[發明專利]一種測定電機軸承溫度分布的模擬裝置及方法

在審

• 申請號: 202111625869.1
• 申請日: 2021-12-29
• 公開（公告）號: CN114485977A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 張磊;薛秀慧;尚前博;趙宇坤
• 申請（專利權）人: 中車永濟電機有限公司
• 主分類號: G01K7/18
• 分類號: G01K7/18
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 武建云

本發明公開了一種測定電機軸承溫度分布的模擬裝置及方法，其中模擬裝置包括固定座（1），所述固定座（1）上設有模擬下機座（2），所述模擬下機座（2）上兩端分別安裝軸承室（4），位于兩側的軸承室（4）之間安裝模擬上機座（3），所述軸承室（4）內通過模擬部件Ⅰ（5）和模擬部件Ⅱ（6）安裝被測軸承（7），位于兩側的被測軸承（7）之間安裝轉軸（8），所述轉軸（8）上安裝模擬轉子（9），所述轉軸（8）一端穿出一側的軸承室（4）后通過聯軸器（11）與驅動電機（12）的輸出軸連接。本發明通過軸承溫度分布的模擬測定方法，模擬不同工況的軸承溫度、負載調節的實施方法，可實現較為精確的獲取電機軸承附近的溫度分布數據。

技術領域

本發明涉及軌道牽引電機軸承測試技術領域，具體為一種測定電機軸承溫度分布的模擬裝置及方法。

背景技術

電機的軸承是電機重要的結構組成部件，電機運行中，軸承支撐電機的機械旋轉體（轉子）的重量，為降低其運動過程中的摩擦系數，通常電機軸承需要具備良好的潤滑系統。電機轉子高速運轉過程中，不可避免的會產生熱量，使電機軸承溫度升高。如果軸承溫度超出一定限值，高速運轉過程中，會對軸承部位的配合尺寸、潤滑狀態、摩擦系數等參數產生影響，存在導致軸承潤滑失效、機械摩擦、抱死、剝離等故障的安全隱患，造成較為嚴重的后果，形成生命財產損失。

目前，軌道交通牽引電機領域，尤其是高速動車組的牽引電機，電機運用中對軸承的狀態監控關系著整車運用安全，因此，對軸承故障的提前預警，可避免較大安全故障的發生。具體實施時，在牽引電機兩端軸承部位均設置溫度傳感器（PT100或者PT1000鉑熱電阻），實施溫度監測。車輛的網絡監測系統，對牽引電機的軸承溫度進行監測和判定，當發現軸承溫度超出一定范圍時，實施設定的預警及安全保護措施，如降速運行或停車檢查。

目前軸承溫度的測定，主要通過所設置的溫度傳感器讀取電機軸承附近的溫度值；在電機溫升試驗時，采用粘貼PT100或紅外測溫儀的方法，增加軸承溫度檢測點進行溫度軸承溫度測定，獲取軸承附近特定位置的經驗數據。存在如下缺點：①設定的軸承溫度傳感器僅能夠測定該部位的溫度，與軸承自身的溫度存在偏差，具體偏差程度不能明確。②試驗工況較為單一，測定的溫度覆蓋范圍小，難以表征電機運行中的實際軸承溫度。③增加的溫度測試點一般遠離軸承內部，軸承溫度測試點不在軸承裝配部件上，熱傳導需通過兩個甚至兩個以上部件進行測量，其數值較設定的溫度傳感器更為不準確，難以指導制定軸承溫度保護值的工作。

然而，各車輛的牽引電機結構不同，軸承設置和運用工況不同，溫度傳感器設置安裝的部位以及對軸承的抵近程度也不同。如圖1所示，為一種軌道交通牽引電機檢測軸承溫度的傳感器裝配示意圖，實際應用中溫度傳感器與軸承存在一定的距離，并不能準確測量軸承的實際溫度，所以，軸承實際使用中的溫度與傳感器檢測的溫度值之間存在一定的偏差，沒有相應的檢測數據支撐，給設置軸承溫度保護限值帶來了一定的困難，也使得車輛牽引電機安全運行依然存在一定的隱患。

發明內容

軌道交通車輛牽引電機的軸承溫度檢測，主要采用PT100（或者PT1000）鉑熱電阻溫度傳感器實施溫度檢測。PT100（或者PT1000）鉑熱電阻溫度傳感器的電阻值經應用軟件轉換為反映軸承溫度的數值，當溫度超出設定的保護值時，傳輸至司機（或列車牽引控制系統）并指導其進行保護運行措施，達到保證列車安全運行的目的。本發明目的是提出了一種新的測定電機軸承溫度的分布方式及模擬裝置。

本發明是采用如下技術方案實現的：

一種測定電機軸承溫度分布的模擬裝置，包括固定座，所述固定座上設有模擬下機座，所述模擬下機座上兩端分別安裝軸承室，位于兩側的軸承室之間安裝模擬上機座，所述軸承室內通過模擬部件Ⅰ和模擬部件Ⅱ安裝被測軸承，位于兩側的被測軸承之間安裝轉軸，所述轉軸上安裝模擬轉子，所述轉軸一端穿出一側的軸承室后通過聯軸器與驅動電機的輸出軸連接；所述固定座上安裝熱空氣送風設備，所述熱空氣送風設備出風口正對位于另一側的軸承室；所述模擬上機座安裝有模擬負載，所述模擬負載作用于模擬轉子；所述模擬部件Ⅰ和模擬部件Ⅱ上安裝有若干用于測量軸承周圍不同位置溫度分布的溫度傳感器。