电动车组牵引电机装车后的温升试验过程中持续速度髙,持续工况难以控制,温升平衡条件难以评价,成为试验必须解决的颈瓶问题。
本文亟在寻求电动车组电机温升试验温升平衡的判据,并根据电动车组和现有试验线路的特点提出新的试验方法和手段。
一、东莞电机温升平衡判据
电机等温升部件的负载周期的时间不可能是无限长,应当是其从冷态开始工作,直至达到热平衡、温升稳定的周期时间。当温升稳定时,温升值已达饱和,不会随着时间的增加而增加。
电机温升平衡与否,是结束温升试验的标志,对试验结果会产生决定性影响。如果温升尚未平衡就进行测量,测量结果必然偏小,反映不了真实情况。因此在国内、国际标准,都对此有特定的要求:
(1)《IEC349-2电力牵引一铁路机车车辆和公路车辆用旋转电机》6.1.1规定温升试验在持续工况至少持续运行2h或者由合适的方法表明达到热平衡,并将稳定温度定义为在试验的最后1h内温升的变化小于2K。
(2)《DEC1377电力牵引一机车车辆一逆变器供电的交流电动机及其控制系统的综合试验》标准规定温升试验在持续工况至少持续运行2h或者达到热平衡,参考了IEC349-2。
(3)《TB/T2519-1995电力机车牵引电动机装车后的温升试验方法》规定电力机车持续工况运行3.5~4h后,直至温升达到稳定状态。
可见,持续运行时间的长短取决于电机温升是否平衡。如何判定电机达到热平衡,温升已经稳定,最精确的办法是以厂家埋入式温度计测量的温度作为判据来判别东莞环球电机温升变化率进行判断。在没有办法得到该数据的情况,应当通过其它的方法来判断电机温升是否平衡,以缩短时间试验,提高试验效率,保证试验结果的可信度。
对于强迫冷却牵引电机,假设电机温升稳定时进风口温度为tin,出风口温度为,电机定子绕组温度为θ。
二、环球电机温升的工程计算方法
可以通过测量电机出风口温度和电机进风口温度,间接得到实际运行情况的温升。该方法得到的温升值精确度取决于:
(1)电机进风口和出风口温度传感器的安装位置以及传感器精度。
(2)厂家电机型式试验数据的可靠性。
(3)厂家电机型式试验用的电机冷却风机的参数、风道、通风量等和实际运行情况的差别导致的变化。
在型式试验中,按照标准,东莞电机温升测量均采用电阻法进行;在实际运用场合,很多情况下无法用电阻法进行测试(或者由于实施困难导致合闸时间延长),并且也无法获得电机内预埋温度传感器信号(或者无预埋温度传感器),在对试验结果准确性要求不髙的情况下可以则可以考虑用工程计算方法估算电机的温升。
表1为长白山号动车组、CRH2动车组、HXD3机车温升试验电阻法测试温升结果和工程计算方法结果的比较。
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