的现状进行调查：全面统计2017年7月到2018年3月CRH2/380A型动车组牵引电机速度传感器探头镜面划伤问题、电连接器磕碰伤问题、厂外故障问题，针对三个方面分别进行统计、分析。

2.1速度传感器探头镜面划伤问题统计

2017年7月-2018年3月CRH2/380A型动车组牵引电机速度传感器探头镜面划伤问题进行统计，如下图1，速度传感器探头镜面划伤439件，占比14.1%。

图1 速度传感器探头镜面划伤问题统计

2.2速度传感器连接器磕碰伤问题统计

2017年7月-2018年3月CRH2/380A型动车组牵引电机速度传感器连接器磕碰伤问题进行统计，如下图2，速度传感器电连接器磕碰伤93件，占比3%。

图2速度传感器连接器磕碰伤问题统计

2.3速度传感器厂外故障问题统计

2017年7月-2018年3月CRH2/380A型动车组牵引电机速度传感器厂外故障问题进行统计，如下图3，厂外平均故障率达0.95%。

图3速度传感器厂外故障率

根据统计2017年7月到2018年3月生产现场3112件速度传感器入厂以及安装前的记录，筛选出CRH2/380A型动车组牵引电机速度传感器探头镜面划伤的数量为439件，占比14.1%；速度传感器因电连接器磕碰伤造成的速度传感器报废数量为93件，占比2.98%；厂外故障率最高达到2.63%。通过统计分析发现此类速度传感器探头镜面划伤问题占比居多，因此，速度传感器探头镜面划伤问题是造成CRH2/380A型动车组牵引电机速度传感器检修质量的主要原因。

3提升速度传感器检修工艺的措施

3.1对于速度传感器增加防护措施

3.1.1设计制作速度传感器的防护工装

通过现场测量CRH2/380A型动车组牵引电机速度传感器探头、探头镜面以及电连接器的尺寸，绘制镜面防护、探头防护、电连接器防护工装图纸。防护工装材质采用黑色氯丁橡胶，能够有效防护速度传感器探头、探头镜面以及电连接器，起到防磕碰作用。防护效果如下图所示。

图4 探头镜面防护        图5探头防护         图6电连接器防护

3.1.2设计制作速度传感器的配送工装

速度传感器检修时需根据产线装配电机的顺序进行逐个检修，一台牵引电机配置两件速度传感器，且两件长度不一致。要实现速度传感器可按照顺序摆放、同时又可按照一台电机1#和2#速度传感器依据现场不一分开摆放的要求；避免因取用挑选传感器造成磕碰，同时减少挑选时间。针对速度传感器检修过程设计制作专用存放架配送速度传感器，实现速度传感器的检修与摆放问题，有效避免了因取用传感器造成的二次磕碰伤，如下图所示。

图7专用存放架

3.2增加速度传感器的检测项点

在CRH2/380A型动车组牵引电机速度传感器例行试验中增加检测项点，尽可能模拟牵引电机装车后运行的环境，检测速度传感器，避免出现例行试验检测合格后在线出现故障的现象。速度传感器装配间隙1.3mm；等效CRH2/380A型动车组牵引电机转速为10000r/min；负载电阻为500Ω下进行波形检测，测试时间30s，若无波形丢失，确定传感器正常；若波形相位差大于125°或其中任一通道占空比超过50±20%，测试时间应增加时间30s，若无波形丢失，则说明该传感器可装配使用。速度传感器筛选装置如下图8所示。

图8速度传感器筛选

结束语

CRH2/380A型动车组牵引电机高级修过程中，对于速度传感器的检修过程中造成速度传感器报废进行原因分析，设计制作速度传感器不同部位的防护工装，经使用防护工装、流转工装后速度传感器检修合格率从82.9%提升至86.8%；同时模拟速度传感器在线运行状态，增加检测项点，经使用高转速速度传感器检测装置筛选速度传感器后，厂外故障率显著下降至0.4%，提前筛选出有质量隐患的速度传感器，从而提升速度传感器的检修质量，降低检修过程中检修成本，降低速度传感器在线故障风险，保证动车组牵引电机正常运行。

参考文献

[1]余飞，唐辉，张文耀，邵湖.CRH6A型动车组ATP光电速度传感器故障与解决措施研究[J].铁道机车与动车，2019（12）37-39.

[2]张柏杰.霍尔速度传感器在线检测设备的研制[J].设备管理与维修，2021（9）133-134.