基于电机振动的动车组牵引逆变器故障诊断研究

牵引逆变器的安全性和可靠性对高速动车组车辆的稳定运行至关重要,为了对逆变器工作状态进行识别,文章结合车辆系统动力学,提出了一种基于电机振动信号分析的故障诊断方法。将电机振动信号作为监测对象,通过检测逆变器故障时电流畸变引起电机异常振动的特征信号来进行判断。以CRH2型动车组牵引传动系统为例,建立了基于空间矢量脉宽调制策略下的三电平牵引逆变器电路仿真模型,对逆变器结构故障模式进行仿真。仿真结果表明,逆变器故障会显著影响交流侧输出电流谐波含量,尤其是5倍频、7倍频、11倍频、13倍频电流谐波;而这些谐波电流输入到牵引电机后转化为6P(1-s)倍频、12P(1-s)倍频的脉动转矩,并作用于电机,使得其输出振动中含有相应频率的谐波成分。通过对高速动车组实际运行过程中的牵引电机振动信号进行分析可发现,在正常情况下振动信号不明显含有此类谐波频率成分,而当逆变器存在故障时,则会导致在振动信号中该频率信号含量非常明显。因此,文章所提出的基于振动信号分析法能够有效地监测并诊断牵引逆变器工作状态,并具有一定的工程应用价值。

动车组牵引电机轴承超温故障原因分析及优化措施研究

针对某平台动车组牵引电机频繁出现轴承超温报警故障问题,展开轴承超温故障原因分析。根据润滑脂过温劣化和轴承电腐蚀两类故障特征现象,判定轴承超温由轴间功率分配不平衡、轴电压过大和轴承绝缘抗击穿能力低导致。研究各轴电机功率分配差异、动车组接地方式、轴承绝缘涂层厚度等影响因素,明确轴承超温故障产生原因及机理。结果表明,车控驱动的动车出现轮轴滑行或空转时,会导致其他轴电机过载升温加速润滑脂老化;由分合闸过电压产生的牵引电机轴电压与接地位置和回路参数相关,不同位置接地方案下轴电压的差异最高可达到两倍;在较高轴电压下,轴承绝缘涂层厚度不足会导致绝缘击穿,造成轴电流对轴承的损伤,最终导致轴承异常磨损超温。为防止轴承超温故障频繁出现,提出TCU控制逻辑优化、整车接地方式优化及绝缘涂层厚度优化等措施,为列车安全运行提供有效的优化方案。

动车组牵引电机冷却风道试验设计与研究

对牵引电机冷却风道进行静态和疲劳试验是车辆冷却系统安全性判定最重要的手段。简要分析了动车组牵引电机冷却风道的结构与原理,分别提出了单向加载与复合加载2种试验方案并进行分析比较,重点分析了复合加载试验方案。研究了不同工况对风道静态和疲劳性能的影响,结果表明:试验设计与实际工况一致,且在不同工况下风道的静态和疲劳性能均满足使用要求。研究成果对轨道车辆牵引电机冷却风道的研发和试验起指导作用。

内燃动车组牵引用异步发电机控制系统研究

目前内燃动车组牵引用主发电机多采用同步发电机,通过调节励磁电流进行发电机输出电压的调节。同等功率下,异步发电机具有结构简单、体积小、质量轻、可靠性高等优点。文章介绍了内燃动车组牵引用异步发电机控制原理,对发电控制系统进行了仿真,通过搭建小功率异步发电机试验平台对发电控制进行了验证。

动车组牵引电机定子绝缘故障问题分析及解决措施

[目的]为了保证动车组牵引电机定子绝缘的可靠性,在定子制作或检修过程中,需采用对地绝缘耐压、相间耐压与匝间绝缘耐压等试验项目对定子对地绝缘、相间绝缘与匝间绝缘缺陷进行筛选。因此,需对牵引电机的定子绝缘故障问题进行分析,并提出相应的解决措施。[方法]介绍了对地绝缘击穿故障、相间短路故障、匝间耐压衰减波形不重合故障的故障特征及故障原因,并分析了相应改进措施及故障定子修复方法。[结果及结论]牵引电机定子修复后,顺利通过了对地绝缘耐压、相间耐压与匝间绝缘耐压等试验项目的筛选。试验结果表明:所分析的故障原因可以准确诊断定子绝缘故障问题;所制定的改进措施,可以解决定子绝缘故障问题。

CR450动车组样车年内下线 牵引系统首次适配永磁电机

近日,中国国家铁路集团有限公司(以下简称“国铁集团”)发布消息,由其牵头实施的CR450科技创新工程的动车组样车将在2024年年内下线。由中车永济电机有限公司和中车株洲电机有限公司分别提供的永磁牵引电机是高速动车组的九大关键技术之一,也是CR450高速动车组的“心脏”。

基于数字孪生的动车组牵引电机检修可视化管控系统

数字孪生是一种将物理实体与数字模型交互映射的技术方法。针对传统的可视化管控系统中展示不直观、透明度低、联动性不足等问题,将数字孪生技术引入动车组牵引电机检修的整体管控中。应用数字孪生的理论技术,详细阐述了可视化管控系统的总体框架及功能设计。搭建动车组牵引电机检修车间的虚拟三维模型场景,集成检修车间关键设备实体运行数据以及生产检修实时数据,实现虚拟车间与物理车间的关联映射和同步联动,构建了基于数字孪生的动车组牵引电机检修可视化管控系统,通过实例应用实现检修车间设备数据、生产数据的信息化、实时化和透明化,直观展示了动车组牵引电机检修车间的设备及数据的动态变化,提升了牵引电机检修可视化管控的管理水平和效率。

高速动车组永磁牵引电机空载反电势匹配分析

介绍了高速动车组永磁牵引电机空载反电势匹配分析情况。主要从空载反电势的产生及限制、高速动车组永磁牵引电机运行特性、空载反电势匹配等方面进行了论述。结合高速动车组永磁牵引电机运行特点,从空载反电势选取、牵引电机内部匹配等方面分析了空载反电势匹配分析需要考虑的因素,为高速动车组用高功率密度永磁牵引电机空载反电势的匹配设计提供参考。

牵引电机冷却风扇气动性能和气动噪声数值与试验研究（英文）

牵引电机冷却风扇是高速列车安全运行不可缺少的部件。由于列车方向交替运行,冷却风扇设计为正反转,要求冷却风扇正反转时具有相似的性能。因此,冷风风扇采用直叶片和对称壳体结构,其气动性能相对较差,与常规风扇相比,气动噪声相对较高。为了研究特殊电机冷却风扇的气动特性和气动噪声,在不同转速下对模型进行了三维数值模拟。采用声类比方法对离心冷却风扇噪声进行了分析,并在半消声室对牵引电机冷却风扇的运行噪声进行了测试。结果表明:在不同转速下,风扇出口处的流动特性相似,并给出了风扇出口的速度分布;随着转速的增大,总声压级呈线性增大。研究结果可以更好地理解气动噪声机理,改进离心式冷却风扇的结构,以降低空气动力噪声。

CRH3G型高速动车组牵引电机冷却通风道安装浅析

将CRH3G型高速动车组牵引电机冷却通风道的安装方式与CRH3型高速动车组进行了简单对比,并详细介绍了CRH3G型高速动车组牵引电机冷却通风道的安装要点。冷却风道采用吊装方式安装,避免了焊接对空气动力学牵引端受力的影响,保障了列车的安全运行。

动车组牵引电机温升测试系统设计研究

动车组牵引电机温升变化状态是评估动车组安全可靠运行的重要指标之一;基于工程计算测温原理对动车组牵引电机温升测试系统的设计进行了研究;在对工程计算方法进行分析的基础上,完成了基于CPCI总线的测试系统的硬件设计,并基于LabVIEW软件开发平台对系统软件进行了设计,同时采用线性插值法实现温度数据的处理,提高了测试精度;系统通过对某一型号试验动车组牵引电机的实际温升测试,获得了包括时间、速度、温度信号在内的3 720组实测数据,并得到相应的温升变化曲线;当进风口温度稳定在31℃左右时,随着动车组速度的变化,牵引电机的温升也不断变化,在160℃左右,温升达到最高,试验结果达到了预期效果。

和谐与先锋号动车组牵引电机润滑脂对轴承运行的影响分析

通过对采用不同润滑脂的和谐200 km/h和先锋号动车组牵引电机轴承进行温升和耐久性台架试验,考核轴承长时间持续运行的能力。结果表明,具有自修复功能和憎水型的润滑脂对轴承中出现的轻微擦伤可以自行修复,降低润滑层中水分在高速接触点的瞬间高温破坏作用,提高了运行安全性,对牵引电机轴承润滑脂的选取具有一定的参考价值。

基于改进小波神经网络的动车组牵引电机故障趋势预测

针对小波神经网络在多维输入情况下易于陷入局部极小值、收敛速度慢的弱点,引入Levenberg Marquardt(LM)算法优化小波神经网络,解决传统小波神经网络收敛速度慢的问题。基于传统小波神经网络和LM算法改进的小波神经网络分别建立预测模型,用于动车组牵引电机的故障趋势预测,通过MATLAB软件对两种预测模型的训练过程进行了数值仿真,仿真实验结果表明改进小波神经网络建立的故障预测模型提高了小波神经网络的预测精度,同时加快了神经网络的收敛速度,是一种有效的预测模型。

动车组牵引电机轴承剩余寿命预测方法研究

根据我国高速铁路动车组的实际运行和维修情况,以动车组关键部件剩余寿命预测为目的,对车地数据进行研究,对牵引电机轴承的温度数据进行特征提取,并根据大量历史车地数据,对牵引电机轴承进行剩余寿命预测。使用面向过程分析的思想和用特征值构建盒图的方法,达到预测动车牵引电机轴承剩余寿命的目的。研究的结果可以作为提高运维效率,修程修制优化的依据。

动车组牵引电机温度监测系统的设计与实现

为了实时监测动车组牵引电机的表面温度,及早发现电机故障,提出了采用无线扩频技术,形成各节点可以自动组网的自由拓扑结构,实时监测牵引电机温度,再通过GPRS无线网络,将每列车的数据实时传送到动车调度中心。

动车组牵引电机矢量控制系统几项关键技术

基于高电压、大电流IGBT功率器件的牵引逆变器及异步牵引电机已成为高速动车组牵引传动系统的主流电路结构,矢量控制技术作为一种高性能的异步牵引电机控制策略得到广泛应用。现从实用性角度出发,介绍了动车组牵引电机矢量控制系统的几项关键技术,包括电压电流测量、电压解耦算法、转子磁链观测模型、定子频率校正、多模式PWM调制。

CRH_2型动车组牵引系统电机控制策略研究

本文阐述了高速列车牵引电机控制的原理和策略,介绍了CRH_2型动车组电机牵引控制系统中功能模块的作用与工作原理,进行了部分仿真研究,验证了相关结论。本文对高速动车电机牵引控制技术研究具有一定的参考意义。

动车组牵引电机通风系统仿真计算及结构优化

以动车组牵引电机为研究对象,基于计算流体动力学理论,对牵引电机内部流场进行数值模拟分析,分析了各部分流场对电机内部温度场的影响,研究了空气流量、电机损耗、定转子通风孔流量配比等因素对温度场的影响。根据计算结果进行结构优化,降低电机的工作温度。最后引用熵产分析理论计算不同风量和结构下的熵产值,通过运用熵产理论验证各方案的散热性能,并与仿真计算结果对比,进一步验证仿真计算的可行性。计算结果表明:随流量增加,电机降温显著,同时温度降低的幅度越来越小;优化方案二的各部件温度最低,降温效果最显著,熵产值最小。

牵引电机引起动车组车体振动的分析

分析了某型动车组在线路运行时出现车体振动现象的原因,并给出了解决办法,为以后动车组运营过程中出现类似问题提供了分析解决方案。

高速动车组牵引电机温度继电器故障分析和改进措施

介绍了高速动车组牵引电机温度继电器的工作机理,对其在运用过程中自身问题引发的误报警情况进行了原因分析,并提出了有效的改进措施。