地鐵車輛牽引電機異響問題及解決措施

李奇峰

(深圳市地鐵集團有限公司，廣東 深圳 518000)

0 引言

近年來隨著地鐵車輛牽引電機異響問題解決技術的不斷進步，對于地鐵車輛牽引電機異響問題產生的原因、故障表現、檢查方法以及問題解決等研究也在不斷深入，這對于提升地鐵車輛牽引電機異響問題解決效率、提高維修效果具有重要意義。以地鐵車輛檢修中出現的故障情況為重要切入點，并針對牽引電機的異響問題進行分析，具體探索異響的產生位置、檢查方法、應用設備以及內在原因，由此提出解決牽引電機異響的決策措施和創新方案。

1 地鐵車輛電機故障表現

在地鐵車輛電機檢修中出現的故障主要是牽引電機異響問題。這種牽引電機的異響問題，在實際解決中難度較大，需要進一步探索其產生原因，才能從源頭上抑制異響問題的出現。

在開展地鐵車輛電機檢修的過程中，對牽引電機檢測時偶爾會出現異響情況，并且電機軸承還伴有一定程度的損壞，經過仔細檢查觀察得出：與牽引電機異響同時存在的情況為電機與聯軸節之間的金屬刮碰聲，并表現出節奏感和規律感的特點。這種異響問題的存在，實際上并不會造成地鐵車輛的車體本身造成較大程度的損害，只是造成車體發生橫向的偏移或者振動情況，但長此以往勢必會影響到地鐵車輛運行的安全性，甚至為牽引電機的應用埋下潛在的安全隱患。

此外，經過拆卸具有異響問題的牽引電機之后，還發現牽引電機內部的軸承設備也存在較大的損耗，電腐蝕、磨損、燒傷等情況也較為常見，并直接影響到牽引電機的使用壽命。

2 地鐵車輛牽引電機異響問題

結合地鐵車輛電機檢修的故障情況，探究地鐵車輛牽引電機異響問題的產生主要是從地鐵車輛牽引電機的拆機檢查結果出發，結合牽引電機異響問題的表現形式來分析異響產生的部件設備和內在原因，并進一步分析異響的檢查方法。

2.1 異響問題的產生

針對地鐵車輛牽引電機檢修的結果顯示，出現地鐵車輛牽引電機異響問題集中表現在地鐵車輛牽引電機的不同運行狀態上，主要原因見圖1。

圖1 地鐵車輛牽引電機異響產生的原因

2.1.1 通電狀態異響

地鐵車輛牽引電機在通電狀態下出現異響，實踐中常常表現為嗡嗡聲，需要仔細鑒別才能發現。經過檢查發現，這種嗡嗡聲產生的原因有以下幾點。

1)電源斷開或者電線斷路的影響，當電機斷路器繞組時，定子和轉子之間由于電源動力不足而發出嗡嗡聲。

2)斷路器繞組線路出現故障，主要情況為接線位置錯誤或者接線方向錯誤，而導致電機通電不轉動，并發出異響。

3)牽引電機的電源回路某接點位置的螺絲出現松動的結果，導致電流通過產生異響。

4)牽引電動機轉子運行不穩定，出現卡殼的情況。

5)電源電壓不足，從而無法給電機提供穩定的運行動力，從而造成嗡嗡聲。

6)電機軸承故障，造成較大異響產生。

總而言之，通電狀態電機不運轉狀態下，產生異響的原因主要是電流問題和軸承問題。

2.1.2 運行狀態異響

牽引電機在運行過程中突然發出異響，產生原因包括幾點。

1)軸承運行產生磨損，發出響聲。

2)電機定子與轉子間的接觸面積增加，大面積摩擦造成響聲或者電機運轉的油量不足，造成空響。

3)電機通風口被堵住，造成通風不暢，風扇和風罩摩擦，造成聲響。

4)軸承或電機的鐵芯不穩定，產生晃動的結果，造成異響。

此外，對比電機通電狀態下產生異響的原因，在運行過程中電機各設備之間存在電源短路的情況也是造成異響的重要原因。

2.1.3 振動狀態異響

電機振動狀態下產生異響的主要原因是由于電機運作的振動幅度較大而產生的。

1)振幅過大導致了軸承磨損，并與運行軌道的縫隙變大，從而造成了空氣流的存在，發生異響。

2)軸承轉子無法保持平衡狀態，左右晃動碰觸周圍設備或者造成振動異常等造成異響。

3)電機連接設備尚未進行校正或者接觸不良，振動作用下發生異響。

4)電機支架、籠型轉子等配套設備安裝存在問題，受到振動作用而影響電機運行，造成異響。

2.2 異響的檢查方法及應用設備

結合地鐵車輛牽引電機異響產生的原因，在實踐中多利用振動檢測法、噪音判斷法以及溫度檢測法等檢測電機出現異響的具體位置以及發生異響的本質原因，從而采取針對性的措施解決異響問題，保障設備的正常應用。

1)利用振動檢測法檢測異響是利用振動頻譜測試儀來針對軸承異響信息進行統計和分析，通過對比其與正常牽引電機運轉聲音的差異，或者在其他頻率下軸承的運行效果等得出軸承的特殊狀態：軸承內圈表面存在印痕，造成軸承滾子的運行軌道不夠光滑，從而產生異響。

2)噪音判斷法是通過對比軸承噪音與其他異響的差異，并根據現有的軸承噪音標準來進一步判斷軸承的狀態，從而得出其異響位置。

3)溫度檢測法是利用專業的溫度傳感器測定軸承運轉過程中的溫度數值，并針對運行時電機溫度升高的速度和停止時溫度下降的水平，來具體判斷軸承運行的溫度環境，從而結合溫度過高對軸承的影響，而解決異響問題。

3 地鐵車輛牽引電機異響的解決措施

地鐵車輛牽引電機異響問題的出現與地鐵車輛牽引電機軸承損壞兩者之間存在密切的聯系，并且軸承腐蝕是導致地鐵車輛牽引電機出現異常的重要原因。只有解決了地鐵車輛牽引電機軸承的腐蝕情況，才能有效解決異響問題。

針對軸承電蝕情況的解決，需要分析軸承電蝕產生的原因和原理。在實踐中，軸承電蝕主要是受到牽引電機應用環境的限制，導致供電過程中，會存在軸承電流源在軸承設備之間流轉的情況，進而較高軸電壓的存在使得其產生了導電回路，并使得軸承電流產生，在無法流動的情況下造成軸承電蝕的結果。針對這種情況產生的內在原因，通過優化軸承絕緣、改善接地方案方法，可以有效減少軸承電蝕情況，從而保障牽引電機軸承的正常，從而降低異響的出現概率。

1)優化軸承逆變器在于通過選擇參數更合適的EIM電容設備，在逆變器負極位置進行安裝和處理，并利用質地更軟的銅絞線來短接線安裝逆變器設備，達到降低軸承內部電路電感值的效果，優化軸承電流。

2)改善接地方案需要滿足整個地鐵車輛接地的標準，并在此基礎上調整接地電阻的合理位置，達到降低軸承線路感抗值的效果，進而降低軸承的流經電流值，減少牽引電機的軸承電壓，保護軸承的正常運行電源環境。

3)增設濾波器的方法主要是與逆變器結合應用，提高其吸收逆變器上高次諧波的效果，從而降低線路中脈沖電壓的頻繁波動影響，預防軸承電流過高造成的危害。

4)優化電機結構。經調研國內地鐵牽引電機成熟運用的軸承防電蝕方案主要有2種：①加裝接地環。從轉軸、端蓋聯通軸承內外圈，使軸電流不流經軸承內部。②增加軸承緣性能。增加軸承外圈絕緣圖層厚度，增加絕緣軸承阻抗，從而降低軸電流，減少軸承電腐蝕發生。也可以通過使用新型陶瓷絕緣軸承進行替代。

除上述方法外，在實踐中解決地鐵車輛牽引電機異響問題也存在其他操作方法。但都是從軸承電流、電壓問題的解決、電機運行環境的維護、牽引電機系統設備的配合性檢測等角度出發，通過整體掃描檢測或者拆機檢修的方法，對存在異響的位置進行判斷，從而解決異響問題。

4 結語

針對牽引電機異響的表現形式和存在狀態分析地鐵車輛牽引電機異響問題及解決措施，探索地鐵車輛牽引電機異響問題產生的設備原因和具體位置，從而針對性地進行解決，并在實踐中不斷創新解決方法，提高解決效率，確保所有地鐵車輛的行車安全。