基于定子电流小波包分析的牵引电机轴承故障诊断

滚动轴承失效是机车牵引传动系统的主要故障源之一。轴承失效引起电机振动增加,导致定子电流发生调制。本文根据轴承失效对电机运行参数(振动、电流)的影响,将牵引电机轴承故障分为单点局部损伤和整体磨损。分析两种滚动轴承故障对振动和电机定子电流频谱的影响。定子电流分析可在不影响电机运行的情况下,检测电机的工作状况。小波包变换适应于处理瞬变、非平稳信号,用于电机定子分析能获得较高的频率分辨率,有效提取故障征兆。本文提出一种基于定子电流小波包分析的机车牵引电机轴承在线故障检测方法。HXD2型机车线路运行试验证明,该方法能有效诊断电机轴承早期故障。     

基于小波系数提取及离散余弦包络分析的机车牵引齿轮故障诊断方法

机车走行部故障是危及列车运行安全的重要因素,其故障程度的实时监测与诊断是高速重载列车需要解决的关键问题之一.本文以机车走行部的牵引齿轮为例,在分析总结大量实际振动信号的基础上,探讨了运用小波分解和离散余弦变换相结合来提取机车牵引齿轮故障特征信息的方法,即首先采用小波基将牵引齿轮故障引起的振动信号变换到时间-尺度域,再对高频段的小波系数采用离散余弦变换进行包络分析;阐述了该方法在机车走行部在线故障诊断系统中的应用,不仅能满足在线状态监测与故障诊断的实时性和可靠性要求,而且具有很强的抗干扰能力.实际应用表明,该方法能可靠提取牵引齿轮的故障特征信息,系统能快速、准确地诊断出故障类型及程度,可有效用于机车走行部故障的在线监测与诊断.     

基于卷积神经网络的牵引电机定子绕组匝间短路故障诊断

为实现牵引电机定子绕组匝间短路故障诊断,提出一种基于一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network, 1D-CNN)的故障诊断方法。首先对电机健康状态、不同相发生匝间短路故障及不同故障严重程度下的定子电流进行三层小波分解,得到小波分解高频系数和低频系数;求取小波分解系数的二范数,作为电机电流的特征;设计并训练1D-CNN,将训练好的1D-CNN作为分类器,实现牵引电机定子绕组匝间短路故障“端到端”的智能诊断。设计并搭建异步电机定子绕组匝间短路故障诊断实验平台。实验结果表明：所提方法可以准确有效诊断出轻微的匝间短路故障。在闭环控制下,电机发生1匝短路故障时,诊断正确率达到90.5%,并能够有效区分故障相。     

列车牵引逆变器输出电能品质及其故障特征研究

列车牵引逆变器输出电能品质与牵引系统关键部件的工作状态紧密耦合。分析了牵引电机转子断条故障、电机定子匝间短路故障及逆变器IGBT开路故障状态下定子电流的特定谐波分量特性。针对定子电流故障特征,使用快速傅里叶变换(FFT)对故障特征进行识别,提取特定谐波分量,提出了以特定谐波分量含量与基波含量比值大小定位故障部件的故障诊断方法。搭建了牵引系统状态监测仿真模型,验证了提出的故障特征与故障诊断方法的正确性和有效性。     

基于阶跃激励响应的牵引电机定子早期匝间短路故障诊断方法

为了实现对牵引电机定子绕组匝间短路早期故障的可靠诊断,文章提出了一种基于阶跃激励稳态响应电流的故障诊断方法。首先根据牵引电机三相定子绕组匝间短路模型,对定子绕组任意两相施加阶跃激励,推导出3种情况下的响应电流表达式,并依据响应电流稳态值的变化特征提出新的故障特征分量;然后,搭建故障电机仿真模型,分析短路电阻和短路故障严重程度对响应电流的影响,研究故障特征分量对早期匝间短路故障诊断的有效性与可靠性;最后搭建试验平台,分析当电机固有不对称时,匝间短路故障对故障特征分量的影响。仿真与试验结果表明,该故障特征分量可以表示早期的匝间短路故障及其严重程度,并且能滤除电机固有不对称的影响。基于阶跃激励稳态响应电流的诊断方法操作便捷,结果可靠性高,对保护牵引系统的安全具有极大意义,且具备极大的工程应用价值。     

机车牵引电机电流实时故障诊断系统

内燃机车牵引电机运行中由于环火、主极断线、小齿轮脱落等原因往往会造成机破事故,一般这些事故发生的前兆主要表现为牵引电机工作电流异常,但这种变化人工无法实时监测。机车牵引电机电流实时故障诊断系统通过监测各牵引电机电流及接地、空转、制动、卸载等指示信号,综合分析判断后,把存在故障隐患的牵引电机自动从机车主电路中切除,以避免故障升级。     

希尔伯特变换在牵引电机转子断条故障诊断中的应用研究

基于希尔伯特变换分析方法,以动车组电机定子电流信号为研究对象,对定子电流信号应用希尔伯特变换后,消去定子电流中包含的直流分量,解决了转子断条故障特征分量容易被基波湮没、难以检测等问题,使故障特征分量的提取更加准确。通过求检测信号的希尔伯特包络谱,更加直观地判断转子是否发生断条的故障。从仿真结果和试验结果分析得知,希尔伯特变换法在动车组牵引电机转子断条故障诊断中应用的正确性和有效性。     

HX_D3C型机车牵引电机齿轮断裂原因分析和预防对策

针对HXD3C型机车牵引电机齿轮断裂失效故障,通过齿轮断裂面情况分析故障机理,并介绍段方检修措施。     

牵引电机的主要故障及诊断方法综述

以牵引电机使用过程中发生的常见故障为研究对象,从电气和机械两方面分析了电机故障的原因,电机在实际使用过程中存在多重故障同时发生的情况,需要综合多种诊断方法,现介绍了基于电流分析法、小波分析和神经网络、Park矢量变换、扩展Park矢量变换等多种故障诊断方法,为电机故障诊断的研究提供指导。     

经验小波在机车轴承故障诊断中的应用

针对机车轴承故障诊断中故障特征提取的难题,将经验小波变换(EWT)引入机车轴承振动信号分析。经验小波通过构造紧支撑自适应滤波器将信号分解为多个固有模态分量,能有效抑制模态混叠。针对轴承振动特征对经验小波变换进行改进,提出了首先利用改进经验小波变换分解机车轴承振动信号,然后以峭度为指标筛选敏感分量,进而对敏感分量进行希尔伯特包络解调提取轴承故障特征的诊断方法。机车运行试验表明,文章所提出的方法划分机车轴承振动信号频带合理,能有效提取轴承故障特征频率,准确诊断各种类型的轴承故障。     

HX系列机车交流牵引电机典型故障分析与解决方案

随着现代大功率HX系列机车牵引电机运行里程数的增加,牵引电机在线运行后暴露故障问题也逐渐增多,文中对牵引电机检修过程中出现的典型故障进行了汇总归类分析,有助于牵引电机检修人员快速识别故障并找到解决方案。     

电力机车牵引变压器故障解析

牵引变压器是电力机车的重要部件之一,该部分故障的早发现、早处理、避免事态扩大、防止恶性机车事故发生是机车检修和运用部门必须解决的问题。本文以机车牵引变压器故障分析和诊断为切入点,综合分析了在检修、运用中发生的各种典型故障,特别是根据油中溶解特征气体含量统计分析,摸索总结出了机车牵引变压器的各种故障性质、程度和应急响应数据,揭示了油色谱分析的重要性,可有效防止机车牵引变压器烧损着火的发生。     

基于小波分析的牵引变流器故障诊断技术研究

针对200 km/h电动车组的牵引变流器,利用MATLAB/Simulink软件平台建立仿真模型,并运用小波变换的手段进行故障诊断,取得了良好的效果。文中以牵引变流器三相输出电流的不平衡故障为例,验证了该故障诊断方法的有效性。     

基于Romax软件的机车牵引齿轮优化设计

牵引齿轮传动系统是机车行走部的关键部件之一,它是将电机输出扭矩传递给机车轮对以实现牵引的装置。传统的牵引齿轮设计计算,未考虑实际运行在各种工况下齿轮啮合错位,在齿轮传动系统的设计及计算中存在着弊端。文章以某新型设计机车驱动系统参数为模型,通过Romax软件建立齿轮传动系统模型并进行分析,最后提出了优化设计方案。     

机车走行部故障图像识别系统的研究

机车走行部的故障目前仍以人工检测为主,既有的车辆故障图像识别系统TFDS不能适应机车要求,亟待研发机车专用的走行部故障图像识别系统。根据机车走行部故障特征,提出了机车走行部故障图像识别系统构成及其原理,探讨了高清晰度图像的获取、低照度条件下图像的获取以及图像识别方法,并深入分析了建立机车走行部故障特征库,以及机车走行部故障评判及报警分级处理等问题。     

弹性架悬式驱动装置的研究

研究了驱动装置刚性架悬式电力机车及驱动装置弹性架悬式电力机车的动力学性能,结合交流传动高速转向架的动态特性对弹性架悬式驱动装置的齿轮箱和悬挂横梁进行了结构强度分析研究.结果表明,驱动装置弹性架悬式机车的动力学性能优于刚性架悬式机车,其在高速客运机车上具有明显的技术优势;并且弹性架悬式驱动装置主要部件可适应高速转向架的动...     

机车牵引负荷试验轴承检测诊断系统

研制开发一套轴承工况检测与故障诊断系统,用于机车牵引负荷试验。系统通过检测振动和温度信号判断内燃机车走行部轴承的工作状况。把高阶谱引入机车轴承振动信号分析,用1(1/2)维谱提取轴承故障引起的振动信号非线性相位耦合特征来识别故障模式。试运行表明系统可靠,能满足机车段修现场轴承检测的需求。     

机车轴承故障诊断与预测系统

提出基于状态修而研发的机车轴承故障诊断系统。描述系统是通过监测振动和温度信号来对机车走行部轴承进行早期诊断和预警,而且从多个角度同时跟踪几个特征参数,量化轴承故障随时间的发展来预测轴承寿命,引入灰色预测模型故障预报理论。试运行表明:系统先进可靠,能满足机车轴承故障诊断的需求。     

KZ4AC型客运电力机车转向架的研制

文章介绍了KZ4AC型客运电力机车转向架的基本结构,并重点就KZ4AC型机车转向架的齿轮箱密封及防水设计、电机悬挂装置的设计、牵引装置的设计以及动力学性能的优化设计等作了分析,最后对KZ4AC型机车的动力学试验情况作了介绍。     

基于小波变换的电气化铁道牵引负荷谐波分析

电力机车作为牵引供电系统的主要不平衡负荷、谐波源负荷,其运行过程中产生的高频谐波电流对电力机车的安全、稳定运行造成很大危害.为精确实时地检测牵弓l供电系统中的谐波,采用时频域内均可局部化的小波变换进行谐波分析.以HXD3型0017电力机车为例,分析牵引负荷谐波电流的特点,采用最小描述长度准则(MDL)确定分析谐波的最佳...