地铁车辆电机牵引故障的诊断及维修技术分析

地铁车辆电机牵引故障的诊断及维修技术分析

吴保国

合肥市轨道交通集团运营有限公司 安徽 合肥 230000

摘要：电机是地铁车辆的核心部件之一，其性能和可靠性直接关系车辆的运行效率和安全性。然而，电机由于长期在复杂的运行环境中工作，容易发生各种故障，如定子绕组短路、转子断条、轴承磨损等。这些故障不仅会导致地铁车辆的性能下降，还可能引发严重的安全事故。地铁车辆电机故障诊断旨在通过各种检测手段及时发现电机的潜在问题，从而采取相应的维修措施，避免故障的进一步恶化。预防性维护则是通过定期的检查和保养，确保电机在最佳状态下运行，延长其使用寿命，并降低故障发生的概率。

关键词：地铁车辆；电机牵引故障；维修

引言

传统的地铁车辆电机驱动系统中传感器故障诊断方案是通过增加额外的相同传感器或执行器来对原来的传感器系统进行故障诊断和校对，该方案简单可靠，但需要增加额外的硬件成本和安装空间。随着传感器故障诊断技术的不断发展，基于解析冗余的检测方案成为实现传感器系统故障诊断的新方向。解析冗余检测策略考虑了系统的信息动态响应和系统动态响应，通过系统的输入、传感器输出以及系统的数学模型构造必要的数值冗余关系，从而实现故障的检测与分离，且无需额外传感器。

1地铁车辆电机常见故障类型

1.1定子故障

定子故障主要包括定子绕组短路、断路和绕组绝缘老化等问题。定子绕组短路会导致局部过热，严重时可能引发电机烧坏；断路则会导致电机不能正常运行；绕组绝缘老化会降低电机的电气性能，增加故障发生的风险。这些故障通常可以通过定期的电气测试和热成像技术进行诊断和预防。

1.2转子故障

转子故障主要表现为转子断条和转子不平衡。转子断条会导致电机运行不稳，产生异常振动和噪声，严重时会引起电机的机械损坏；转子不平衡则可能是由制造误差、长期运行中的磨损或维修过程中的不当处理引起的，这些问题会影响电机的稳定性和使用寿命。通过定期的振动分析和机械检测，可以有效地识别和处理转子故障。

1.3轴承故障

轴承是地铁车辆电机中的关键部件，轴承故障是电机运行中常见且严重的问题，主要包括轴承磨损、润滑不良和轴承卡滞等。轴承磨损会增加电机的机械损耗和运行噪声；润滑不良则可能导致轴承过热，缩短其使用寿命；轴承卡滞会引发电机运行失常，甚至导致轴承烧坏。通过定期的润滑检查和更换磨损轴承，可以有效预防轴承故障的发生。

2地铁车辆电机牵引故障诊断方法

2.1声音诊断方法

声音诊断方法是现阶段地铁车辆电机牵引故障诊断过程中较为常用的技术手段之一，在开展地铁车辆电机牵引故障诊断工作前，维修人员要先确定地铁车辆电机是否处于空载稳定状态，再进行分析与诊断当前电机运行状态，以保证地铁车辆电机牵引故障诊断结果准确性”。若无特殊情况影响,电机内部转速均处于同步状态。以额定转速方法诊断电机运行状态,并在诊断过程中时刻关注电压率、点频率的变化,有利于提升诊断结果准确性、科学性。同时确认电机是否处于通电状态，再结合以往地铁车辆故障诊断经验,评估电机轴承所发出的噪声,确保地铁车辆电机故障噪声诊断工作合理性开展，为后续电机牵引故障处理与维修提供科学依据，从根本上保障地铁车辆运行安全。

2.2温度诊断方法

长期处于运转状态下的电机,极易出现轴承温度过高的情况，轴承温度变化对地铁车辆电机耐久性有着一定影响。轴承温度升高与转子的油质量不符合规定标准相关，导致电机转子的摩擦力逐渐增加,促使运转状态下的轴承温度越来越高。因轴承内孔与中心偏离较大，运转过程中与轴之间产生一定摩擦力，使轴承温度随着摩擦力增大而不断升高。受到温度升高影响，则会使电机内部零件原有尺寸发生改变，降低地铁车辆运行安全性,威胁乘客生命安全。基于此，可以选用温度诊断方法分析与判断地铁车辆电机牵引故障，如利用温度传感器对电机轴承温度进行测试,具体诊断流程如下:(1)电机要处于通电状态,并静置到要求时间,等待轴承温度升高。(2)借助温度传感器测试当前电机轴承的温度,判断温度升高情况,同时记录温度测试数据;再次测试电机轴承温度,对比前后两次测试所得温度值，确定地铁车辆牵引电机是否有轴承温度过高故障问题发生。

2.3电机体振动诊断方法

在诊断地铁车辆电机牵引故障时,运用电机体振动诊断方法，有利于增强地铁车辆电机牵引故障诊断准确性;该诊断方法在具体运用过程中,主要以测试电机体振动幅度的方式判断其是否存在故障问题。诊断流程如下:(1)沿着电机体水平方向或垂直方向，通过架设弹性吊架对电机体振动幅度进行测试,在振动幅度测试环节,维修人员要注重外部干扰因素控制，减少对最终故障诊断结果准确性的影响。(2)结合电机体振动幅度测试数据，确认其震荡值是否在规定要求的震荡允许范围内,震荡值最大不超过3.5m/s。

3地铁车辆电机牵引故障维修技术运用策略

3.1建立维护管理体系

维护管理体系包括维护计划制定、维护人员培训、维护记录管理和维护效果评估。第一，根据电机的使用情况、运行环境和历史故障数据，制定科学合理的维护计划，明确检查和维护的内容、频次和标准。第二，加强对维护人员的培训，提高其对电机故障的诊断和处理能力，确保维护工作按照计划和标准执行。在维护过程中，应建立详细的维护记录，对每次检查和维护的内容进行记录和存档，形成完整的维护档案，以便后续跟踪和分析。第三，通过对维护效果的评估，及时发现维护工作中的不足，调整维护策略和措施，不断优化维护管理体系，以提高电机维护的质量和效率，减少故障发生，保障地铁车辆安全可靠运行。

3.2定期维护和检查

定期维护和检查是地铁车辆驱动电机电路稳定运行的重要保障。车辆关键部件的定期维护和损耗件的替换必不可少。车辆使用过程中，对驱动电机电路可靠性的影响包含多个要素，例如电池、电机以及控制器等，必要时对已老化或破损的部件进行更换，切实规避零部件故障引发的电路故障，从而提高整个系统的稳定性和可靠性。电路连接的稳定性检验对设备正常运行也十分重要。地铁车辆在运行过程中会面临振动、温度波动、湿度增加等问题的挑战，电路连接可能出现松动和腐蚀的情况。对连接部位实施定期检查，这些问题将能够迅速被发现并得到妥善处理，防止电路连接问题导致系统性能衰退或设备故障。

3.3远程监控与维护

通过将地铁车辆的数据接入互联网，可对车辆状况实施远程实时监控。地铁车辆生产企业对这一技术极为重视，在大数据的加持下凭借快捷的反应和积极的服务，车辆的可靠性和维修效率得到显著提升。车内传感器与通信模块协同工作实现远程监控，将地铁车辆驱动电机电路的实时数据传输至云端并加以分析形成监测报告。

结束语

在地铁车辆驱动电机电路的故障预防方面，执行质量控制与设计优化，定期维护，增强电路保护策略，提供必要的维修人员和用户培训都是将故障防患于未然的重要环节，地铁车辆的稳定性因这一系列举措而得以提升；而故障的快速排除则可以依托故障诊断系统、远程监测、故障码分析、仿真测试等技术手段。地铁车辆驱动电机电路的可靠性将得益于整个地铁车辆产业的高速发展，其故障的预防与排除必然也将加速向智能化、高效化的目标迈进。

参考文献

[1]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(1):42-45.

[2]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(8):47-49.

[3]谈琦,李现远,孙春飞,等.地铁车辆电机牵引故障的诊断及维修思路解析[J.交通科技与管理,2020(1):21-22.