HXD1型机车牵引电机温度传感器故障分析

蒋勇

摘 要：文章介绍了HXD1型机车牵引电机温度传感检测原理，分析總结了造成该故障的两种原因，并对贵阳HXD1-1346机车温度传感器故障进行了分析验证，并针对该故障提出了防范措施。

关键词：牵引电机温度传感器;检测原理;分析验证;防范措施

0 引言

2021年1月6日贵阳段HXD1-1346机车在运行中，微机系统突然连续多次闪报“电机2温度传感器故障、电机1温度传感器故障”（图1、2），机车回段在静止状态下故障消失。更换相应的牵引电机温度传感器和在检查确认温度传感器相关线路状态良好情况后，机车重新上线运行故障仍然出现。

1 温度传感器检测原理

牵引电机温度传感器是基于四线制的Pt100铂热电阻原理设计，四线制是避免线电阻干扰的理想测温方式[1]。Rt是铂热电阻，电阻值随着温度变化而变化，通过导线L1、L2给铂热电阻施加稳定的恒流源电流I，导线L3、L4接入高阻抗的电压测量仪表，此时电压测量仪精确的测量了铂热电阻的电压，而TCU控制单元体再其换算成对应的温度值（图3）。

2 原因分析

牵引电机采用的是Pt100热电阻温度传感器，当牵引电机温度变化时，其传感器电阻值也会随着温度变化而变化，温度越高电阻值越大，反之亦然。

根据HXD1型电力机车微机系统逻辑控制原理[2]，牵引变压器故障判定条件有两点，一是温度值超常规值，高于500度（或低于-500度），则报传感器故障;二是温度传感器检测值突变过快，1秒内温度值变化差值大于5度，则报传感器故障。

2.1 超温报警故障

（1）温度传感器故障。当牵引电机温度传感器自身故障，测量仪检测到传感器温度值超常规值，高于500度（或低于-500度），则微机显示屏报牵引电机温度传感器故障。

（2）传感器线束开路或短路。当牵引电机温度传感器线束开路或短路，高阻抗电压测量仪测量的温度传感器电压值会近似为0，换算成对应的温度也随之变成-500℃以下，则微机系统报牵引电机温度传感器故障。

2.2 温度突变报警故障

HXD1型机车单节TCU有两个TCU控制单元体，分别向牵引电机速度传感器、牵引电机温度传感器、变压器温度传感器、变流器进出口水压传感器、辅助变压器温度传感器提供电源。其中速度传感器采用的恒压源（稳定的15 V电源），而温度传感器采用的是恒流源（电流恒定），电源构成图详见图4。

若机车在运行过程中，恒压源的电机速度传感器因偶发瞬时短接故障，则会直接影响恒压源15 V的电源品质，而恒流源又和恒压源都是由同一个TCU单元体提供电源，因此若恒流源的电机速度传感器偶发短路故障，将瞬间分走恒流源的大部分电流，而控制单元体还来不及反应补偿，进而造成同一架的温度传感器检测电压骤降，当1秒内温度变化差值大于5度，则触发微机系统显示同一架的“牵引电机温度传感器故障”。

3 分析验证

测量HXD1-1346机车2轴牵引电机速度传感器电源线对地绝缘值为0，打开车底连接电机速度传感器电连接器，发现传感器正负电源线都已破皮损坏（图5），将破损线束更换后机车运行状态良好，故障完全消失。

4 措施及建议

（1）在牵引电机温度和速度传感器安装时，避免电连接器外壳绕着线束连续旋转，防止外壳将线束摩擦破皮，进而造成接地短路故障。

（2）在和谐机车修程检修时，测量传感器线束对电连接器金属外壳的绝缘电阻值，确保电连接器安装到位。

5 结语

针对HXD1-1346机车在实际运行中连续闪报牵引电机温度传感器报警故障，根据机车控制逻辑分析得出，超温报警和温度突变是造成该故障的两个主要原因，并对分析结果进行了实际验证，针对该故障提出了机车在修程检修中的检查方法，避免类似故障再次出现。

参考文献：

[1]金伟正.实用四线制PT100测温电路研究[J].电子测量技术，2000（2）：27-28.

[2]王正君.HX_D1型8轴电力机车网络控制逻辑初探[J].铁道机车车辆，2014，34（2）：83-89.