【技术实现步骤摘要】
针对轨道列车牵引变流器的开路故障诊断方法及系统
本专利技术涉及轨道列车牵引系统电路故障诊断领域，尤其涉及一种针对轨道列车牵引变流器的开路故障诊断方法及系统。
技术介绍
整流器是一种常用的电力变换装置，常用于牵引传动控制系统和可再生能源转换系统，这些应用场合都对整流器运行的可靠性和安全性有着非常严格的要求，但其中的功率器件经常运行于高压、高频和大电流的条件下，因此其开关损耗很大，长时间不间断的运行容易导致功率器件发生故障。典型变流器装置由传感器、控制电路以及功率电路三部分组成。其中容易出现故障及误差的是功率电路以及传感器两部分，这也是故障诊断设备集中关注的部分，控制电路主要由电子元器件组成，不容易出现故障，可靠性较高。另一方面，传感器部分则由于机械振动、电磁干扰、电浪涌和静电等不确定因素等原因，易导致输出信号与实际信号发生偏差，严重时更导致输出信号失真或错误，影响控制系统正常运行。而功率电路作为变流器装置实现电能变换的主体，在运行过程中承受主要的电热应力，且应用场合大多处于电、磁、热、机械等多场域耦合，故障率较高。IGBT管是...
【技术保护点】
1.一种针对轨道列车牵引变流器的开路故障诊断方法，其特征在于，包括：/n根据整流器拓扑结构建立整流器结构模型并列出包含故障变量在内的物理方程组，根据工业现场条件确定整流器的故障类型，设置传感器以获得故障诊断数据集；/n根据物理方程组构建用于故障诊断的残差，并根据残差与故障的关系生成诊断决策表；/n计算出故障诊断数据集中每个数据对应的残差值，通过所述诊断决策表对每个数据进行初步的故障诊断，将故障诊断数据集中所有数据按故障类型进行预分类，并按照所述预分类构造数据集中各数据之间的关联关系图；/n将所述关联关系图转化为关联关系矩阵，将所述关联关系矩阵作为先验知识并构造图卷积神经网络...
【技术特征摘要】
1.一种针对轨道列车牵引变流器的开路故障诊断方法，其特征在于，包括：
根据整流器拓扑结构建立整流器结构模型并列出包含故障变量在内的物理方程组，根据工业现场条件确定整流器的故障类型，设置传感器以获得故障诊断数据集；
根据物理方程组构建用于故障诊断的残差，并根据残差与故障的关系生成诊断决策表；
计算出故障诊断数据集中每个数据对应的残差值，通过所述诊断决策表对每个数据进行初步的故障诊断，将故障诊断数据集中所有数据按故障类型进行预分类，并按照所述预分类构造数据集中各数据之间的关联关系图；
将所述关联关系图转化为关联关系矩阵，将所述关联关系矩阵作为先验知识并构造图卷积神经网络，在网络前向传播公式中使用关联关系矩阵，并对图卷积神经网络进行迭代训练直至完成收敛；
将所述故障诊断数据集输入到训练好的图卷积神经网络中，以图卷积神经网络的输出作为最终的故障诊断预测结果。
2.根据权利要求1所述的针对轨道列车牵引变流器的开路故障诊断方法，其特征在于，所述物理方程组，包括：
e5:uab＝func1(Sa-Sb,f_Sab1,f_Sab2,f_Sab3,f_Sab4)·Udc
e6:iZ＝func1(Sa-Sb,f_Sab1,f_Sab2,f_Sab3,f_Sab4)·iqc
e7:idc＝iZ-i2-iL
e8:f_Sab1＝func2(Sa-Sb,fIGBT1)e9:f_Sab2＝func3(Sa-Sb,fIGBT2)
e10:f_Sab3＝func4(Sa-Sb,fIGBT3)e11:f_Sab4＝func5(Sa-Sb,fIGBT4)
e12:yuN＝uN
其中，各变量含义如下表1：
表1物理方程组中各变量含义表
其中，函数式func1～func5定义如下：
3.根据权利要求2所述的针对轨道列车牵引变流器的开路故障诊断方法，其特征在于，所述故障类型，包括：
A、传感器测量值与实际电流电压值之间存在的偏差；包括：四象限输入电流传感器故障中间电压一传感器故障和中间电压二传感器故障
B、因IGBT管故障导致的整流器状态与其真实状态不符；包括：整流器模块IGBT1开路故障fIGBT1、整流器模块IGBT2开路故障fIGBT2、整流器模块IGBT3开路故障fIGBT3以及整流器模块IGBT4开路故障fIGBT4。
4.根据权利要求3所述的针对轨道列车牵引变流器的开路故障诊断方法，其特征在于，所述故障诊断的残差，包括如下表2所示的七个残差：
表2残差表达式
其中i为1、2、3、4分别代表四个IGBT管，Safi，Sbfi代表对应IGBT...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈志文，徐佳敏，伍晓赞，樊欣宇，彭涛，任浩，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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