В последние годы технология силовой электроники Китая быстро развивалась, и в то же время это также привело к совершенствованию технологии электронного управления, улучшило технологию работы электровозов, улучшило функции электровозов, а его внутренняя структура стала более сложной. Это явление также усугубляет диагностику неисправностей тягового электродвигателя переменного тока электровоза. Вопрос о том, может ли работа выполняться гладко, связан с безопасностью управления локомотивом, поэтому большое значение имеет проведение углубленных исследований и обсуждений.
Ключевые слова: электровоз, тяговый электродвигатель переменного тока, вина, диагноз.
В контексте скачкообразного развития железных дорог Китая, электровозы с приводом переменного тока станут основными локомотивами для разработки и применения. Являясь одним из основных компонентов электровозов переменного тока, тяговый двигатель подвержен выходу из строя из-за таких факторов, как суровые условия работы, частая смена нагрузки и большое влияние мощности. Безопасная эксплуатация тягового двигателя связана с безопасностью движения всего поезда, и большое значение имеет проведение диагностики неисправностей тягового электродвигателя переменного тока.
1. Основные методы диагностики оборудования
Сложность отказа оборудования и сложность взаимосвязи между отказом оборудования и симптомами формируют характеристику того, что диагностика неисправности оборудования является исследовательским процессом. Что касается технологии диагностики неисправностей оборудования, то основное внимание уделяется не только изучению самой неисправности, но и изучению метода диагностики неисправностей. Из-за сложности процесса устранения неполадок невозможно использовать один подход, а использовать несколько методов. Можно сказать, что должны быть использованы все методы, которые могут сыграть роль в диагностике неисправностей, а принципы, методы и средства, способствующие диагностике неисправностей, должны быть широко изучены в различных дисциплинах, что делает технологию диагностики неисправностей характеристиками междисциплинарной междисциплинарности. Обычно его делят на три метода: традиционный метод диагностики неисправностей, интеллектуальный метод диагностики неисправностей и математический метод диагностики неисправностей. Однако в самом производственном процессе могут возникнуть и другие неисправности тягового двигателя.
2. Распространенные типы неисправностей тяговых двигателей переменного тока
Тяговый двигатель переменного тока в основном состоит из статора, ротора, торцевой крышки, подшипника, измерителя скорости и приводного механизма. В процессе эксплуатации из-за влияния различных аспектов компоненты и конструкция, содержащиеся в тяговом двигателе переменного тока, день ото дня ухудшаются, а первоначальная производительность и функция постепенно снижаются, демонстрируя ненормальные условия работы, что приводит к возникновению отказов. К распространенным неисправностям тяговых двигателей переменного тока обычно относятся неисправности ротора, статора, подшипников, изоляции и электронных компонентов.
(1) Выход из строя ротора
Неисправности ротора включают неисправности обмотки ротора и корпуса ротора, а дефекты обмотки ротора делятся на дефекты растрескивания торцевых колец, дефекты обрыва полосы ротора, поломки обмотки ротора, открытой сварки и межвиткового короткого замыкания; К неисправностям корпуса ротора относятся дефекты дисбаланса ротора и эксцентриситеты ротора. Возникновение выхода из строя ротора напрямую связано с частотой запуска двигателя, ток обмотки слишком велик за короткое время во время запуска, механические части выдерживают большой удар, а сила и смещение каждой части различны, что легко может привести к поломке направляющей шины ротора и торцевого кольца из-за неравномерного напряжения. Когда эксцентриситет серьезный, отклонение геометрической оси статора и ротора слишком велико, и при вращении двигателя возникает механическое трение, которое приведет к фатальному повреждению двигателя.
(2) Выход из строя статора
К неисправностям статора относятся замыкания на землю обмоток, межвитковые короткие замыкания и межфазные короткие замыкания, среди которых межвитковые короткие замыкания являются наиболее частыми неисправностями тяговых двигателей переменного тока. Повреждение изоляции между обмотками приводит к истончению изоляционного слоя и снижению сопротивления изоляции, что является основной причиной возникновения короткого замыкания. После межвиткового короткого замыкания магнитное поле и ток воздушного зазора перестают быть симметричными, и ток статора значительно увеличивается, в результате чего повышение температуры двигателя становится слишком высоким.
(3) Выход из строя подшипника
Подшипники двигателей в основном состоят из внутреннего и наружного колец, роликов и сепараторов. К неисправностям подшипников относятся неисправности внутреннего и наружного колец, отказы сепаратора и роликов. Неисправность подшипника — это часть компонентов тягового двигателя переменного тока, которая более подвержена отказу, двигатель при работе подшипника внутри и снаружи дорожки качения, роликов и сепаратора между относительной операцией, роликом и поверхностью дорожки качения возникает большое контактное напряжение, масляная пленка, образованная смазочным маслом, если смазка плохая, это приведет к отслаиванию ролика и поверхности дорожки качения, отслаиванию или даже склеиванию ролика; Если смазочное масло содержит больше примесей, это может вызвать ненормальный износ сепаратора подшипника, что может привести к выходу подшипника из строя; Кроме того, если подшипник постоянно перегружается, температура рабочей среды высокая, эффективность рассеивания тепла двигателя и подшипника низкая, а подшипник перегревается, это также легко может привести к выходу подшипника из строя.
(4) Разрушение изоляции
Система изоляции является самым слабым звеном в конструкции двигателя, и при работе тягового двигателя переменного тока изолятор изнашивается, влага, перегрев, загрязнение, корона, старение и т. Д., Что может привести к снижению изоляционных характеристик изолятора и возникновению разрушения изоляции. Неисправности изоляции двигателя в основном включают неисправности лепестков статора двигателя, неисправности дисбаланса трехфазного сопротивления, дефекты влаги и старения изоляции обмоток, неисправности сгорания распределительной коробки и т. д.
(5) Выход из строя электронных компонентов
Неисправности электрических и электронных компонентов в основном включают неисправности датчиков скорости и неисправности датчиков температуры. Ослабление диска для измерения частоты вращения двигателя приводит к ошибке в зазоре между зубьями шестерни и датчиком скорости, что приводит к нестабильному измерению датчика скорости. Потеря зуба измерителя скорости приведет к неточности импульсного сигнала, принимаемого датчиком скорости, снизится разрешающая способность, а также датчик скорости будет неисправен. Однако датчик температуры будет неисправен из-за попадания воды в штекер датчика температуры, усадки контакта, плохого контакта кабеля или выхода из строя платы измерения температуры, износа кабеля датчика температуры и неисправности цепи.
3. Метод диагностики неисправности тягового электродвигателя переменного тока
Основными принципами диагностики неисправностей двигателей являются:
1) Метод анализа тока. Осциллограмма тока нагрузки определяется методами анализа сигналов, такими как частотный спектр, чтобы диагностировать причину и степень отказа двигателя.
2) Диагностика изоляции. Электрическое испытательное устройство и диагностическая технология используются для оценки наличия дефектов в структуре изоляции и рабочих характеристиках двигателя, а также для прогнозирования срока службы изоляции.
3) Метод определения температуры. Метод измерения температуры используется для контроля повышения температуры каждой части двигателя, а повышение температуры двигателя связано с различными явлениями неисправности.
4) Вибрационная и шумовая диагностика. Обнаружив вибрацию и шум двигателя и обработав полученный сигнал, можно диагностировать причину и место отказа двигателя.
В настоящее время методы диагностики неисправностей двигателей в Китае в основном делятся на две категории:
(1) Метод диагностики неисправностей, основанный на преобразовании сигнала
После отказа двигателя о типе отказа двигателя судят по сигналу, посылаемому двигателем. Как правило, диагностика проводится на ранней стадии двигательной недостаточности [2]. Метод диагностики неисправностей, основанный на преобразовании сигнала, достиг многих результатов в практическом применении диагностики неисправностей двигателей, особенно вейвлет-преобразования, которое подходит для обнаружения переходной аномалии, захваченной при нормальном анализе сигнала, и отображения ее состава, занимающего важное место в механической диагностике неисправностей двигателя.
(2) Методы диагностики неисправностей, основанные на знаниях
Методы диагностики неисправностей, основанные на знаниях, в основном включают методы, основанные на симптомах, и методы качественного моделирования, среди которых методы, основанные на симптомах, включают экспертные системы, нечеткие рассуждения, распознавание образов и методы нейронных сетей. Процесс диагностики прост и быстр на основе экспертной системы, но этот метод имеет узкое место в приобретении знаний, поэтому он не подходит для диагностики неисправностей сложных двигателей или двигателей новой конструкции. В области диагностики неисправностей «высокая» температура и «чрезмерный» шум являются нечеткими, и метод нечетких рассуждений является лучшим инструментом для борьбы с такими проблемами. Тем не менее, трудно получить знания о нечеткой диагностике, особенно о нечеткой связи между неисправностями и симптомами, а диагностическая способность системы зависит от нечеткой базы знаний, а способность к обучению плохая, и легко поставить неправильный диагноз или пропустить диагноз. Метод нейронных сетей обладает способностью к запоминанию, самообучению и подгонке произвольных непрерывных нелинейных функций, а также способностью к параллельной обработке и глобальному действию, что дает ему сильные преимущества при решении нелинейных задач и онлайн-оценке. В настоящее время некоторые ученые в Китае объединили нейронные сети, технологию нечеткого мышления с традиционными экспертными системами для формирования интегрированной интеллектуальной системы, которая обеспечивает новый способ решения проблемы узких мест традиционных экспертных систем в приобретении и выражении знаний.
Заключение
В последние годы экономика Китая достигла непрерывного развития, железнодорожное строительство Китая также достигло стремительного развития, и люди все больше внимания уделяют связанным с этим вопросам безопасности эксплуатации железных дорог. Железные дороги Китая продемонстрировали скачкообразную модель развития, которая способствовала разработке и применению электровозов с приводом переменного тока. В электровозе с приводом переменного тока основным оборудованием является тяговый двигатель переменного тока, и от того, может ли тяговый двигатель переменного тока безопасно двигаться, зависит то, может ли тяговый двигатель переменного тока работать безопасно. Исходя из значения диагностики неисправностей тягового электродвигателя переменного тока электровоза, в данной работе кратко анализируются распространенные типы неисправностей и основные методы диагностики, надеясь сыграть положительную роль в продвижении диагностики неисправностей тягового электродвигателя переменного тока электровоза в будущем.
Литература:
- Ли Юнькунь, Ли Сюэ. Дискуссия о прогнозировании неисправностей и конкретной схеме обслуживания оборудования первичной подстанции [J]. Low Carbon World,2017(16):64–65.)
- Ван Цзюнь, Ван Сяоцзяо. Исследование метода прогнозирования неисправностей и технического обслуживания оборудования первичной подстанции [J]. Global Market,2016(22):193–193.)
- Бай Липин. Times Agricultural Machinery, 2017, 44(08):85–86.)
