轨道交通牵引电机轴承状态监测的数据存储及预报警方法技术

本发明专利技术涉及牵引电机轴承状态监测的数据存储及预报警方法，具体为轨道交通牵引电机轴承状态监测的数据存储及预报警方法。本发明专利技术为了解决现有牵引电机轴承状态监测的数据存储方法以及预报警方法存在很多缺陷的问题，提供了一种新的轨道交通牵引电机轴承状态监测的数据存储及预报警方法，数据存储包括对轴承温度、转速、特征指标、振动加速度数据和故障时振动加速度数据的存储，通过不同的存储方式，既保证了数据的有效性，又保证了数据量最小，预报警包括温度预报警和振动预报警，采用与自身得出的报警初始值进行比较的方法，避免了牵引电机轴承因个体差异，导致使用相同阈值预报警准确率低的问题，同时，过进行传感器安装位置温度测量值补偿，提高了基于温度阈值判断的可靠性。靠性。

【技术实现步骤摘要】
轨道交通牵引电机轴承状态监测的数据存储及预报警方法


[0001]本专利技术涉及牵引电机轴承状态监测的数据存储及预报警，特别涉及牵引电机轴承状态监测的数据存储及预报警方法，具体为轨道交通牵引电机轴承状态监测的数据存储及预报警方法。

技术介绍

[0002]牵引电机轴承作为轨道交通车辆的核心关键部件，其运行及健康状态直接影响着列车的运营安全。为了确保运营安全，在轨道交通车辆上均安装了轴承状态监测设备，通过轴承状态监测设备对牵引电机轴承的数据进行数据存储及预报警，监测牵引电机轴承运行过程中的振动、温度数据，实时对牵引电机轴承的健康状态进行诊断和评估。
[0003]现有技术中的牵引电机轴承故障在线监测一般采用温度和振动两参数进行监控，如机车6A走行部监测系统中，采集机制为当车速低于20km/h时，只检测各测点温度，当车速高于20km/h时，进行各测点的振动冲击及温度检测，温度数据实时采集储存，振动加速度数据实时采集、间隔存储；温度、振动预报警的判定标准一般针对某一型号产品，设定温度、振动的绝对阈值为判定依据，当超出限值时，进行温度、振动预报警，其中，温度预报警的温度数据是牵引电机轴承座上靠近轴承外圈的温度数据。
[0004]现有技术的缺点：因实时存储数据量大而导致对硬件要求过高，且现有技术中的简单的间隔储存无法保证存储数据符合故障诊断算法对稳定工况的要求，故现有存储方法难以实现对故障诊断算法所需稳定工况数据进行准确识别、判断；振动的报警阈值为绝对阈值，无法解决因牵引电机产品的个体差异、线路差异导致的监测运行过程中的振动的差异，难以实现个性化、针对性设计和制定，使得振动预报警的准确率受到影响；由于传感器安装位置受限，无法直接测试到轴承外圈的温度，导致了温度传感器采集的温度值与轴承实际温度值存在差异，不能准确反映轴承实际温度值，影响了温度预报警的准确性。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决现有牵引电机轴承状态监测的数据存储及预报警方法存在上述缺陷的问题，提供了一种新的轨道交通牵引电机轴承状态监测的数据存储及预报警方法。
[0006]本专利技术是采用如下技术方案实现的：轨道交通牵引电机轴承状态监测的数据存储及预报警方法，数据存储与预报警通过轴承状态监测设备实现，数据存储包括对轴承温度、转速、特征指标、振动加速度以及故障振动加速度数据的存储，具体存储方法分别为：1）温度、转速数据存储：温度和转速数据间隔t1秒存储t2秒数据，t1与t2的取值根据轴承状态监测设备的存储空间以及轴承故障诊断需求确定（如何根据轴承状态监测设备的存储空间以及轴承故障诊断需求确定t1与t2的取值属于本领域技术人员的公知常识）；2）特征指标数据、振动加速度数据存储：多变工况存储模式：该模式适用于牵引电机运行为多变工况下的轴承数据存储，
具体步骤如下：步骤一：设置至少一个基准转速n1，n1的取值根据轴承故障诊断需求确定（如何根据轴承故障诊断需求确定n1的取值属于本领域技术人员的公知常识）；步骤二：将当前转速n2与设置的最接近的基准转速n1进行比较，若当前转速n2满足n1*(1
‑
A% )≤n2≤n1*(1+A%)时，其中A为转速偏差，则以t3秒为周期判断当前转速n2是否均满足n1*(1
‑
A% )≤n2≤n1*(1+A%)，若不满足则继续判断下一个以t3秒为周期的当前转速，依此类推，直至满足条件为止，若满足则执行步骤三，其中，A与t3的取值根据牵引电机实际运行工况进行确定，（如何根据牵引电机实际运行工况确定A与t3的取值是属于本领域技术人员的公知常识）；步骤三：继续判断下一个以t3秒为周期的当前转速n2是否满足条件，判断方法按照步骤二执行，当满足条件的判断时间累加够t4分钟后存t4分钟中的最后t5秒的振动加速度数据，并根据t5秒的振动加速度数据计算特征指标数据（如何计算特征指标数据是本领域技术人员的公知常识），并将计算后的特征指标数据进行存储，其中t4、t5的取值根据牵引电机实际运行工况进行确定（如何根据牵引电机实际运行工况确定t4、t5的取值属于本领域技术人员的公知常识）；步骤四：重复执行步骤三，直至牵引电机停止运行；3）故障振动加速度数据存储：当发生振动预报警时，存储预报警前后时间为t6分钟的振动加速度数据，t6的取值根据轴承故障诊断需求进行确定（如何根据轴承故障诊断需求确定t6的取值是属于本领域技术人员的公知常识，另外，对故障振动加速度数据进行存储是为后续进行故障诊断算法提供更加有效、全面的数据）；平稳工况存储模式：该模式适用于牵引电机运行为平稳工况下的轴承数据存储，每间隔t4分钟存储t4分钟中的后t5秒的振动加速度数据，并根据t5秒的振动加速度数据计算特征指标数据，并将计算后的特征指标数据进行存储；预报警包括温度预报警和振动预报警，具体预报警方法的设计如下：温度预报警方法是将温度数据与温度报警阈值（温度报警阈值是本领域技术人员的公知常识）进行比较，当超出温度报警阈值时，则触发温度预报警；振动预报警方法是通过不同时间采集的特征指标与初始设定的预报警指标初始值进行比较，若超过预报警指标初始值乘以预报警倍数M，则触发振动预报警，其中，预报警倍数M根据轴承全寿命衰退试验，建立轴承全寿命衰退曲线来确定（如何根据根据轴承全寿命衰退试验，建立轴承全寿命衰退曲线来确定预报警倍数M属于本领域技术人员的公知常识），预报警指标初始值的确定方法分为三种，每一种确定方法为一种模式，三种模式根据实际情况进行切换：1）第一种模式：适用于轨道交通车辆实际线路数据积累不足或全新牵引电机被使用时且轨道交通车辆运行线路不固定的情况，首先根据第一天存储的所有特征指标值，计算第一天的所有特征指标值的平均值Y1，然后再计算第二天存储的所有特征指标值的平均值Y2，若满足
‑
B%≤（Y1‑
Y2）/Y1≤+B%，其中，B为特征指标偏差，则预报警指标初始值为Y2；若不满足，则再计算第三天的所有特征指标值的平均值Y3,将Y3和Y2进行比较，若满足
‑
B%≤（Y2‑
Y3）/Y2≤+B%，则预报警指标初始值为Y3,依次类推, 其中B取值根据牵引电机实际工况
设定（如何根据牵引电机实际工况设定B取值是本领域技术人员的公知常识）；2）第二种模式：适用于轨道交通车辆实际线路数据积累不足或全新牵引电机被使用时且轨道交通车辆运行线路固定的情况，根据D天内所存储的所有特征指标值，计算D天内所存储的所有特征指标值的平均值Y
D
，则预报警指标初始值为Y
D
，其中D取值根据牵引电机实际工况设定（如何根据牵引电机实际工况设定D取值是本领域技术人员的公知常识）；3）第三种模式：适用于轨道交通车辆实际线路数据累积到能够总结出典型值（典型值即为根据轨道交通车辆实际线路数据得出的经验值，这是是本领域技术人员的公知常识）的情况，则预报警指标初始值为典型值。
[0007]本专利技术制定出一种适用轨道交通车辆在复杂多变工况条件下，存储识别故障诊断算法所需的稳定工况的振动数据，同时还包含了对振动数据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.轨道交通牵引电机轴承状态监测的数据存储及预报警方法，其特征在于，数据存储与预报警通过轴承状态监测设备实现，数据存储包括对轴承温度、转速、特征指标、振动加速度数据和故障振动加速度数据的存储，具体存储方法分别为：1）温度、转速数据存储：温度和转速数据均间隔t1秒存储t2秒数据，t1与t2的取值根据轴承状态监测设备的存储空间以及轴承故障诊断需求确定；2）特征指标数据、振动加速度数据存储：多变工况存储模式：该模式适用于牵引电机运行为多变工况下的轴承数据存储，具体步骤如下：步骤一：设置至少一个基准转速n1，n1的取值根据轴承故障诊断需求确定；步骤二：将当前转速n2与设置的最接近的基准转速n1进行比较，若当前转速n2满足n1*(1
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A% )≤n2≤n1*(1+A%)时，其中A为转速偏差，则以t3秒为周期判断当前转速是否均满足n1*(1
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A% )≤n2≤n1*(1+A%)，若不满足则继续判断下一个以t3秒为周期的当前转速，以此类推，直至满足条件为止，若满足则执行步骤三，其中，A与t3的取值根据牵引电机实际运行工况进行确定；步骤三：继续判断下一个以t3秒为周期的当前转速是否满足条件，判断方法按照步骤二执行，当满足条件的判断时间累加够t4分钟后存t4分钟的最后t5秒的振动加速度数据，并根据t5秒的振动加速度数据计算特征指标数据，并将计算后的特征指标数据进行存储，其中t4、t5的取值根据牵引电机实际运行工况进行确定；步骤四：步骤四：重复执行步骤三，直至牵引电机停止运行；平稳工况存储模式：该模式适用于牵引电机运行为平稳工况下的轴承数据存储，每间隔t4分钟存储t4分钟中的后t5秒的振动加速度数据，并根据t5秒的振动加速度数据计算特征指标数据，并将计算后的特征指标数据进行存储；3）故障振动加速度数据存储：当发生振动预报警时，存储预报警前后时间为t6分钟的振动加速度数据， t6的取值根据轴承故障诊断需求进行确定；预报警包括温度预报警和振动预报警，具体预报警方法的设计如下：温度预报警方法是将温度数据与温度报警阈值进行比较，当超出温度报警阈值时，则触发温度预报警；振动预报警方法是通过不同时间采集的特征指标与初始设定的报警指标初始值进行比较，若超过报警指标初始值乘以预报警倍数M，则触发振动预报警，其中，预报警倍数M根据轴承全寿命衰退试验，建立轴承全寿命衰退曲线来确定，预报警指标初始值的确定方法分为三种，每一种确定方法为一种模式，三种模式可根据实际情况进行切换：1）第一种模式：适用于轨道交通车辆实际线路数据积累不足或全新牵引电机被使用时且轨道交通车辆运行线路不固定的情况，首先根据第一天存储的所有特征指标值，计算第一天的所有特征指标值的平均值Y1，然后再计算第二天存储的所有特征指标值的平均值Y2，若满足
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B%≤（Y1‑
Y2）/Y1≤+B%，其中，B为特征指标偏差，则报警指标初始值为Y2；若不满足，则再计算第三天的各个特征指标值的平均值Y3,将Y3和Y2进行比较，若满足
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B%≤（Y2‑
Y3）/Y2≤+B%，则预报警指标初始值为Y3,依次类推， 其中B取值根据牵引电机实际工况设定；2）第二种模式：适用于轨道交通车辆实际线路数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，张哲，马浩，雷平振，石永进，
申请(专利权)人：中车永济电机有限公司，
类型：发明
国别省市：