淺析動(dòng)車組牽引電機(jī)速度傳感器故障及解決方案

趙清龍

摘 要：動(dòng)車組的重要系統(tǒng)有：牽引系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等，本文主要探討轉(zhuǎn)向架上安裝的牽引電機(jī)速度傳感器的日常質(zhì)量問(wèn)題以及解決措施。詳細(xì)介紹牽引電機(jī)速度傳感器的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、工作原理，通過(guò)對(duì)動(dòng)車組牽引電機(jī)速度傳感器波形時(shí)有時(shí)無(wú)的故障進(jìn)行分析研究，同時(shí)對(duì)故障件進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理和統(tǒng)計(jì)，提出一種高轉(zhuǎn)速、大間隙、低負(fù)載的速度傳感器研究方案，在對(duì)該方案的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證、跟蹤，證明方案的可行性。通過(guò)對(duì)本次故障進(jìn)行分析可以得出牽引電機(jī)速度傳感器波形時(shí)有時(shí)無(wú)的問(wèn)題是由于探頭脫焊造成的，解決該問(wèn)題的根源是探頭脫焊，可以徹底解決傳感器波形時(shí)有時(shí)無(wú)的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：動(dòng)車組;牽引電機(jī);速度傳感器;故障分析;解決方案

動(dòng)車組在運(yùn)行的過(guò)程中，是需要速度傳感器的監(jiān)測(cè)獲得車輛的行駛速度，所有的運(yùn)行數(shù)據(jù)都會(huì)應(yīng)用于車輛的牽引控制和制動(dòng)控制，主要目的為確保列車的行駛安全。曾經(jīng)動(dòng)車組在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)傳感器報(bào)警，在運(yùn)行過(guò)程中速度傳感器報(bào)警可能有多種原因?qū)е?，線纜問(wèn)題、信號(hào)傳輸故障、運(yùn)行線路的干擾等很多因素，速度傳感器故障直接導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確得到列車的行駛速度，振動(dòng)情況以及相關(guān)的電磁環(huán)境，這為列車的行車安全帶來(lái)很大的風(fēng)險(xiǎn)。在牽引電機(jī)速度傳感器的多起故障的分析中，插針縮針、傳感器端頭磕傷、線纜斷裂、表皮破損、波形異常等情況，要針對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行問(wèn)題搜集、匯總、分析、制定解決和整改措施，本次是主要針對(duì)速度傳感器出現(xiàn)波紋異常，時(shí)有時(shí)無(wú)的情況進(jìn)行調(diào)查分析，并提出解決措施，從根本上杜絕該類問(wèn)題，降低潛在風(fēng)險(xiǎn)，提高列車的行車安全。

1.牽引電機(jī)速度傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理

1.1牽引電機(jī)速度傳感器的結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)向架牽引電機(jī)的速度傳感器由電氣線纜、探頭組件及信號(hào)處理板幾大部分組成。圖1：為牽引電機(jī)速度傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。

1.2牽引電機(jī)速度傳感器的工作原理

傳感器的探頭組件是磁阻器件，磁阻器件由 4 個(gè)同型號(hào)磁敏電阻兩兩串聯(lián)組成，共6個(gè)接觸點(diǎn);磁敏電阻由直流供電，信號(hào)端 A、B 上產(chǎn)生直流電壓;當(dāng)磁場(chǎng)密度發(fā)生周期變化時(shí)，磁敏電阻自身阻值產(chǎn)生周期性改變，信號(hào)端 A、B 端會(huì)有周期性正弦流信號(hào)輸出，正弦信號(hào)通過(guò)處理電路，最終獲取滿足檢測(cè)要求的方波信號(hào)，圖2：牽引電機(jī)速度傳感器的工作原理。

2.速度傳感器波形時(shí)有時(shí)無(wú)故障的原因分析

動(dòng)車組在運(yùn)行線路上行駛，牽引電機(jī)速度傳感器，地面一般性能檢測(cè)無(wú)法再現(xiàn)故障;只能通過(guò)在線跟車對(duì)車輛行駛的實(shí)況進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，捕捉故障實(shí)況再制定試驗(yàn)方案，通過(guò)故障復(fù)現(xiàn)來(lái)確定故障位置和情況來(lái)分析問(wèn)題原因，通過(guò)一系列分析得出該牽引電機(jī)速度傳感器波形出現(xiàn)的時(shí)有時(shí)無(wú)的現(xiàn)象是由于探頭焊點(diǎn)接觸不良而導(dǎo)致。

2.1 跟車監(jiān)測(cè)故障復(fù)現(xiàn)

對(duì)故障車輛進(jìn)行在線跟蹤，在車輛行駛到310km/h的時(shí)候，出現(xiàn)傳感器波紋時(shí)有時(shí)無(wú)的情況，車速下降時(shí)，傳感器波形恢復(fù)正常，速度升高時(shí)，出現(xiàn)波紋故障。

2.2 地面故障再現(xiàn)

我們將發(fā)生故障的牽引電機(jī)速度傳感器拿到試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)，觀察速度傳感器在要求的轉(zhuǎn)速內(nèi)的波形形狀，并無(wú)異常，也未出現(xiàn)時(shí)有時(shí)無(wú)的情況發(fā)生;第二種方法選擇對(duì)其進(jìn)行高溫、低溫以及振動(dòng)等方法進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，并無(wú)異常，也未出現(xiàn)時(shí)有時(shí)無(wú)的情況發(fā)生;最后拆解速度傳感器的磁敏器件，將其與傳感器的輸出波紋進(jìn)行對(duì)比觀察，得出是由于傳感器探頭發(fā)生松動(dòng)導(dǎo)致的波紋時(shí)有時(shí)無(wú)的情況。

2.3 探頭拆解

那么通過(guò)以上分析可以通過(guò)對(duì)傳感器的探頭著手分析，是由于探頭接觸不良造成了傳感器脫焊，最終導(dǎo)致故障發(fā)生，是屬于直接原因。

3.試驗(yàn)方案策劃

通過(guò)以上分析可以得出導(dǎo)致?tīng)恳姍C(jī)速度傳感器出現(xiàn)波形時(shí)有時(shí)無(wú)的問(wèn)題主要由于探頭脫焊的造型的，要想從根本上解決探頭脫焊的問(wèn)題需要制定一系列方案來(lái)解決。

3.1 方案制定背景

（1）對(duì)運(yùn)營(yíng)線路上出現(xiàn)的故障件進(jìn)行波形檢測(cè)，通過(guò)對(duì)波形進(jìn)行分析，如果傳感器轉(zhuǎn)速升高，會(huì)導(dǎo)致相位差及占空比都會(huì)相應(yīng)變大。

（2）通過(guò)對(duì)本次故障研究發(fā)現(xiàn)，將傳感器的安裝間隙加大，會(huì)導(dǎo)致相位差及占空比都會(huì)相應(yīng)變大。

（3）通過(guò)對(duì)其他類似故障進(jìn)行檢測(cè)可以得出，將輸出信號(hào)的負(fù)載電阻進(jìn)行改變，會(huì)影響波形，如果減小電阻會(huì)導(dǎo)致波形消失。

3.2 方案制定

通過(guò)以上對(duì)故障傳感器以及其波形進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)在檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)了異常特點(diǎn)，制定了不同轉(zhuǎn)速、不同間隙、不同負(fù)載電阻的驗(yàn)證方案。 選取對(duì)象：選取近期發(fā)生的一起故障件對(duì)故障件。 轉(zhuǎn)速要求 ：1500r/min、4140r/min、6120r/min、8000r/min、10000r/min;間隙要求：0.7mm、1.0mm、1.3mm;負(fù)載電阻：1kΩ、500Ω。

3.3 執(zhí)行參數(shù)

通過(guò)3.3的試驗(yàn)結(jié)論可以按照如下參數(shù)制定最終的測(cè)試方案：間隙1.3mm;轉(zhuǎn)速：10000r/min 負(fù)載電阻：500Ω;測(cè)試時(shí)間：1min;要求：持續(xù)、穩(wěn)定的波形輸出。

4.結(jié)束語(yǔ)

本文主要是挑選牽引電機(jī)波形出現(xiàn)時(shí)有時(shí)無(wú)的常見(jiàn)質(zhì)量故障進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)，調(diào)整安裝間隙、對(duì)其轉(zhuǎn)速、電阻負(fù)載的改變進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，通過(guò)該試驗(yàn)可以解決我國(guó)現(xiàn)有的手段無(wú)法更好的對(duì)問(wèn)題進(jìn)行定性、定位，該建議方案可以用于類似產(chǎn)品的項(xiàng)目上，用于潛在的焊接故障檢測(cè)希望為其他工程師提出好的建議。

參考文獻(xiàn)：

[1]傳感器器原理及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.