牵引变流器故障分析方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种牵引变流器故障分析方法及装置，涉及动车组故障分析技术领域。该装置包括电流检测调理模块、电压检测调理模块和数据处理控制模块；电流检测调理模块包括6个检测单元，分别检测牵引变流器中网侧变流器的三相输入电流和牵引变流器中牵引逆变器的三相输出电流，并传递至数据处理控制模块；电压检测调理模块检测牵引变流器中间直流环节电压，并传递至数据处理控制模块；数据处理控制模块基于OOCPN的推理机，根据所述牵引变流器中网侧变流器的三相输入电流、牵引变流器中牵引逆变器的三相输出电流和中间直流环节电压，计算牵引变流器故障器件。本发明专利技术基于OOCPN的推理机，根据故障电流特征完成对故障原因的分析，提高了故障诊断的准确率。

【技术实现步骤摘要】
牵引变流器故障分析方法及装置
本专利技术涉及动车组故障分析
，尤其是涉及一种牵引变流器故障分析方法及装置。
技术介绍
混合动力动车组牵引变流器(Tractionconverter，简称TC)，主要包含网侧变流器(简称GCM)与牵引逆变器(简称TCM)两个子系统，两个子系统的主回路通过中间直流环节实现级联，具有高度耦合性。当GCM或者TCM发生故障的条件下，会导致牵引变流器的输入电流iA、iB、iC以及输出电流iU、iV、iW中存在严重的畸变，从而加剧GCM与TCM中剩余电子器件的电应力与热应力。因此，当TCM或者GCM的主回路器件发生故障时，必须尽快对其进行诊断，锁定问题后尽快使其停机，防止故障的进一步扩大。现有的基于网络的故障诊断系统的诊断过程主要采用于系统解析模型的方法，但该方法的诊断效果严重依赖主回路的器件参数与分布参数，应用效果有时不太理想。而当前的电力电子诊断模型，大多单一围绕网侧单相整流器或者牵引逆变器、电机展开，相关成果均未考虑网侧整流器与牵引逆变器通过中间直流环节级联后其主回路的耦合关系，因而无法直接应用于混合动力动车组的牵引变流器中混合动力动车组的牵引变流器。因此，现有对混合动力动车组的牵引变流器的故障诊断方法的准确率还有待提高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种牵引变流器故障分析方法及装置，根据牵引变流器中网侧变流器的三相输入电流和牵引变流器中牵引逆变器的三相输出电流，并基于OOCPN的推理机计算获得牵引变流器故障器件，在故障诊断过程中完全模拟人脑的逻辑推演历程，能够基于故障电流的特征完成对故障原因的分析与推演，提高了故障诊断的准确率。第一方面，本专利技术实施例提供了一种牵引变流器故障分析装置，包括：电流检测调理模块、电压检测调理模块和数据处理控制模块；所述电流检测调理模块包括6个检测单元，分别检测牵引变流器中网侧变流器的三相输入电流和牵引变流器中牵引逆变器的三相输出电流，并传递至数据处理控制模块；所述电压检测调理模块检测牵引变流器中间直流环节电压，并传递至数据处理控制模块；所述数据处理控制模块基于OOCPN的推理机，根据所述牵引变流器中网侧变流器的三相输入电流、牵引变流器中牵引逆变器的三相输出电流和中间直流环节电压，计算牵引变流器的故障器件。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述装置还包括电源模块；所述电源模块分别为电流检测调理模块、电压检测调理模块和数据处理控制模块供电。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述检测单元包括电流传感器和调理电路；所述电流传感器测量穿过所述电流传感器的电线的电流；所述电流传感器的输出端连接所述调理电路的输入端；所述调理电路的输出端连接所述数据处理控制模块。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述电压检测调理模块包括电压传感器和调理电路；所述电压传感器测量中间直流环节电压，并连接所述调理电路的输入端；所述调理电路的输出端连接所述数据处理控制模块。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述数据处理控制模块包括DSP和报警电路；所述DSP的引脚5连接所述电压检测调理模块；所述DSP的引脚6-11分别连接所述电流检测调理模块的6个检测单元；所述DSP基于OOCPN的推理机计算获得牵引变流器故障器件，并发送至报警电路。第二方面，本专利技术实施例还提供一种牵引变流器故障分析方法，应用于如第一方面所述的数据处理控制模块，包括：接收所述电流检测调理模块和电压检测调理模块发送的所述牵引变流器中网侧变流器的三相输入电流iA、iB、iC，牵引变流器中牵引逆变器的三相输出电流iU、iV、iW和中间直流环节电压Udc；将所述牵引变流器中网侧变流器的三相输入电流iA、iB、iC，牵引变流器中牵引逆变器的三相输出电流iU、iV、iW和中间直流环节电压Udc的模拟信号转换为数字信号；基于网侧变流器的三相输入电流iA、iB、iC，牵引逆变器的三相输出电流iU、iV、iW和中间直流环节电压Udc计算获得牵引变流器故障器件与故障编码映射关系表；将故障编码输入自动推理机，完成故障编码与故障器件的拟合，获得基于OOCPN的故障推理机；基于OOCPN的故障推理机根据跃迁函数推理计算出故障器件。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述基于网侧变流器的三相输入电流iA、iB、iC，牵引逆变器的三相输出电流iU、iV、iW和中间直流环节电压Udc计算获得牵引变流器故障器件与故障编码映射关系表，具体包括：根据以下算式分别计算网侧变流器的三相输入电流iA、iB、iC和牵引逆变器的三相输出电流iU、iV、iW电流故障特征的归一化均值中间直流环节电压Udc的归一化均值其中，idx和iqx是先通过clarke变换，再经过park变换获得的d、q轴电流分量，Unom为1650V，X可取A、B、C、U、V或W；根据以下算式分别计算网侧变流器的三相输入电流iA、iB、iC和牵引逆变器的三相输出电流iU、iV、iW电流的离散化电流故障特征sigX和中间直流环节电压Udc的离散化电压故障特征sigDC，从而获得牵引变流器的故障器件与故障编码映射关系表；其中，X可取A、B、C、U、V或W，和分别为和编码中的滞环门限。结合第二方面，本专利技术实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述基于OOCPN的故障推理机包括sigA库所、sigB库所、sigC库所、sigU库所、sigV库所、sigW库所和sigDC库所；所述sigA库所、sigB库所、sigC库所、sigU库所、sigV库所、sigW库所和sigDC库所分别存放了故障器件与故障编码映射关系表，作为样本集。结合第二方面的第二种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述基于OOCPN的故障推理机还包括P0库所、P1库所、P2库所、P3库所和P4库所；P0库所用于存放实时获得的离散化故障特征的令牌；P1库所用于根据从P0库所随机获取的令牌、sigA库所、sigB库所和sigC库所，辨识获得网侧变流器的故障器件作为输出令牌；P2库所用于根据从P0库所随机获取的令牌、sigU库所、sigV库所和sigW库所，辨识获得牵引逆变器的故障器件作为输出令牌；P3库所用于将从P1和P2库所中获得的令牌与sigDC库所的样本集相比较，推理获得故障器件作为结果令牌；P4库所用于存放结果令牌。结合第二方面的第三种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述基于OOCPN的故障推理机根据跃迁函数推理计算出故障器件，具体包括：基于跃迁函数从P0库所中随机取出一个令牌送入P1库所和P2库所中；基于跃迁函数从P1库所和P2库所中分别取出所述输出令牌送入P3库所；从P3库所中获取结果放入P4库所。本专利技术实施例带来了以下有益效果：本专利技术提供了一种牵引变流器故障分析方法及装置。该装置包括电流检测调理模块、电压检测调理模块和数据处理控制模块；所述电流检测调理模块包括6个检测单元，分别检测牵引变流器中网侧变流器的三相输入电流和牵引变流器中牵引逆变器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种牵引变流器故障分析装置，其特征在于，包括：电流检测调理模块、电压检测调理模块和数据处理控制模块；所述电流检测调理模块包括6个检测单元，分别检测牵引变流器中网侧变流器的三相输入电流和牵引变流器中牵引逆变器的三相输出电流，并传递至数据处理控制模块；所述电压检测调理模块检测牵引变流器中间直流环节电压，并传递至数据处理控制模块；所述数据处理控制模块基于OOCPN的推理机，根据所述牵引变流器中网侧变流器的三相输入电流、牵引变流器中牵引逆变器的三相输出电流和中间直流环节电压，计算牵引变流器的故障器件。

【技术特征摘要】
1.一种牵引变流器故障分析装置，其特征在于，包括：电流检测调理模块、电压检测调理模块和数据处理控制模块；所述电流检测调理模块包括6个检测单元，分别检测牵引变流器中网侧变流器的三相输入电流和牵引变流器中牵引逆变器的三相输出电流，并传递至数据处理控制模块；所述电压检测调理模块检测牵引变流器中间直流环节电压，并传递至数据处理控制模块；所述数据处理控制模块基于OOCPN的推理机，根据所述牵引变流器中网侧变流器的三相输入电流、牵引变流器中牵引逆变器的三相输出电流和中间直流环节电压，计算牵引变流器的故障器件。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括电源模块；所述电源模块分别为电流检测调理模块、电压检测调理模块和数据处理控制模块供电。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测单元包括电流传感器和调理电路；所述电流传感器测量穿过所述电流传感器的电线的电流；所述电流传感器的输出端连接所述调理电路的输入端；所述调理电路的输出端连接所述数据处理控制模块。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电压检测调理模块包括电压传感器和调理电路；所述电压传感器测量中间直流环节电压，并连接所述调理电路的输入端；所述调理电路的输出端连接所述数据处理控制模块。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据处理控制模块包括DSP和报警电路；所述DSP的引脚5连接所述电压检测调理模块；所述DSP的引脚6-11分别连接所述电流检测调理模块的6个检测单元；所述DSP基于OOCPN的推理机计算获得牵引变流器故障器件，并发送至报警电路。6.一种牵引变流器故障分析方法，应用于如权利要求1-5任一项所述的数据处理控制模块，其特征在于，包括：接收所述电流检测调理模块和电压检测调理模块发送的所述牵引变流器中网侧变流器的三相输入电流iA、iB、iC，牵引变流器中牵引逆变器的三相输出电流iU、iV、iW和中间直流环节电压Udc；将所述牵引变流器中网侧变流器的三相输入电流iA、iB、iC，牵引变流器中牵引逆变器的三相输出电流iU、iV、iW和中间直流环节电压Udc的模拟信号转换为数字信号；基于网侧变流器的三相输入电流iA、iB、iC，牵引逆变器的三相输出电流iU、iV、iW和中间直流环节电压Udc计算获得牵引变流器故障器件与故障编码映射关系表；将故障编码输入自动推理机，完成故障编码与故障器件的拟合，获得基于OOCPN的故障推理机；基于OOC...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，张钢，刘申易，祝本超，李含聪，王梦珠，郭羽佳，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11