刘妍 张旋 曹文霞
中车永济电机有限公司 山西 永济 044502
摘要 文章介绍了一般牵引电机例行试验典型试验项目、试验装置以及一般典型故障描述,并提出典型故障判断方法,为电机试验人员判定故障指明方向，并为电机装配人员处理电机质量问题提供参考。
关键词 牵引电机 故障 例行试验
牵引电机例行试验是利用专用试验设备及仪器仪表，按照相关标准的规定，对装配完成的电机整机的电气性能、力学性能、安全及可靠性等技术指标进行检验，通过检验结果可以判定电机是否满足设计要求及产品质量等级，并为后续电机的设计制造提供改进的目标和方向等。对批量生产的每台电机均应进行例行试验。
例行试验也成为出厂试验，对批量生产的电机在出厂前均应逐台进行出厂试验，用以确保电机合格，方可交付用户。三相异步牵引电动机例行试验项目包含：
a)绕组冷态直流电阻的测定试验。
b)绕组对地绝缘电阻的测定试验。
c)轴承绝缘电阻检测试验。
d)装配的速度传感器、温度传感器绝缘电阻检测。
e)空载试验：空载损耗及空载电流的测定试验。
f)堵转试验：堵转损耗及堵转电流的测定试验。
g)旋转方向检查试验。
h)耐压试验（绕组对地耐压试验）。
i)振动试验。
j)超速试验（可依据相关专用技术条件判断是否必须进行）。
而一般电机在设计完成后，针对本型号电机的专用例行试验大纲随之定版下发制造单元。一般电机例行试验项目要求必须遵循一定的先后顺序，且同型号的所有电机必须是相同的试验顺序，这样可以最大限度的避免因试验顺序造成的电机试验结果差异，便于试验结论的下发及电机性能一致性研究等。一般牵引电机的例行试验顺序为：
.png)
而在生产现场实际，在确保例行试验装备正常及方法正确的前提下，例行试验会暴露电机装配过程的各种问题，影响电机装配一次交验合格率，常见问题如下：
（一）绕组冷态直流电阻不平衡；
（二）电机空载损耗大；
（三）绝缘电阻不合格：定子绕组绝缘电阻低、轴承绝缘电阻低、传感器绝缘电阻低；
（四）电机振动超；
（五）电机异音，包含电机机械异音、电磁原因造成的异音；
（六）电机速度传感器检测波形重影；
下面就每一项问题的试验判定方法及解决方式进行逐一探讨。
绕组冷态直流电阻不平衡
现场实际采用微殴计继续绕组冷态直流电阻测定，其检测方法为：每个电阻测量三次，同时每次读数与三次测量值的算术平均值之差应≤±0.5%，否则应重新调整仪表再次进行测量，测量时需要记录绕组温度及环境温度，确认电机处于实际冷态。同时，为便于比较及考核，一般需换算至标准温度下的电阻值。而一般试验大纲会明确规定绕组冷态直流电阻的不平衡度要求及20℃时的阻值范围要求。以某动车电机为例：现场绕组冷态直流电阻的检测及考核记录如下表：
测量部位
.png)
其中，绿色字体为实际检测值，即在26.8℃时的绕组直流电阻分别为：0.08462Ω、0.08438Ω、0.08449Ω。换算至20℃的阻值为：0.08242Ω、0.08219Ω、0.08230Ω，换算公式为：
。
不平衡度的计算公式为：
.png)
生产现场偶尔会出现绕组直流电阻不平衡的质量问题，该问题可通过计算绕组直流电阻不平衡度判定。而引起直流电阻不平衡的原因如下：（1）三相绕组匝数不相等；（2）电阻较较小的一相绕组有严重的匝间短路故障；（3）有严重的相间短路故障；（4）绕组存在漏焊或漏接。具体原因需进一步检查绕组状态进行判定，进而针对问题提出相应的解决方案。
电机空载损耗大、电机异音
电机空载试验是给定子施加额定频率的额定电压，使电机空载运行的试验。主要用来检查电机转子运转灵活情况，检查电机有无异常噪声及较强振动等。同时，通过对空载电流及空载损耗的确定，进一步研究电机性能。
空载试验中常见问题有:（1）电机异音包括轴承异音、电机异音、电磁异音；（2）电机振动值偏大；（3）空载损耗大。
针对空载试验中出现轴承异音问题判定，由于电机此时转速不是很高，可以采用听筒（专用试验工装）进行轴承运行声音监听，若发现轴承运行声音不连续或轴承运行沉重不轻快均可判定为轴承异音。该问题主要时在装配过程中轴承安装不到位或轴承存在磕碰伤造成的，进一步解体电机，检查轴承安装状态，并对问题项进行纠正即可。同时，电机异音常常伴随着电机振动值偏大（即异音常常伴随着振动），处理方式如上所述。
空载损耗大的原因及其处理方式有如下几项：（1）因装配原因造成转子转动不灵活、轴承装配质量问题、轴承加脂过多等原因造成机械摩擦损耗过大，从而在空载试验中反映在电机空载损耗偏大，处理时应从上述几种机械装配问题入手进行解决。（2）电机铁芯硅钢片质量较差或是因叠压压力过大，将铁芯硅钢片绝缘层破坏等。
绝缘电阻不合格
一般动机车牵引电机均为鼠笼式电动机，只需进行定子绕组绝缘电阻的检测。例行试验大纲仅要求对绕组与金属机壳之间的绝缘电阻（对地绝缘）进行检测。检测时注意记录绕组的环境温度，一般牵引电机绕组绝缘电阻要求≥100MΩ（1000V DC）。对于绝缘轴承，电机装配完毕后还应进行轴承绝缘电阻检测，一般要求轴承绝缘电阻≥10MΩ（500V DC）。
电机安装速度传感器、温度传感器时，还应进行传感器绝缘电阻检测。传感器绝缘电阻检测时应对每个信号端子进行绝缘电阻检测，确保每个端子绝缘电阻的状态得到确认。
绝缘电阻不合格一般是由于环境温湿度影响或部件自身内部接触问题造成。对于环境湿度偏大或待测体受潮，需先进行烘潮处理后再进行绝缘电阻检测。
电机振动超
电机在空载或超速进行振动值检测时，会出现振动值超限的质量问题。一般例行试验电机处于自由状态下进行振动值检测，电机转速≤3600r/min时，振动限值为3.5mm/s，转速＞3600r/min，振动值限值为5.25mm/s。电机例行试验目前振动值检测采用测振仪进行手动检测（目前已有多通道自动检测装置，尚未普遍应用），分别检测电机传动端、非传动端各三个方向的振动值（水平、垂直、轴向）。电机振动值直接反应电机的机械性能，电机振动值偏大，一般考虑为电机装配问题：包括定、转子等各部件的配合问题、电机部件安装是否到位及部件的清洁程度等。对现场出现频次较大的电机振动值超限故障的处理经验来看一般遵循如下规律：
.png)
电机速度传感器检测问题
电机速度传感器检测项目在例行试验时常常会有波形重影问题。速度传感器波形重影的原因常见有速度传感器自身问题、霍尔元件的性能等，同时测速齿盘与速度传感器配合异常也会造成波形重影，测速齿盘齿的状态也会造成速度传感器波形重影。出现速度传感器波形重影问题时可采用“正交试验法”进行故障判定处理。
综上即在电机例行试验中常见典型故障处理的一些经验，希望能帮助到大家。
参考文献
《三相异步电动机试验检测技术手册》才家刚 吴亚旗等
《电机试验技术》刘万太