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。     

基于电机定子电流分析的机车齿轮箱故障诊断

机车传动系统齿轮故障诊断对保障列车行车安全有重要意义,因此将牵引电机定子电流分析用于齿轮故障诊断。齿轮局部损伤引起齿轮系扭矩波动,扭矩的波动使驱动电机定子电流多个频率成分发生相位调制,在定子电流频谱中产生边频带,分析这些特殊频率成份就可以检测齿轮故障。齿轮早期故障产生的边频带幅值非常微弱,通常被电机结构引起的谐波成份和噪声掩盖。双树复小波变换保留了常规小波局部分析特性,又能有效抑制平移敏感性和频率混叠。提出了一种新的无传感器机车齿轮故障诊断方法,用双树复小波分析牵引电机定子电流,抑制噪声排除临近频率的干扰。30 t轴重货运机车正线运转实验证明,提出的方法能有效诊断机车齿轮故障。     

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。     

异步电机定子绕组匝间短路故障建模与分析

在充分考虑短路绕组间磁路耦合的基础上,建立了异步电机定子绕组匝间短路故障在三相静止坐标系下的数学模型,并通过坐标变换得到其在两相静止坐标系下的简化故障模型,对该模型进行仿真研究,采用扩展Park矢量法分析电机定子电流故障频谱。仿真结果验证了模型的正确性和有效性。     

基于独立成分分析和支持向量机的交流电机故障诊断

研究了一种结合独立成分分析和支持向量机的方法在交流电机故障诊断中的应用.首先通过检测各种电机振动和定子电流信号得到数据,利用独立成分分析对交流电机原始数据进行特征提取和压缩;主成分分析也同时应用于独立成分分析特征提取过程中,在完成故障识别时应用了支持向量机技术,采用的是连续最小优化算法和基于支持向量机分类的多类统计分类方法.同时分类过程选择了典型的核函数,以达到诊断电机故障的目的.试验分析的结果表明,该方法是一种简单而有效的方法.     

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。     

HXD_(3(C))型机车牵引电机QJ318轴承内圈剥离故障的检测方法

从6A系统走行部故障监测子系统振动报警原理,分析了HXD_(3C)0069机车QJ318轴承内圈剥离故障漏检测原因。并结合现场经验,提出一套通过JK11430B装置的实时振动波形和SV值趋势分析、计算电机轴承故障诊断量值AdB和分析低速定速顶轮检测电机轴承异声的电机轴承内圈故障诊断方法。     

铁路交流牵引电机故障诊断技术研究及应用

铁路交流牵引电机工作环境复杂恶劣,故障发生率相对较高,其故障诊断技术是提高机车车辆可靠性和安全性的关键技术之一.总结牵引电机常见故障类型,明确轴承故障与定子绝缘故障是牵引电机的2种主要故障类型,着重分析牵引电机绝缘和轴承故障诊断理论与应用成果,并基于实际应用情况和相关技术发展趋势,提出交流牵引电机故障诊断技术的发展方向...     

基于FTA的城际铁路站台门控制系统风险分析及故障诊断研究

随着城际铁路“公交化”运营,铁路站台门控制系统已成为旅客上下车过程中保障安全的重要防护设备,为降低站台门控制系统风险隐患和提升日常运维水平,采用故障树分析（FTA）方法对站台门控制系统风险分析及故障诊断研究。在分析站台门控制原理的基础上,通过HAZOP方法分析站台门安全功能,选取站台门无法关闭功能作为典型顶事件,采用下行法得出故障树的最小割集,构建出该事件故障树并进行了定性与定量分析。结果表明站台门控制系统故障包括光耦故障、反相器故障、电机采样电路故障和继电器故障等,故障树可为站台门控制系统的故障诊断提供辅助参考决策,同时对站台门控制系统的优化设计具有一定的参考意义。     

基于电机振动的动车组牵引逆变器故障诊断研究

牵引逆变器的安全性和可靠性对高速动车组车辆的稳定运行至关重要,为了对逆变器工作状态进行识别,文章结合车辆系统动力学,提出了一种基于电机振动信号分析的故障诊断方法。将电机振动信号作为监测对象,通过检测逆变器故障时电流畸变引起电机异常振动的特征信号来进行判断。以CRH2型动车组牵引传动系统为例,建立了基于空间矢量脉宽调制策略下的三电平牵引逆变器电路仿真模型,对逆变器结构故障模式进行仿真。仿真结果表明,逆变器故障会显著影响交流侧输出电流谐波含量,尤其是5倍频、7倍频、11倍频、13倍频电流谐波;而这些谐波电流输入到牵引电机后转化为6P(1-s)倍频、12P(1-s)倍频的脉动转矩,并作用于电机,使得其输出振动中含有相应频率的谐波成分。通过对高速动车组实际运行过程中的牵引电机振动信号进行分析可发现,在正常情况下振动信号不明显含有此类谐波频率成分,而当逆变器存在故障时,则会导致在振动信号中该频率信号含量非常明显。因此,文章所提出的基于振动信号分析法能够有效地监测并诊断牵引逆变器工作状态,并具有一定的工程应用价值。