JJC接触网检修列发电机组变频器震动问题分析.pdf

第29卷第3期2023 年 7 月Vol.29 No.3July 2023铁道运营技术Railway Operation Technology摘要：针对JJC接触网检修列经常出现主机组及其供电系统故障导致作业平台不能使用的问题,从调整风扇电机转速和优化变频器控制盘连接两方面进行研究，并提出改进方案。经实际验证，调整变频器频率参数，及在变频器控制盘加装过渡线，能有效防范变频器输出端子松动烧损、控制盘松动的惯性问题，很好地杜绝了安全隐患。关键词：接触网检修列；发电机组；变频器；震动中图分类号：U225.52文献标识码：A文章编号：1006-8686（2023）03-023-3王荣新JJC接触网检修列发电机组变频器震动问题分析（中国铁路昆明局集团有限公司玉溪供电段，高级工程师，云南昆明650100）10.13572/ki.tdyy.2023.03.007Abstract：Aiming at the problem that the main engine group and its power supply system often fail in JJC catenarymaintenance train,this paper studies from two aspects:adjusting the speed of fan motor and optimizing theconnection of inverter control panel,and puts forward the improvement scheme.It has been proved bypractice that adjusting the frequency parameters of the inverter and installing a transition wire on the control panel of the inverter can effectively prevent the inertia problems of loose output terminals and loosecontrol panel of the inverter,and put an end to potential safety hazards.Key words：catenary maintenance train;generator set;frequency converter;shakeWANG RongxinVibration Analysis of Frequency Converter of Generator Setin JJC Catenary Maintenance Train(Yuxi Power Supply Unit of China Railway Kunming Bureau Group Co.,Ltd.Senior engineer,Kunming Yunnan,650100,China)JJC接触网检修列（以下简称JJC）是新型铁路接触网作业车，专为接触网供电设备大规模、集中修现场提供运输、作业平台、料具存储、配件加工、食宿、现场办公等生产和生活条件，由12辆不同用途的单车按固定顺序编组成车列。车列依次为1号牵引车、2号材料车、3号材料加工及安全用具车、4号工具车、5号炊事车、6号餐车、7号会议车、8号至10号宿营车、11号办公车、12号牵引车，2号至11号车的顶部有长175米、宽1.75米的贯通作业平台。1号车内配置有主机组、辅助机组两套柴油发电机组，两套机组均发出符合民用标准的380/220V、50Hz三相四线制交流电，其中主机组容量200kVA、160kW向作业平台供电，辅助机组100kVA、80kW向生活设备、办公设施供电。JJC在现场使用过程中，主发电机组冷却风扇电机运转中震动过大，控制该电机的变频器输出端子、控制盘松动后风扇电机停机，引起主发电机组高温停机，停机后不能向工作平台供电，导致接触网检修列不能使用的问题时有发生。如果作业现场工作平台使用过程中突然发生平台停止动作的问题，会对作业现场造成安全隐患，因此需要深入研究，从根本解决问题。1概况23第29卷第3期2023 年 7 月Vol.29 No.3July 2023铁道运营技术Railway Operation TechnologyJJC工作平台的液压系统油泵电机由主机组提供380/220V、50Hz三相四线制交流电驱动，现场使用中，主机组多次运转中发生自动停机故障，故障发生后查询机组控制器有“温度过高停机”报警信息，据此统计故障现象，总结出该类故障主要有两方面的原因：一是风扇电机变频器输出端子松动或烧损后风扇电机停机，造成机组冷却系统散热不良，机组温度过高停机；另一个是风扇电机变频器控制盘松动后接触不良通讯信号缺失风扇电机停机，造成机组冷却系统散热不良，机组温度过高停机。某次U2端子烧损故障，以及控制盘松动接口部位如图1。图1变频器端子、控制盘接口2原因分析从冷却系统的结构和工作过程对故障原因分析如下：（1）主用机组冷却系统为传统的闭式强制水循环冷却系统，因车内空间限制，机组散热器与柴油机分离布置，配置一台型号为YVF2-160M2-2的三相变频电机和一台型号为ABB ACS510-01-031A-4的变频器，三相变频电机输出端连接风扇即风扇电机，变频器用于控制三相变频电机的启动和工作转速。三相变频电机、风扇，以及变频器，固定在同一支架上，其电路连接如图2。（2）工作过程是变频器工作后，启动、控制三相变频电机在某一转速运转，三相变频电机运转后带动与其连接的冷却风扇旋转，风扇旋转后在散热器散热片的外侧、内侧间形成风流，风流流经散热器散热片后实现散热器散热片内的循环冷却水散热，实现冷却水降温，最终实现机组柴油机机体的冷却。（3）观察风扇电机工作过程，发现运转中底座支架存在明显震动现象，结合变频器输出端子松动、控制盘松动的问题，分析原因为三相变频电机工作中图2风扇电机及变频器电路连接转速过高震动，震动经支架传递到变频器，变频器随支架一起震动造成端子松脱，以及控制盘接口松弛。（4）端子松脱后，三相变频电机缺相停机，冷却风扇停转，散热器散热片的外侧、内侧间未形成风流，散热器散热片内的循环冷却水散热效能下降，机组柴油机机体的冷却强度不足，机组运转中柴油机24温度过高，超过机组控制器设定的温度上限，控制器启动保护，从而机组停机。（5）控制盘接口松弛后，控制盘与主板间的通讯、控制信号缺失，变频器停机，三相变频电机停机，冷却风扇停转，散热器散热片的外侧、内侧间未形成风流，散热器散热片内的循环冷却水散热效能下降，机组柴油机机体的冷却强度不足，机组运转中柴油机温度过高，超过机组控制器设定的温度上限，控制器启动保护，从而机组停机。3解决措施针对问题产生的原因，从两方面解决存在问题：一方面通过调整ABB ACS510-01-031A-4型变频器的频率参数，以控制YVF2-160M2-2型三相变频电机转速，减少风扇电机运转中产生的震动。另一方面优化控制盘与主控板间的连接，防止风扇电机运转中因震动，造成控制盘与主控板接口松动后变频器停机。3.1频率参数确定YVF2-160M2-2型三相变频电机频率50Hz、额定转速2930r/min，变频器的频率参数控制了电机的转速，转速过低，冷却系统散热不良，影响机组正常运行；转速过高，电机震动过大造成变频器接线端子松动、接线盘松动等问题，还会使变频器负载变大缩短使用寿命。设置不同的频率参数使风扇电机在不同的转速下运转，观察、对比在不同的转速下风扇电机支架的震动情况，同时记录机组控制器在对应转速下的水温，记录变频器在对应转速下的温度，经实际对比、测试，最终确定频率参数32.0Hz，此时理论转速为2930(3250）=1875.2r/min。在此工况下，较好地满足机组运转散热需要，并相对于额定转速工况而言，风扇电机支架震动现象比较平缓。3.2改进控制盘接线方式变频器控制盘背面与主控板通过RJ45网线接头直接连接，这种连接方式接头间的接触面较少，在震动的工作环境中控制盘容易向外倾斜脱落，改进为在原有两接头间加装568B直连线互联使接头全部接触，如图3。图3改进后的控制盘连接3.3具体实施（1）网线连接制作约0.5m长的五类双绞线，两端分别连接2个 RJ45 网线插头即水晶头，2 个水晶头间按标准568B直连线互联，网线一端水晶头连接变频器，一端连接控制盘。（2）设置参数按主发电机组冷却系统的工作特点，机组启动后风扇电机要以稳定的转速同步转动，设置变频器为标准控制宏控制，DI1为得电启动，启动源为DI3恒速启动，频率参数为32.0Hz。（3）安装控制盘将控制盘安装在变频器壳体上。4结论通过对JJC主发电机组冷却系统风扇电机ABBACS510-01-031A-4型变频器进行参数优化设置、改进控制盘与主控板间连接方式，使变频器控制YVF2-160M2-2型三相变频电机在通电的情况下自行启动，以合适的转速运转，冷却系统散热良好，风扇电机运转平稳，震动较小。主发电机组正常供电过程中，实际测试机组冷却系统温度8090，风扇电机工作电流18.6A、转矩为额定转矩的43.2%、风 扇 转 速 1846r/min，变 频 器 功 率 4.0kW、温 度35.2，这些参数表明冷却系统散热良好，电机负载接近额定负载的一半，变频器温度适中；同时因控制盘改变了连接方式，有效防止控制盘松动发生变频器停机的问题，经实际使用，取得了较好效果。JJC接触网检修列发电机组变频器震动问题分析25