[发明专利]一种电机轴断自动报警保护系统及检测方法

说明书

本发明公布一种电机轴断自动报警保护系统，包括声发射传感器，前置放大单元，声发射采集控制单元，电流采集单元，嵌入式主机单元，人机交互单元等；所述声发射传感器，为多路声发射传感器传输信号给各自的前置放大器；所述前置放大单元是多路前置放大器传输信号给声发射采集控制器；所述声发射采集控制单元为多路声发射采集控制器，把采集的声发射数据汇总上传到工控机；所述电流采集单元，包含隔离模块和采集模块，用来采集多路机车电机电流并汇总上传工控机；所述声发射采集控制器获取到触发信号开启内部采集程序，采集声发射传感器的测量数据，声发射采集控制器把采集的声发射数据传递给软件处理系统。本发明还公开了电机轴断系统检测方法。

技术领域

本发明采用声发射传感器实时在线检测机车在行驶过程中电机轴断，该发明具有自动报警功能，能够在故障发生前，故障源发展早期进行预警。

背景技术

2012年5月7日，北京局怀柔北机务段DF4C-5293机车，牵引2101次旅客列车，途中第1牵引电机电枢轴断裂与齿轮脱开，打坏齿轮箱上体部箱体后甩出，构成铁路交通一般C12类事故。2012年8月9日哈局三棵树机务段DF4D-0385号机车，担当1468次客车，第4电机电枢轴断裂，主动齿轮与电枢周分离，脱落的主动齿轮打破齿轮箱，构成铁路交通一般C12类事故。2014年5月2日，合肥机务段DF4D-0189机车担当K8564次，列车运行至宣杭线行宫塘～德清西站间因机车第4牵引电机断裂，小齿轮脱落而构成一般C12类事故。2011年至今，上海局通过探伤检查共发现电机轴裂损16件、DF4D型半悬机车109B牵引电机15件、DF4D型全悬机车106牵引电动机轴裂损2件。

内燃机车原设计在司机室右侧操纵台上有6块牵引电机电流表，由副司机负责监控，取消副司机以后，电流表无人监管，牵引电机发生故障后，不能及时发现。牵引电机会发生以下几种故障：

1、牵引电机电机电枢轴断或小齿轮弛缓，不及时发现将会发生齿轮飞出的大事故，牵引电机电枢飞报废，易引起周围电线路火灾。

2、当牵引电机发生C1C2断线时，此时正好处在过渡状态，过渡电阻会过热发红，容易引起周围电线路火灾。

3、牵引电机S1线断路，易烧损牵引电机S1、H2线和主极。

4、牵引电机短路，烧损电机。

发明内容

目前机车上尚无检测牵引电机轴断的装置，机车6A系统中的机车走行部故障检测子系统(ATDR)主要用检测走行部轴箱轴承、电机轴承故障，采用振动检测方式。该检测方式通过检测惯性加速度来进行判别，难以有效地检测出电机轴断。

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是研制出机车牵引电机轴断实时在线监测系统，该系统具有自动报警功能，能够在故障发生前，故障源发展早期进行预警，克服现有技术的缺陷。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种电机轴断自动报警保护装置，包括声发射传感器，前置放大单元，声发射采集控制单元，电流采集单元，嵌入式主机单元，人机交互单元等；所述声发射传感器，为多路声发射传感器传输信号给各自的前置放大器；所述前置放大单元是多路前置放大器传输信号给声发射采集控制器；所述声发射采集控制单元为多路声发射采集控制器，把采集的声发射数据汇总上传到工控机；所述电流采集单元，包含隔离模块和采集模块，用来采集多路机车电机电流并汇总上传工控机；所述声发射采集控制器获取到触发信号开启内部采集程序，采集声发射传感器的测量数据，声发射采集控制器把采集的车轮位置数据传递给软件处理系统。

同时，本发明还公开了一种电机轴断检测方法，步骤包括：

1)当系统上电后，声发射采集控制器自动开启采集数据程序，自动识别电机电枢轴的编号，将对应编号轴断的数据发送给软件处理系统；

2)软件处理系统，步骤包括：