一种评估动车组用冷却风机性能的方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种评估动车组用冷却风机性能的方法及系统，包括：测量冷却风机整机运行的振动数据、噪声数据、温升数据，获得冷却风机的振动频谱特性，并将振动、噪声和温升同标准限值比较，得到风机整体性能；对冷却风机绕组和轴承进行评估：针对冷却风机绕组，测量绕组的运行相关参数，并计算得到绕组的预估寿命，评估出电机绕组性能；针对轴承，通过测量轴承参数评估轴承性能。解决了风机性能评估方法不全面、缺少完整流程的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种评估动车组用冷却风机性能的方法及系统
本专利技术属于技术冷却风机性能状态评估
，具体涉及一种评估动车组用冷却风机性能的方法及系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。动车组上的冷却风机主要作用是降低车上变压器、牵引电机、变流器等重要设备的温升，保证这些设备的正常工作。冷却风机的可靠性直接影响动车组变压器、牵引电机、变流器等重要设备的运行可靠性，进而影响列车运行安全。冷却风机失效模式主要包括绕组绝缘损坏、轴承损坏、转子偏心、轴承安装不合适、内外部机械零件松动等。最容易出现的故障情况包括：绕组绝缘损坏、轴承损坏、风机振动过大、噪声过大。专利技术人在研究中发现，现存的对动车组用冷却风机性能评估方法只能检测上述故障的一部分，不能全面反映动车组用冷却风机的综合性能。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提出了一种评估动车组用冷却风机性能的方法，本专利技术通过风机整机性能参数测试和部件性能参数测试评估风机性能。根据一些实施例，本专利技术采用如下技术方案：第一方面，公开了一种评估动车组用冷却风机性能的方法，包括：测量冷却风机整机运行的振动数据、噪声数据、温升数据，获得冷却风机的振动频谱特性，并将振动、噪声和温升同标准限值比较，得到风机整体性能；之后，对冷却风机绕组和轴承进行评估：针对冷却风机绕组，测量绕组的运行相关参数，并计算得到绕组的预估寿命，评估出电机绕组性能；针对轴承，通过测量轴承参数评估轴承性能。进一步的技术方案，测量冷却风机整机运行的振动数据时，通过安装在电机定子两端轴承部位的振动加速度传感器，测量电机垂直、水平和轴向方向的振动值。进一步的技术方案，还包括：调节出风口挡板位置，通过调风机负载得到风机在两种负载下的振动数据；对振动加速度沿时间进行积分得到振动速度、振动位移，对比振动速度和振动位移幅值是否超过标准限值，超过限值则电机振动性能不达标，反之达标。进一步的技术方案，获得冷却风机的振动位移数据之后，对振动位移数据进行频谱分析，当频谱上出现和旋转频率相同的基频，基频幅值占通频幅值比例超过设定值时，判断为电机转子质量不平衡。进一步的技术方案，还包括：频谱上出现和转动频率相同的基频分量、二倍频分量，并同时出现高频谐波分量，判断为电机内外部松动。进一步的技术方案，还包括：频谱上出现轴向振动最大，振动频率和旋转频率相同时，判断为滚动轴承异常。进一步的技术方案，测量冷却风机整机运行的噪声数据时，在半消声室中，将冷却风机出风口用管道连接；在进风口离转轮中心轴线一定距离处放置声级计，测量额定工况下的风机噪声；然后计算获得通风机噪声的比A声压级，将通风机噪声的比A声压级与限值比较，判断风机是否存在故障。进一步的技术方案，半消声室为除地面外无反射声波的噪声测量场所。进一步的技术方案，针对冷却风机绕组，评估出电机绕组性能时，具体包括：将电机剩余寿命结合绕组运行后绝缘电阻、绕组耐压、匝间绝缘和限值的比较结果；若所有结果都正常则代表电机绕组绝缘良好；否则电机绝缘已受损，不可再使用该绕组。第二方面，公开了一种评估动车组用冷却风机性能的系统，包括：风机整体性能评估模块，用于测量冷却风机整机运行的振动数据、噪声数据、温升数据，获得冷却风机的振动频谱特性，并将振动、噪声和温升同标准限值比较，得到风机整体性能；绕组和轴承评估模块，用于对冷却风机绕组和轴承进行评估：针对冷却风机绕组，测量绕组的运行相关参数，并计算得到绕组的预估寿命，评估出电机绕组性能；针对轴承，通过测量轴承参数评估轴承性能。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术通过对风机整机和部件的测试能较为完整的评估出风机此时的性能，解决了风机性能评估方法不全面、缺少完整流程的问题；该评估方法通过对电机振动数据的频谱分析可以在不拆卸电机的情况下发现电机转子质量不平衡、轴承异常、内部松动等问题；该方法通过测量冷态及热态绕组电阻差异，计算得到绕组运行温度，根据经验公式估算出电机绕组的剩余寿命。本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为振动加速度传感器粘贴位置；图2为单吸入离心通风机的声级计放置位置示意图；图3为轴流通风机的声级计放置位置示意图；图4为一台电机驱动的两台对称布置单吸入离心通风机的声级计放置位置示意图；图5为贴片式温度传感器粘贴位置示意图；图6本公开实施例子的整体方法的流程图。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。整体技术构思：首先，测量风机整机运行的振动、噪声、温升，分析风机的振动频谱特性，并将振动、噪声和温升同标准限值比较，得到风机整体性能；针对风机整体性能，当振动、噪声、温升都小于标准值，表明整体性能良好，若其中一个超过标准，表明整体性能不达标；振动越小，整体性能越好，反之越差；噪声越小，整体性能越好，反之越差；温升越小，整体性能越好，反之越差。其次，对电机的薄弱部分，绕组和轴承进行评估，针对绕组，先测量电机绕组的运行前电阻、运行后电阻、电机运行前环境温度，得到电机绕组运行温度，计算得到绕组的预估寿命，结合绕组的运行时间、绝缘电阻、匝间绝缘、耐压试验评估出电机绕组性能；针对轴承，通过测量拆卸下来的轴承参数：内径、外径、旋转精度、振动、径向游隙，对比标准限值评估轴承性能。最后，汇总风机整机参数、电机绕组参数、电机轴承参数，综合评估风机性能。上述整体性能中的温升超标的原因可能是绕组匝间绝缘损坏，同时温升超标会极大的缩短绕组寿命；振动和噪声超标可能是由于轴承损坏导致；绕组的匝间绝缘损坏会使整体性能中的温升上升，损坏越严重，温升值越大。轴承参数超标会增加风机的振动、噪声，但不一定会导致振动、噪声超标。针对本申请的具体技术方案中的温升测试需要进一步说明的是，由于绕组在电机内部，无法用温度传感器直接测试本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种评估动车组用冷却风机性能的方法，其特征是，包括：/n测量冷却风机整机运行的振动数据、噪声数据、温升数据，获得冷却风机的振动频谱特性，并将振动、噪声和温升同标准限值比较，得到风机整体性能；/n之后，对冷却风机绕组和轴承进行评估：针对冷却风机绕组，测量绕组的运行相关参数，并计算得到绕组的预估寿命，评估出电机绕组性能；针对轴承，通过测量轴承参数评估轴承性能。/n

【技术特征摘要】
1.一种评估动车组用冷却风机性能的方法，其特征是，包括：
测量冷却风机整机运行的振动数据、噪声数据、温升数据，获得冷却风机的振动频谱特性，并将振动、噪声和温升同标准限值比较，得到风机整体性能；
之后，对冷却风机绕组和轴承进行评估：针对冷却风机绕组，测量绕组的运行相关参数，并计算得到绕组的预估寿命，评估出电机绕组性能；针对轴承，通过测量轴承参数评估轴承性能。


2.如权利要求1所述的一种评估动车组用冷却风机性能的方法，其特征是，测量冷却风机整机运行的振动数据时，通过安装在电机定子两端轴承部位的振动加速度传感器，测量电机垂直、水平和轴向方向的振动值。


3.如权利要求1所述的一种评估动车组用冷却风机性能的方法，其特征是，还包括：调节出风口挡板位置，通过调风机负载得到风机在两种负载下的振动数据；
对振动加速度沿时间进行积分得到振动速度、振动位移，对比振动速度和振动位移幅值是否超过标准限值，超过限值则电机振动性能不达标，反之达标。


4.如权利要求1所述的一种评估动车组用冷却风机性能的方法，其特征是，获得冷却风机的振动频谱特性之后，对振动位移数据进行频谱分析，当频谱上出现和旋转频率相同的基频，基频幅值占通频幅值比例超过设定值时，判断为电机转子质量不平衡；
优选的，还包括：频谱上出现和转动频率相同的基频分量、二倍频分量，并同时出现高频谐波分量，判断为电机内外部松动；
优选的，还包括：频谱上出现轴向振动最大，振动频率和旋转频率相同时，判断为滚动轴承异常。


5.如权利要求1所述的一种评估动车组用冷却风机性能的方法，其特征是，测...

【专利技术属性】
技术研发人员：李智国，武继将，孙卫平，万国强，夏建军，王晓明，王明岩，赵敏，张冬梅，孙红梅，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37