地铁列车牵引电机检修中的异常振动探究

地铁列车牵引电机检修中的异常振动探究

李昆鸿

中车永济电机有限公司 山西永济 044502

摘要：牵引电机是地铁列车的主要动力源，运行过程中其性能具有连续性以及稳定性。可是牵引电机通过长期运行后的检修过程中通常会存在相应的异常振动情况，对于牵引电机性能造成一定的影响。牵引顶级异常振动频谱分析和异常振动实验表明，振动频谱分析方式能够快速并有效查找到牵引电机异常振动的影响因素。

关键词：地铁列车；牵引电机；异常振动；探究

牵引电机是地铁牵引系统当中的关键能量输出装置，在地铁后续的保养维修过程中对牵引电机性能展开故障检测以及诊断是十分关键的工作。检修测试过程中往往通过手持式振动检测仪，此仪器仅仅能够显示所测区域的振动数值，可是振动异常因素查询具有一定的难度。要快速精准的判断电机是否出现故障、以及故障定位和等级，即要检测工作人员对电机检测当中的异常振动检测诊断展开相应的分析与探究。

1. 牵引电机振动异常检测案例分析

基于某市地铁列车线路为例，检测工作人员在巡检过程中发现列车在架修过程中具有振动异常的状况，当中包含约10台牵引电机振动过大的现象，对地铁的运行造成极大的影响。根据数据采集进行分析，能够看出振动过大电机平均振动速率在3.5mm/s，高于标准范围，因此把此种振动状况确定为异常振动，如若为及时进行振动分析，就会对牵引电机的使用期限有所影响。对振动速率展开分析，振动过大的区域基本处在驱动端口水平径向、轴向与非驱动端口轴向。通过电机振动速率参数分析，在振动速率出现异常时，往往电机出现共性现象，因此通过频谱分析方法对振动速率展开深层次探究，确保快速精准的检测出异常振动部位^[1]。

二、牵引电机异常振动分析

1. 振动分析方法

对牵引电机异常振动通过振动分析法判断振动部位的精准信息，从而对异常振动造成的危害与解决措施进行分析。由于共性现象，检修工作人员对振动信号进行采集，经过频谱分析查询简谐振动分量与其余分量、随即噪音等等，通过各种因素的影响，生成异常振动信号。频谱分析法能够把复杂的振动信号进行合理分解，把各个信号重新转化成振幅、频率以及相位都一致的简谐振动，减少振动分析的难度。牵引电动机在运行过程中，出现的各种频率分量能够体现电机转子其转速，并且运用的振幅谱线高度可以明确显示转子振动过程中生成的振幅大小。所以在振动分析法中，运用幅值谱图是最便捷有效的方式，能够谱图当中展示各种频率下包含的分量振幅频率^[2]。

2. 采集频谱

针对牵引电机进行振动信号分析，在频谱生成之前，把振动信号进行采集，健全信号的完备性，此期间运用便携式频谱仪设备，通过此设备就能够更加便捷的获得检测工作人员需要振动频谱。此外，振动传感器意识采集频谱数据的主要设备，一般选用压电式速度，用来更好的采集频谱制作使用数据，此设备对头部区域检测通过磁性底座进行加固，同时把传感器设备装置在电机均匀布点区域，保证收集的振动信号可以显示完整牵引电机信号频率。

3. 频谱分析

通过采集频谱数据结构可见，电机振动速率最大区域处在驱动端口水平处，因此能够有效判断此处振动频谱波动值较高。振动频谱图最大值在6.133mm/s，振动频率在25Hz，由此分析振动因素是能够产生周期频率在25Hz，从而断定故障部位。断定其他部位的振动频谱，得知相应的振动速率峰值较小，可是振动频率具有等差规律，都是基于25Hz当成基频以上整数倍增加。其他振动幅度即便对振动造成影响，可是由于振幅较低，同时小于设备的运行要求，因此对25Hz频率以下的数据进行重点分析，为检测工作人员提供一定的参考数据。在电机转动频率在25Hz时，当做牵引电机转动基础运行数据,通过公式f=n/60能够得出牵引电机转速在1500转/s，运行周期在0.04s,把上述数据展开频谱图对比，能够得出频率以及振幅等参数都符合图中曲线的变化。所以能够得知，牵引电机总体运行受到异常振动影响，重点是由于单个电机转子旋转过程中出现不均衡的情况，从而导致相应的振动现象。例如在转子运转一圈时，转子出现的故障部位就会在旋转至此部位时，出现此角度上的周期性博定，转子转动两周此种不良波动就会发生两次，牵引电机在高速运转过程中，单体旋转就会不断出现不均衡的振动，从而导致异常振动的现象。

4. 频谱特点

针对出现异常振动状况的牵引电机进行频谱分析，得出频谱图内展示的必行在周期性对比下具有一定的类似状况，所以通过频谱图特性分析出几个方面的特点。其一，在时域波形图完整展示数据得出基于25Hz当成基础频率，在一倍波形图上，频率曲线正弦振动布局，基频明确无异常，有着较高的精准性。其二，对频域频谱图数据参数展开分析，图内峰值下相对最高速率振动幅度数值，频率标准会伴随电机转动速率展开相应的变化，并且此种转变能够符合运算规则。此外，频域图内还具有各种振幅转变较小的频率标准，例如两倍、三倍、四倍基频等，能够得出在单倍频率转子设备存在不平衡现象，从而造成牵引电机总体出现异常振动的情况

^[3]。另外，确定动态频谱趋势。随着电机转动速率持续提高，基频频率处于不便，可是此频率下的振动状况具有一定的转变，整体趋势是正向促进，也就是转速越高，振幅越大，这时峰值波形存在周期性转变，波形趋于正弦波走向。在转速减少时，峰值振动频率随即下降，波形并未接近正弦波形，转速降低到极值时，振动就会消失。通过频谱进行推论能够看出，牵引电机出现异常振动是电机内单个转子运行过程中不均衡造成数值出现转变，最后导致电动机的异常振动。

结束语：

综上所述，地铁列车牵引电机为其运行提供相应的动力支持，在检修过程中出现异常振动情况，就会对地铁运行造成相应的影响，因此通过振动频谱法提高检修工作人员对牵引电机性能的掌握，快速调整列车性能，确保人们出行的安全性。检修工作人员经过频谱特性，能够精准了解电机的性能，从而能够把牵引电机的各个部件进行振动排查，查找振动异常的故障，防止故障的出现，延长电机的使用期限，减少维修的成本费用，提升地铁列车的运行效率。

参考文献

1. 厉砚磊．地铁列车牵引电机检修中的异常振动[J]．电子技术与软件工程,2020,000(022):P.199-200.

2. 邱新锋,张颖．地铁列车牵引电机检修中的异常振动分析[J]．现代城市轨道交通,2019,000(001):25-2732.

3. 乐建富. 地铁车辆异常振动噪声问题的原因分析及解决措施探讨[J]. 建筑工程技术与设计, 2016, 000(007):1323-1323.