发布时间：2021-06-05所属分类：免费文献浏览：1次
摘 要： 自动化技术与应用
《非典型地铁车辆电机过热故障的分析及处理》论文发表期刊：《自动化技术与应用》；发表周期：2021年01期
《非典型地铁车辆电机过热故障的分析及处理》论文作者信息：马燕(1988-),女,讲师,研究方向：测控仪器与仪表。
摘要：在地铁车辆中，电机温度是一个很重要的参数。如果出现了电机温度此类故障，会影响车辆的正常运行，因此在平时地铁车辆的维护工作中，对电机温度这类故障，要重点关注。本文针对地铁车辆中出现的一种非典型的电机过热故障问题，通过逐步分析，逐步排查，结合电脑软件时时监控电机温度数据，然后结合电机温度过热的软件控制逻辑来分析并证实故障出现的原因，最终找出故障点并及时处理，保障地铁车辆顺利运营。
关键词：非典型;电机过热故障;温度传感器;控制逻辑
Abstract: In subway vehicles, the motor temperature is an important parameter. If motor temperature fault occurs, it will affect the normal operation of the vehicle. Therefore, in the daily maintenance work of subway vehicles, it should pay attention on motor temperature fault. This article aims at an atypical motor overheating fault problem in subway vehicles. Through step-by-step analysis, step-by-step troubleshooting, combined with computer software to constantly monitor motor temperature data, and then combined with the software control logic of motor temperature overheating to analyze and confirm the cause of the fault, and finally it finds the fault point and deal with it in time, ensure the safety operation of subway vehicles.
Key words: atypical; motor overheating fault; temperature sensor, control logic
1引言
在电机的工程应用中，通常需要使用温度传感器来测量电机绕组部位的温度，来了解电机运行的状况和进行必要的保护。因此电机温度这一参数对地铁车辆的安全运行是非常重要的。当电机温度过高时，会进行相应电机的封锁，以免电机遭受更进一步的损伤，从而保护电机。故针对电机温度有关的故障，一定要着重处理，要判断是真实的电机过热，还是由于外部的原因造成的假的电机过热。本文重点介绍了一起非典型地铁车辆电机过热问题的分析和处理。
2电阻型温度传感器特性
电阻型温度传感器(RTD)是一种物质材料作成的电阻，它会随温度的变化而变化。PT100温度传感器是一种以白金(PT)为材料制作而成的温度传感器，属于正电阻系数，其中电阻和温度变化的关系式如下：
在参考温度0度时，阻值为100欧姆，故以白金(PT)为材料的温度传感器又称PT100，温度特性如图1所示。
3地铁车辆电机温度传感器工作原理
温度传感器在地铁车辆上的简易装配图如图2所示。
在实际车辆应用中，电机温度传感器装置主要有三部分组成：传感器、信号转换器和微处理器(MCU)，传感器主要是PT100温度传感器;信号转换器主要由测量单元、信号处理和转换单元组成，微处理器(MCU)用于处理转换器得到的标准信号，从而输出温度的实时数据"。温度传感器实际安装位置在电机内部的绕组上，共安装上2个温度传感器，用于测量绕组的温度。实际运行只使用一个，另一个作为冗余。温度传感器通过外部端子排与车辆电缆相连，如图3所示。温度传感器简易处理图如图4所示。
由于电机温度温度传感器在电机内部，如果传感器坏了，更换起来很麻烦，需要将电机给拆解，故安装了两个温度传感器，当主用温度传感器坏了，可以通过外部的温度传感器端子排跳线到备用温度传感器，这样就会大大减少工作量。温度传感器电路图如图5所示。
4 地铁电机过热故障分析
在地铁车辆中，电机温度过高，会在车辆显示屏报出电机过热，同时封锁牵引，以此来保护电机不受到损伤，当电机温度恢复到正常值时，解除牵引封锁，使得电机重新开始工作。电机过热故障发生后，可以通过下面的故障树来逐步分析，从而将故障消除。故障树见图6所示。
本次电机过热发生在车辆在正线运行的途中，故障发生数分钟后，故障自行消除。按照以前处理的经验分析，初步判断可能是电机通风口被堵住，造成电机散热能力下降从而使电机过热，或者是插头有缩针现象，也可能是软件原因导致。
车辆入库后，检查电机通风口出，没有异物堵塞，拆开温度传感器插头，也没有发现插头有缩针现象。然后按照图5所示的电机温度传感器电路图测量了温度传感器电阻，大约为108Q，根据温度表，即20℃，和环境温度一致，温度表见表1。
通过电脑实时监控电机温度数值，发现所有电机温度值都差不多，也与环境温度相对应。做预防性维修，将当前的主用温度传感器切除，换成备用温度传感器。在试车线跑车时，又报出该故障，然后测量该温度传感器阻值正常，这样就排除了温度传感器本身的问题。然后通过对调MCU运行观察，故障依旧存在，没有转移。至此，就只剩下电机本身和外部线缆没有排除。
在实际运行时，牵引电机正常情况下都是恒温在某一温度不变的。倘若真的是电机本身原因导致过温，那么该电机将会连续不断的报出电机过温，而事实上该电机过温事件发生后，故障会自动消除，并且在一段时间内没有发生。这样可基本排除电机问题，但是为了防止万一，将该电机切除，然后跑车发现依旧报出该故障，这就完全排除了电机本身的问题。
通过以上分析，基本锁定是中间线路存在问题。但是整体测量线路，没有发现存在短路或者断路的情况。考虑到中间线路可能存在接触不良情况，故使用电脑实时监控温度数值，然后分段晃动电缆和插头。当手动晃动到总插时，发现电机温度有突变，并且变化很大，其中电机1温度约为16"，电机2温度约为16"，电机3温度约为16"，电机4温度约为-26"，电机4与其他三个电机温度相差在30"以上，见图7所示，同时HIM屏报出电机过热故障。由此基本确定故障点。通过下载的故障数据分析，在正线发生故障点时，也是显示该电机温度突变，其中电机1温度约为57"，电机2温度约为55"，电机3温度约为61"，电机4温度约为16"，电机4与其他三个电机温度相差在30以上，见图8所示。进一步检查发现，该总插没有拧紧，用手可以很轻松晃动。最后将插头拧紧后，手动晃动该总插，温度显示正常，试车线跑车，也没有报出该故障，由此该电机过热故障排除"。
5 电机过热软件控制逻辑
查阅软件控制逻辑，造成电机过热故障有两种温度数值：一是电机温度值超过了200"，二是对于同一节车的四个电机，在同一时刻，其中一个电机的温度与另外三个电机中的任何一个的温度相差大于30度。对应逻辑图如下图9所示。
6原因分析
该故障原因主要是总插没有拧紧所导致。车辆在正线运行时，速度最高可达到80KM/H，进站时列车减速运行直至停车，可能会有冲击，再者在车辆转弯或者上下坡的时候，也会产生冲击，这样的话，如果总插没有拧紧，就会造成该插头晃动，从而造成里面的线路有虚接的现象，报出该故障。
7结束语
此次电机故障的出现，是以往都没有出现过的，虽然最终故障排除，但是中间花费了很多的时间。以往工作中的经验固然很重要，但是也不能每次都靠经验来处理，还是要靠准确数据来分析，这样就能快速的发现问题点，将故障准确并及时的处理。
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