蔡紅霞 孫玉郎 冷潔楓

(南車戚墅堰機車有限公司 江蘇 常州 213011)

HXN5型機車牽引電機速度傳感器健康度故障分析及處理

蔡紅霞 孫玉郎 冷潔楓

(南車戚墅堰機車有限公司 江蘇 常州 213011)

分析了HXN5型機車牽引電機速度傳感器健康度故障的影響因素，提出了故障處理方法，經(jīng)實際應(yīng)用驗證，該處理方法效果良好。

健康度；牽引電機；故障處理；速度傳感器

HXN5型機車的控制部分為非轉(zhuǎn)讓技術(shù)，涉及牽引電機速度傳感器(以下簡稱TMSS)健康度的資料幾乎沒有，在試驗和處理試驗過程中遇到的TMSS健康度故障，都處于學(xué)習(xí)和摸索階段，前期問題發(fā)生后試驗周期相對較長。通過不斷的經(jīng)驗積累，總結(jié)出了該故障的處理方法和改進措施，大大縮短了故障處理的時間。

1 故障現(xiàn)象及影響因素分析

1.1 測速齒輪間歇超差

HXN5型機車轉(zhuǎn)讓給南車戚墅堰機車有限公司后，在進行小批量生產(chǎn)試驗時，發(fā)生機車牽引力波動或無牽引力的故障，同時機車微機屏傳動顯示界面內(nèi)某個TMSS健康狀態(tài)百分比從100%開始下降，微機屏故障日志內(nèi)會記錄牽引電機轉(zhuǎn)速傳感器線路需要修復(fù)。

查找GE公司提供的相關(guān)資料，只有在試驗大綱中提及一句“100%是一個好的健康度”，但究竟什么是健康度，健康度降低后如何處理都不得而知。

為了更好地了解和處理該故障，首先從控制電路上進行分析。根據(jù)故障現(xiàn)象，當(dāng)TMSS健康度下降時，微機屏故障日志會提示對TMSS線路進行檢查。初步分析認(rèn)為，牽引電機健康度應(yīng)該是機車牽引電機速度傳感器系統(tǒng)的檢測指標(biāo)，反映牽引電機的速度狀態(tài)。因此根據(jù)電氣原理圖中速度傳感器檢測電路進行相應(yīng)的線路檢查，以圖1中1位電機速度傳感器線路為例，通過萬用表對線路進行檢查，如果線路上存在接錯或插接不良，都會造成TMSS健康度故障。

圖1 1位牽引電機速度傳感器電氣接線圖

檢查線路無異常，懷疑TMSS本身存在故障，更換新的傳感器后重新試驗，故障有時能消除，有時不能消除，進一步檢查發(fā)現(xiàn)，換下的TMSS磁頭上有磨損的痕跡，懷疑牽引電機測速齒輪與傳感器磁頭摩擦造成損傷，故初步分析可能是測速齒輪的間隙不對，采用內(nèi)窺鏡進行檢查，發(fā)現(xiàn)測速齒輪間隙確實不符合要求。根據(jù)GE公司關(guān)于牽引電機的運輸要求，為了防止因撞擊或振動造成軸承損壞，需要將轉(zhuǎn)子或電樞鎖緊。由于該批次電機在運輸過程中未按要求進行防護，造成牽引電機速度傳感器的齒輪發(fā)生偏移和損傷，后經(jīng)架車更換電機并處理齒輪間隙后，牽引力波動故障消除。

1.2 傳感器質(zhì)量問題

在國產(chǎn)化階段，某公司組裝生產(chǎn)的牽引電機在機車試驗過程中，也發(fā)生了多起TMSS健康度下降的故障，有些電機在廠線試驗時沒有故障，但在正線試驗時發(fā)生故障，由于無法提前發(fā)現(xiàn)，需要重復(fù)正線試驗來驗證，給生產(chǎn)帶來很大影響。

在故障處理過程中，排除外部線路的原因，將故障電機返回生產(chǎn)商進行檢查和試驗，發(fā)現(xiàn)傳感器齒輪表面存在明顯的凹坑，低速時原端出現(xiàn)異常的正弦波經(jīng)過速度傳感器的處理芯片后可能輸出正常的方波，但隨著轉(zhuǎn)速的上升，該芯片不能快速響應(yīng)，此時傳感器輸出的波形會出現(xiàn)異常。GE公司轉(zhuǎn)讓技術(shù)時，只規(guī)定了牽引電機臺位試驗時低速試驗的要求，這也是為什么在廠線進行機車試驗時健康度正常，而正線試驗時健康度下降的原因。在檢查過程中發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)商選用的不同供應(yīng)商的傳感器棘輪在質(zhì)量上也存在差異，組裝過程中的質(zhì)量控制還需要進一步提升。所以，生產(chǎn)商應(yīng)采取優(yōu)選供應(yīng)商、提高棘輪加工精度、加強入庫檢查、控制組裝過程、提高試驗轉(zhuǎn)速等手段來提高牽引電機質(zhì)量。

1.3 傳感器狀態(tài)及線路情況

在機車交付用戶使用過程中，時常發(fā)生TMSS健康度下降的案例，經(jīng)過分析，原因是牽引電機速度傳感器與車架壓碼處固定后，機車經(jīng)過曲線時，會發(fā)生拉拽造成傳感器線路疲勞損傷，通過改進壓碼結(jié)構(gòu)及傳感器外部的防護解決了這一問題。此外，還存在CA2柜內(nèi)的速度傳感器過渡連接器盲插造成插偏的問題，將連接器支架移到便于操作者可靠插拔的位置后，插偏的問題也得以解決。

2 故障處理方法

通過對機車試驗數(shù)據(jù)的積累及分析，總結(jié)出以下故障處理流程，如圖2所示，按該流程處理故障時，可在短時間內(nèi)準(zhǔn)確判斷故障件位置，并進行相應(yīng)的處理，大大提高了故障處理效率。

圖2 HXN5型機車TMSS健康度下降處理流程

(1)進入顯示屏機車傳動界面，檢查并記錄6個TMSS健康度是否為100%，如健康度下降則繼續(xù)進行下列檢查。

(2)機車停機，斷開蓄電池充電斷路器(BCCB),等3只顯示屏滅后再斷開機車控制斷路器(LCCB)、燃油監(jiān)控器斷路器(FTB)、燃油泵斷路器(FPB)，斷開蓄電池閘刀開關(guān)，打開輔助柜CA2的門，斷開維護閘刀開關(guān)。

(3)根據(jù)健康度下降的電機位數(shù)，檢查CA2內(nèi)對應(yīng)的速度傳感器連接器(1位檢查C2U；2位檢查C2V；3位檢查C2W；4位檢查C2X；5位檢查C2Y；6位檢查C2Z)，確認(rèn)連接器插頭和插座無縮針、針歪、斷裂等現(xiàn)象，如有則更換連接器。

(4)根據(jù)健康度下降的電機位數(shù)檢查對應(yīng)的牽引電機控制器(TMC)連接器，確認(rèn)插針位置正確并且壓接牢固，確認(rèn)TMC連接器插孔無開裂現(xiàn)象。

(5)根據(jù)電氣原理圖對健康度下降位速度傳感器線路進行導(dǎo)通，確保線路正確且無斷路、短路。

(6)恢復(fù)接線后上電，脫開故障位電機速度傳感器，用萬用表檢測傳感器的A、B腳之間電壓應(yīng)為15 V。如果沒有電壓，根據(jù)原理圖，分段檢查，在CA2內(nèi)脫開過渡連接器，檢測連接器A、B腳電壓，如果插頭仍沒有電壓，檢查相應(yīng)的TMC連接器的45、46腳之間的電壓是否為15 V。如果仍測量不到15 V電壓，則更換TMC模塊。

(7)如果上述步驟均沒有問題，只能更換TMSS，如果以前已經(jīng)多次更換了TMSS，檢查速度傳感器測速齒盤是否有缺陷，如有則更換齒盤。

(8)故障消除后恢復(fù)，進行廠線試驗，在顯示屏開關(guān)界面將健康度下降位速度傳感器、電機切除，脫開該位速度傳感器連接器，直到該位TMSS健康度變成0后，將速度傳感器連接器恢復(fù)連接。在開關(guān)界面投入電機和速度傳感器，在事件日志界面按重置后，繼續(xù)廠線試驗，直到TMSS健康度恢復(fù)到100%后，再進行2 km左右的廠線試驗，觀察健康度是否發(fā)生下降。

3 結(jié)論

運用上述方法對牽引電機轉(zhuǎn)速傳感器健康度下降故障進行排查，一次故障排除率可達(dá)到98%，提高了生產(chǎn)效率，保證了機車整車質(zhì)量。同時，將此種故障排除方法，形成了處理流程并推廣應(yīng)用到生產(chǎn)現(xiàn)場及售后服務(wù)團隊，提高了現(xiàn)場故障處理能力及售后服務(wù)質(zhì)量和效率，得到了廣泛的推廣和好評?！?/p>

(編輯：李琳琳)

2095-5251(2016)01-0039-02

2014-11-26

蔡紅霞 (1979-)，女，本科學(xué)歷，高級工程師，從事機車電傳動設(shè)計管理工作。

U262.46

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