王锋锐
中车永济电机有限公司 山西 永济 044500
摘要：牵引电机为高电压大电流电气设备，一般通过设置接线盒来实现定子引出线的接线端子和机车主电缆之间的连接。牵引电机接线盒内部应足够清洁，以避免接线端子发生对地放电和爬电等问题。为了保证接线盒内良好的清洁度，确保牵引电机的运行质量，应保证定子引出线的出线窗口位置和接线盒上的电缆线安装孔具备良好的密封性。
关键词：定子;出线窗口;密封工艺
引言
牵引电机是驱动装置的关键部件之一，其正常运行对车辆的行车安全和运输效率至关重要。在车辆运行时，牵引电机的工作条件恶劣，需经受灰尘、雨雪的侵袭，环境温度变化剧烈，负载变化频繁，动力作用大，承受来自轮轨的冲击和振动。这使得牵引电机易发生损坏，需要经常进行诊断。本文通过对牵引电机的构成、工作原理、常见故障及故障检测机理进行了分析，并对目前存在的牵引电机故障分析和诊断方法进行了论述。本实验在国内牵引电机努力提升国产化率、降低成本和国内有机硅密封胶行业具备一定技术积累的背景下，对牵引电机上用量较多的进口脱酮肟型有机硅密封胶进行了国产化替代研究，选用3种市售国产有机硅密封胶与之前所用进口密封胶进行了性能对比，以期提高牵引电机用材料的国产化率和降低牵引电机制造成本。
1高铁牵引电机状态监测与故障诊断的基本原理
设备的状态监测是在设备的易于安装、敏感检测点处安装传感器对检测信号进行有效的监测，掌握设备阶段运行的状态，从而判断出设备是处于正常还是故障状态，其中可用于状态监测的设备参数有压力值、温度、振动信号、电流值与噪声等。设备的故障诊断则是根据设备通过状态监测后提取的信号，对设备将要产生的故障进行分析和判断，确定该故障属通过于的故障类别，产生故障的部位，损坏程度等，并预测故障状态之后的变化趋势，并提出有效控制故障状态蔓延和解除故障隐患、并维修的措施，从而为设备维修提供正确的技术支持。对设备进行状态监测的目的是在于了解设备发生故障前的信号异常，对设备运行状态作评估，判定设备处于正常或异常状态，针对故障提前采取相关维修措施，从而防止故障的发生。对设备进行故障诊断的目的在于当设备出现故障征兆或发生轻微故障的早期，利用己知的征兆信息判断故障发生的部位、类型及程度等，从而方便及时采取有效的相关措施。
2牵引电机定子出线窗口密封工艺优化
2.1引出线姿态
针对引出线姿态歪斜及由此引发的引出线姿态调整等风险因素，归其根源均为出线窗口密封时未对引出线进行定位固定。而后续电缆线装配时，引出线末端的接线端子孔距离接线座螺纹孔较远，需调整引出线的姿态使接线端子孔与接线座螺纹孔对中，然后再调整电缆线末端的接线端子孔与引出线的接线端子螺纹孔和接线座螺纹孔对中，并用螺栓拧紧固定。在引出线姿态调整的过程中，由于硅橡胶处于固化初期，仍呈粘稠状，在引出线移动时，硅橡胶受力拉扯并与引出线脱离，从而导致硅橡胶开裂。
2.2牵引电机故障特征的提取方法
故障诊断的流程主要包括信号检测、故障基本特征提取、故障特征识别和故障诊断决策四个阶段，其中故障特征的提取和特征识别分析阶段尤为关键，必须采用合适的方法进行信号处理和分析。动车组牵引电机的故障特征提取与识别就是应用各类信号处理和分析技术对牵引电机各装置的监测信号进行分析，进而提取出对特定故障敏感的特征信息。现有的用于牵引电机故障信号采集检测的技术主要有在线放电检测法；振动检测法；磁通检测法；绝缘检测法；温度检测法；定子电流检测法。
这些方法采集所得的信号往往包含很多噪声，难以准确提取故障特征信号。针对这个问题，逐渐发展形成了许多信号处理的方式。传统的信号处理方式包括傅里叶分析、包络分析、相关分析和频谱分析等，其中最典型的是利用傅里叶变换对稳态信号进行分析，通过对信号的时频分析达到分离噪声，得到有效信号的目的。但动车组采集现场环境复杂，干扰较多，得到的信号具有很大的随机性，往往包含许多突变信号，这大大影响了故障特征的提取。因此，对于从牵引电机采集所得到的非平稳信号，研究人员开始采用希尔伯特-黄变换、小波分析等进行处理。小波分析方法具有很好的时频局部化特性，能够对信号高频处时间细分，低频处频率细分，即可以对信号的细节进行有效的识别，相比傅里叶变换具有很大的优势。但小波分析也存在频域分区不合理，对信号细节分析不够完善、合理等的缺点。在动车组故障特征提取时，经验模态分析也是一种常用的方法，该方法基于信号的局部时间尺度，把信号合理分解为多个不同的模态函数，而每个模态函数代表了故障信号的不同细节特征，这些函数可以对信号细节特征进行很好的表征。但若有突变信号，该方法容易出现模态混叠的现象，影响故障特征提取的准确性。牵引电机的故障特征提取结果会直接影响到后续的故障诊断，现有的提取方法虽然都具有一定的局限性，但在噪声处理和特征提取方面还是可以得到较为理想的结果。
2.3状态监测与故障诊断系统总体设计
关于高铁牵引电机状态监测与故障诊断系统的软件平台，主要是通过监测高铁动车组牵引传动系统的牵引电机中定子电流的状态来评估和诊断该牵引电机的运行状态，并针对高铁牵引电机常见的故障比如定子杂间短路，转子断条故障进行分辨诊断。整个监测与故障诊断平台采用的设计思路是将各子功能模块分类集成，然后开发能够实现功能切换且界面友好的各个主界面。系统平台主要包含了用户登陆界面模块、定子电流时域波形模块、定子电流小波变换分析模块、优化SVM故障诊断模块、报表查询打印模块。因为各个功能模块之间相互独立，只有少量的信号进行传递，所以具有较强的扩展能力。该高铁牵引电机状态监测与故障诊断系统包含了信号分析、故障诊断、数据存储、报表查询等功能，将在后面的各个模块介绍中做进一步的分析。
2.4出线窗口密封工艺
定子绕组三相引出线穿过定子机座上方的出线窗口引入接线盒内，然后按照如下步骤对出线窗口进行密封：（1）在出线窗口处的间隙中塞入聚芳酰胺纤维毡；（2）在聚芳酰胺纤维毡上方涂抹A型硅橡胶，并在常温下自然固化。（注意：硅橡胶涂抹应保证光滑、无开裂等）；（3）用螺栓将接线盒安装至定子机座上；（4）用螺栓将接线座安装至接线盒上；（5）电缆线从接线盒上安装孔引入接线盒内部，调整三相引出线端子孔、电缆线的接线端子安装孔和接线座上的螺纹孔，使三者对齐，并用螺栓进行固定。
结语
动车组牵引电机因其重要性以及工作环境的恶劣，需要经常进行故障诊断。现有的故障特征分析和诊断方法都存在一定的局限性，难以得到好的识别效果，需要通过进一步研究，综合不同种算法的特性，利用算法融合，进一步得到较好的故障诊断结果。
参考文献
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