牵引变流器控制箱振动在线监测方法及监测系统技术方案

本发明专利技术提供一种牵引变流器控制箱振动在线监测方法及监测系统，通过对各个监测位置的振动加速度时域数据分别实时进行时域分析，根据时域分析结果，其中任一监测位置振动强度过大，则表明牵引变流器控制箱存在故障和失效的风险。利用该监测方法及监测系统能够实现对牵引变流器的控制箱的振动状况的有效监测。并在监测到振动强度过大时及时采取措施避免牵引变流器控制箱发生故障或失效。

On-line Vibration Monitoring Method and System for Control Box of Traction Converter

The invention provides an on-line vibration monitoring method and monitoring system for traction converter control box. Through real-time time time domain analysis of vibration acceleration data of each monitoring position, according to the time domain analysis results, if the vibration intensity of any monitoring position is too high, the risk of failure and failure of traction converter control box is indicated. The monitoring method and system can effectively monitor the vibration of the control box of traction converter. When the vibration intensity is too high, timely measures are taken to avoid the failure or failure of the traction converter control box.

【技术实现步骤摘要】
牵引变流器控制箱振动在线监测方法及监测系统
本专利技术属于检测领域，尤其涉及一种牵引变流器控制箱振动在线监测方法及监测系统。
技术介绍
牵引变流器是轨道交通车辆的核心部件，由变流模块、控制箱、风机、接触器等电气部件和柜体组成。轨道交通车辆在运行中，牵引变流器受到来自轮轨以及车辆上其他振动源的影响，隧道、坡道和弯道等也会改变牵引变流器的振动环境，因此变流器的振动环境比较复杂。在牵引变流器内部，控制箱和变流模块等电子设备对振动较为敏感，过大的振动可能会导致这些部件的故障和失效，而现有技术中尚没有针对牵引变流器控制箱的有效的振动监测方法及系统。
技术实现思路
为解决上述现有技术中没有对牵引变流器的控制箱实现振动的有效监测的技术问题，本专利技术提供一种牵引变流器控制箱振动在线监测方法及监测系统，具体方案如下：一种振动在线监测方法，选取牵引变流器控制箱上的多个监测位置，所述监测位置包括牵引变流器控制箱上振动强度最大的位置；对所述各个监测位置的振动加速度时域数据分别进行时域分析，根据时域分析结果，其中任一所述监测位置振动强度过大，则表明牵引变流器控制箱存在故障和失效的风险；优选的，所述监测位置包括：牵引变流器的控制箱上与牵引变流器柜体的连接侧、牵引变流器的控制箱上与所述连接侧相对的另一侧以及牵引变流器的控制箱上振动强度最大的位置。优选的，所述监测位置还包括牵引变流器的控制箱上振动强度最小的位置。优选的，对任一所述监测位置的振动加速度时域数据进行时域分析步骤包括，计算该振动加速度时域数据在给定频率范围内的加速度有效值，并将所述加速度有效值与相应监测位置的预设值进行对比，当所述加速度有效值大于相应监测位置的预设值时，表明该监测位置振动强度过大。优选的，所述给定频率范围为0-400Hz。一种监测系统，包括上位机和下位机；所述下位机包括信号采集模块和加速度传感器；所述加速度传感器用于检测牵引变流器控制箱上各监测位置的振动加速度时域数据，所述信号采集模块将采集到的振动加速度时域数据传递给上位机，上位机接收车载网络系统的启动和休眠信号传递给下位机并控制信号采集模块的启动与休眠；所述上位机对加速度传感器所检测到的各监测位置的振动加速度时域数据分别进行时域分析。优选的，所述加速度传感器为三个。优选的，还包括温度传感器和湿度传感器，以测量环境温度和湿度。与现有技术相比，本专利技术提供的一种牵引变流器控制箱振动在线监测方法及监测系统，选取牵引变流器控制箱上的多个监测位置，所述监测位置至少包括牵引变流器控制箱上振动强度最大的位置；并对各个监测位置的振动加速度时域数据分别进行时域分析，根据时域分析结果，其中任一监测位置振动强度过大，则表明牵引变流器控制箱存在故障和失效的风险。牵引变流器控制箱上振动强度最大的位置，是整个牵引变流器控制箱振动最剧烈的地方，极具代表性，对该位置的振动情况进行时域分析能实现对牵引变流器的控制箱的振动状况的有效监测。并在监测到振动强度过大时及时采取措施避免牵引变流器控制箱发生故障或失效。附图说明在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：图1为本专利技术实施例的振动在线监测方法流程图；图2为本专利技术实施例的振动在线监测系统示意简图。在附图中，相同的部件采用相同的附图标记，附图并未按实际比例绘制。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术作进一步的说明。本实施例提供一种牵引变流器控制箱振动在线监测方法，选取牵引变流器控制箱上的多个监测位置，该监测位置包括牵引变流器控制箱上振动强度最大的位置；并对各个监测位置的振动加速度时域数据分别进行时域分析，根据时域分析结果，其中任一监测位置振动强度过大，则表明牵引变流器控制箱存在故障和失效的风险。牵引变流器控制箱上振动强度最大的位置，是整个牵引变流器控制箱振动最剧烈的地方，极具代表性，对该位置的振动情况进行时域分析能实现对牵引变流器的控制箱的振动状况的有效监测。并在监测到振动强度过大时及时采取措施避免牵引变流器控制箱发生故障或失效。牵引变流器控制箱本身并非振源，牵引变流器控制箱受其他振源的振动传递而发生振动。通常牵引变流器的控制箱通过螺栓与牵引变流器柜体紧固连接，而在牵引变流器的控制箱与牵引变流器柜体连接侧相对的另一侧则为悬空，因此，两侧的振动环境不同，振动情况也不一样。在一个实施例中选取牵引变流器的控制箱上与牵引变流器柜体的连接侧、牵引变流器的控制箱上与所述连接侧相对的另一侧以及牵引变流器的控制箱上振动强度最大的位置作为监测位置。其中牵引变流器控制箱上振动强度最大的位置反映了牵引变流器控制箱的最大振动强度，是控制箱振动最剧烈的位置，而牵引变流器的控制箱上与牵引变流器柜体的连接侧和牵引变流器的控制箱上与所述连接侧相对的另一侧，这两个位置则反映了由于控制箱的安装方式引起的控制箱不同部位在不同振动环境下的振动情况。以此三个位置作为监测位置较为全面的反映了牵引变流器的控制箱的振动情况。利用加速度传感器实时检测上述三个监测位置的振动加速度，优选的加速度传感器为三向加速度传感器，并通过信号采集模块，实时对加速度传感器的检测信号进行采集，信号采集模块将采集到的三个监测位置的振动加速度时域数据传输到工控机中，工控机分别对三个监测位置的振动加速度时域数据进行时域分析。以牵引变流器的控制箱上振动强度最大的位置为例，工控机提取该振动强度最大位置的振动加速度时域数据，并实时计算该振动加速度时域数据在给定频率范围内的加速度有效值。具体为，给定一个频率范围，该频率范围可以根据经验给定，也可以参考国家标准或行业标准给定，优选的，该频率范围为0-400Hz。利用滤波器对提取的振动加速度时域数据进行滤波，将该频率范围之外的数据过滤掉，得到0-400Hz范围内加速度随时间变化的新的波形，并计算滤波后的0-400Hz范围内加速度随时间变化的新的波形的加速度有效值。加速度有效值参考交流电有效值的定义引申而来，加速度有效值的计算公式如下：式中，T为振动周期，t时间，a为瞬时加速度。将计算所得的振动强度最大位置在0-400Hz范围内的加速度有效值与振动强度最大位置处的预设值进行比较，当振动强度最大位置处在0-400Hz范围内的加速度有效值小于或等于振动强度最大位置处的预设值时，控制箱的振动处于可以接受的状态，在软件窗口中以曲线形式实时显示振动强度最大位置处在0-400Hz范围内的加速度有效值并记录。当振动强度最大位置处0-400Hz范围内的加速度有效值大于振动强度最大位置处的预设值时，则认为在牵引变流器的控制箱的振动强度最大位置处的振动强度过大，牵引变流器控制箱存在故障和失效的风险，在软件窗口显示报警信号，记录计算所得0-400Hz范围内的加速度有效值大于预设值的时间范围，并在有效值显示窗口加亮显示振动强度最大位置处0-400Hz范围内的加速度有效值。同时将有效值超出给定值时间段及前后各5分钟的数据进行备份，存放在特定的存储空间中供后续分析使用。振动强度最大位置处的预设值通过实验获得，逐步增加振动强度最大位置处的振动强度，直到控制箱处于故障和失效的临界状态。记录下此时振动强度最大位置的振动加速度时域数据在给定频率范围内的加速度有效值，多次实验取临界状态下加速度有效值的最小值作为牵引变流器控制箱在振动最大位置处的预设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种振动在线监测方法，其特征在于，选取牵引变流器控制箱上的多个监测位置，所述监测位置包括牵引变流器控制箱上振动强度最大的位置；对所述各个监测位置的振动加速度时域数据分别进行时域分析，根据时域分析结果，其中任一所述监测位置振动强度过大，则表明牵引变流器控制箱存在故障和失效的风险。

【技术特征摘要】
1.一种振动在线监测方法，其特征在于，选取牵引变流器控制箱上的多个监测位置，所述监测位置包括牵引变流器控制箱上振动强度最大的位置；对所述各个监测位置的振动加速度时域数据分别进行时域分析，根据时域分析结果，其中任一所述监测位置振动强度过大，则表明牵引变流器控制箱存在故障和失效的风险。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监测位置包括：牵引变流器的控制箱上与牵引变流器柜体的连接侧、牵引变流器的控制箱上与所述连接侧相对的另一侧以及牵引变流器的控制箱上振动强度最大的位置。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述监测位置还包括牵引变流器的控制箱上振动强度最小的位置。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对任一所述监测位置的振动加速度时域数据进行时域分析步骤包括，计算该振动加速度时域数据在给定频率范围内的加速度有效值，并将所述加速度有...

【专利技术属性】
技术研发人员：臧晓斌，王永胜，丁杰，曾亚平，夏亮，李振鹏，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43