電力機(jī)車交流牽引電機(jī)故障診斷研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鐵路建設(shè)迅速發(fā)展，鐵路運(yùn)行安全的重要性日益顯著。交流傳動(dòng)電力機(jī)車在我國鐵路跨越式發(fā)展的背景下將成為開發(fā)應(yīng)用的主流機(jī)車。牽引電機(jī)作為交流電力機(jī)車的核心部件之一，其工作環(huán)境惡劣、負(fù)載變換頻繁、動(dòng)力作用大等因素使?fàn)恳姍C(jī)較易出現(xiàn)故障。牽引電機(jī)的安全運(yùn)行關(guān)系到整個(gè)列車的行車安全，展開交流牽引電機(jī)的故障診斷具有重要意義。
　　本文以HXD2型機(jī)車為例，研究其牽引電機(jī)的故障機(jī)理和診斷方法，分析電機(jī)故障（定子匝間短路、轉(zhuǎn)子偏心、

2、轉(zhuǎn)子斷條及軸承異常）及其對(duì)應(yīng)的特征頻率，揭示出故障與特征頻率的內(nèi)在聯(lián)系。深入研究基于定子電流頻譜分析法的電機(jī)故障診斷技術(shù)，包括定子電流信號(hào)的采集設(shè)計(jì)及信號(hào)處理方式。以電機(jī)轉(zhuǎn)子斷條故障為例，用MATLAB仿真出轉(zhuǎn)子斷條故障的定子電流信號(hào)，分別用FFT變換、小波包結(jié)合FFT變換、Hilbert結(jié)合FFT變換三種頻譜分析方式，對(duì)故障電流信號(hào)進(jìn)行分析處理，仿真結(jié)果顯示小波包結(jié)合FFT變換所提取的故障特征頻率較為明顯。
　　針對(duì)牽引電機(jī)故障

3、診斷，設(shè)計(jì)出基于故障樹最小割集結(jié)合電流頻譜分析法的交流牽引電機(jī)故障診斷專家系統(tǒng)。完成基于專家知識(shí)庫、知識(shí)獲取機(jī)制及診斷推理的故障診斷方法設(shè)計(jì)。專家系統(tǒng)的知識(shí)庫構(gòu)建包括故障樹的建立、規(guī)則庫的獲取及故障理論值的存儲(chǔ)，推理機(jī)的設(shè)計(jì)包括啟發(fā)性的規(guī)則匹配和小波包結(jié)合FFT變換的頻譜分析。采用ADO.NET數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)及ACCESS關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，在Visual Studio2010軟件開發(fā)平臺(tái)上設(shè)計(jì)開發(fā)了交流牽引電機(jī)故障診斷專家系統(tǒng)軟件。為交流牽

4、引電機(jī)的故障診斷提供一種新的診斷方法，該方法能較好的完成牽引電機(jī)故障檢測和診斷的要求。
　　完成交流牽引電機(jī)故障診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括交流牽引電機(jī)故障診斷地面實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和便攜式交流牽引電機(jī)故障診斷裝置。完成地面實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成模塊和故障診斷流程的設(shè)計(jì)，以及便攜式故障診斷裝置的硬件原理設(shè)計(jì)和功能模塊的實(shí)現(xiàn)。采用霍爾電流傳感器采集電機(jī)定子電流信號(hào)，通過信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行預(yù)處理，由交流牽引電機(jī)故障診斷專家系統(tǒng)對(duì)預(yù)處理后的電流信號(hào)進(jìn)行分析處理