地铁车辆电机牵引故障的诊断及维修策略

地铁车辆电机牵引故障的诊断及维修策略

陶亦舜

苏州轨道交通运营有限公司运营一分公司  江苏苏州  215200

摘要：随着我国城市化水平的不断提升，城市地铁交通建设也呈现出前所未有的快速发展态势，而地铁交通系统中的关键设备牵引电机的安全运营，对提高地铁交通运营水平有着十分重大的实际价值。本文通过对当前城市地铁交通中常用的电动机和牵引设备的故障展开分析，并着重对其进行详细的故障维护，从而希望能够推动我国地铁行业的可持续发展。

关键词：地铁车辆；电机牵引故障；诊断技术；维修技术

在地铁交通车辆的日常运营中，其电机容易出现失效，从而降低了列车的安全性与可靠性。而对于这类问题，只有及时诊断、分析和维修，方能防止同类问题再度出现[1]。为此，对城市地铁交通中的电动机和拖动系统的故障进行研究。随着科技的进步，交流变频调速技术也越来越完善，将交流变频调速技术运用到牵引电机中，与直流调速领域相比，它可以实现平滑的、连续的、高速的调速，并且它的结构也比较简单，占用的空间也比较少，可以很好地适应地铁车辆对电机的安装空间和质量的需求。在城市轨道交通、轻型电车轨道和城市地铁交通中，均采用了交流牵引电动机。随着牵引电动机的发展，为了适应不同类型的电动列车及电力机车的牵引特点，逐渐衍生出了直流牵引电机。

1地铁车辆牵引电机中存在的主要故障

地铁交通用机车牵引电动机常见的故障有两类：一是电动机上电后，电动机不能正常运转；在列车上，如果电动机在起动后不能工作，也没有冒烟、异响以及异味等反常现象，说明电动机的运行速度很慢，不能满足电动机的运行要求。产生这种现象的根源是：由于电动机供电的质量差，导致了低电流；也可能是由于过流保护调整不当，使供电不能正常工作而引起的失效；也有可能是由于高温引起保险丝的熔化情形而不能正常工作；二是轨道交通机车在运行时发生的一些问题[2]。在城市地铁交通中，由于供电电压较高，在长期高负载运行下，经常会发生异常噪声。另外，也有可能是马达的定子油量偏少，从而出现异常现象。此外，在运行时，由于电动机的内部存在问题，或由于铁芯的松弛与变形，导致了列车运行时的振幅过大。

2分析诊断地铁车辆电机牵引故障的技术

2.1声音诊断技术

在对电动机的工作状况进行检测时，可以采用给定的速度来判断电动机的工作状况，这样就能确保试验的科学、合理。在试验过程中，工艺维护人员必须确保试验过程中的电压速率、点频的稳定度，以确保试验结果的精度。同时，在确保电动机始终保持在开启的情况下，以自己的诊断经历为参考依据，对地铁机车电动机的振动和噪音展开全面、科学的诊断，从而为地铁列车的安全运行打下坚实的基础。以某电动机发生异响为例子，在诊断过程中，先根据运行中的噪声来判定，再利用声学比对方法进行进一步的诊断，最终获得试验结果。在进行试验时，应确保电动机在额定频率或者在低频段工作[3]。具体的检查过程有两个方面：1）对电机进行科学拆解，检查其内部结构。通过对此工艺实例的分析，得出电动机内润滑脂有硬化的情况，并且储量很小，使电动机工作时产生了很大的摩擦力。此外，电机内侧的滚珠表面已经锈蚀，抹去润滑脂后，在一些滚珠表面上看到数个大小不等的凹槽。2) 通过对电动机的内在故障进行分析，找出引起锈蚀的主要因素。通过对其进行综合的研究，得出了在电动机正常运行期间，湿气伴随着气体渗入到电动机的轴承室中，久而久之，就会产生腐蚀反应。通过与内环面凹痕的比较，可以看出，在电机转子装配时，内环表面受到磨球的拉伸，随着马达的长期运行，该磨损会逐步增大，从而产生凹痕。

2.2电机体诊断技术

为了更全面、更准确的了解列车的运行状况，提出了一种基于电磁轴承的列车牵引电动机的振动检测方法。特别在运用电磁振动故障检测方法中，对电机的振动幅值进行了检测。通常，它的振幅都是通过在马达本体的横向上用一个弹性悬挂来测量，或者在马达本体的竖直方向上检测[4]。因此，在进行电磁轴承的电磁振动故障检测时，必须考虑到排除外部其它因素的影响，以确保检测结果的正确性。此外，在利用电机本体的震动来进行故障的检测时，要清楚地掌握震动的基准测点和震动的大小，通常不大于3.5米/秒。

3分析维修地铁车辆电机牵引故障的技术

3.1结合实际情况，构建故障表格

失效类型结构表的建立主要是为了对各类失效进行归纳和分类，从而有效地提升维护工作的效率与品质。针对目前在地铁交通机车检修工作中，单纯依靠故障诊断方法来判定某一特定的故障并不完全，而且还存在多种故障并存的情况。所以，单纯从故障诊断和人的叙述中，很难准确掌握列车牵引电动机的具体故障。但是，通过建立故障种类构造表，可以将目标电机曾经发生过的故障和引起故障的根源都掌握在手中，这样就可以比较精确地了解故障种类和故障的具体原因，从而提高故障处理以及电机维护的品质与效率。

3.2处理电腐蚀故障的有效技术

在城市地铁交通中，电机异常是最常见的一种，它会对地铁车辆的牵引电机造成很大的影响，并且会发生异常的原因，其中一个就是由于电动机的轴承发生了电腐蚀，从而导致更多的故障。解决此问题的方法有四个方面：1）降低反相逆变材料的负极值及电磁干扰容量

[5]。这一维护措施是依据地铁车辆的线路原则及构造来进行的，有关的技术维护工作，要与具体的环境相适应，选用适当的换流器负向电磁干扰变容，并通过对轴承的电流路径进行优化，从而达到减小电压和消除电动机轴承异常故障的目的。其实施过程为：一是根据实际状况，合理地选取电磁干扰容量；其次，要合理的设置 EMI电容器，通常可以把它安置在倒相器的正下方，并选用质地柔软、长度较短的导线，比如用铜股等来进行对接，以减小电感值。2)改进接地系统的设计。采用此种技术对轨道交通列车电动机轴承的电气腐蚀问题进行分析，必须在满足整车接地规范的情况下，才能正确地调节其接地位置。通常采用在框架与轴端部之间加装接地电阻，这样可以减小感抗，减小电动机的轴承电流，减小电动机的轴电压。3)在逆变系统中加入滤波电路，并对其进行优化。这种装置通常被装在变换器的输出侧，从而减小了小冲击下的电压波动速率。

3.3以排除法为核心，处理具体故障

总之，在城市地铁交通工具的运行中，电动机很容易发生各类不同程度的故障，这就造成了有关的维护工作中出现了混淆和遗漏的现象。这样，在对地铁交通列车的检修中，检修人员就能运用排故方法，进行精确检修工作。特别是，有关的技术维护人员应该制订周期性的维护计划，经常进行轴承的替换，清除杂质等工作，在装配过程中注意润滑脂的涂抹，防止发生事故[6]。在这个工艺中要特别留意，刷漆时要事先留出足够的距离，减少出现温升现象的几率。

4结束语

综上所述，保障地铁交通列车的正常运营，对确保广大乘客的乘车安全具有重要意义。利用噪音诊断方法、温度检测方法等手段，对设备进行科学的故障诊断，运用排除法、电蚀故障处理等方法进行维护工作，从而推动我国地铁交通的长远发展。

参考文献

[1]卢一鹏,唐春燕,杨存平.地铁车辆牵引电机动力连接器烧损原因分析及改进方案[J].城市轨道交通研究,2023,26(03):221-225.

[2]许俊青,宗志祥,王同慧.上海地铁车辆牵引电机轴承故障分析与预防性维护[J].轨道交通装备与技术,2023,(01):42-45.

[3]李文涛,杨航,王俊伟.地铁车辆牵引电机超温故障预测技术研究[J].现代城市轨道交通,2022,(S1):23-27.

[4]侯向阳,许镇宇.地铁车辆牵引系统电机过压及过流故障的原因分析及改进措施[J].城市轨道交通研究,2022,25(04):174-176+228.

[5]方舟,王烟平.地铁牵引电机故障原因分析及改进措施[J].技术与市场,2021,28(08):47-49.

[6]王继强,黄丙龙,葛兴亮.青岛地铁3号线列车牵引电机超温故障处理与分析[J].铁道机车与动车,2021,(05):34-37+6.