一种架控牵引方式的动车组电机断轴诊断方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种架控牵引方式的动车组电机断轴诊断方法和装置，包括以下步骤：采集被监测动车组电机的牵引变流器的逆变器输出电流、各电机转速信号以及动车组转矩预置值；确定牵引逆变器的工作状态；若牵引变流器工作状态为牵引或电制动，比较共中间回路的两个逆变器的输出电流的差值，当差值大于一定范围时，需要对输出电流较大的逆变器下的电机是否出现断轴进行检测；若牵引变流器工作状态为惰行时，直接进入下一步骤；对比同一逆变器下的各个电机的定子电流频率与转子转动频率的差值，即转差，当某个电机的转差接近0时，确定该电机发生断轴。本发明专利技术所述电机断轴检测装置，可以提高动车组日常检修的科学性和及时性，保证动车组设备的稳定运行。车组设备的稳定运行。车组设备的稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种架控牵引方式的动车组电机断轴诊断方法和装置


[0001]本专利技术涉及动车组牵引电机的故障诊断领域，具体是一种架控牵引方式的动车组电机断轴诊断方法和装置。

技术介绍

[0002]动车组牵引电机的控制技术是整车系统的核心技术之一，其控制性能的优劣对于动车组能否安全稳定运行起到决定作用。
[0003]高速动车组牵引系统的控制方式有轴控、架控和车控三种，其中，轴控是指单个逆变器负载为一台电机，架控方式为单个逆变器负载为两台电机，且两台电机安装在同一个转向架上，车控方式为单个逆变器负载为四台电机，四台电机分布在同一个动车，且每两台电机位于一个转向架上。电机安装在转向架上，通过联轴节、齿轮箱等传动机构最终驱动轮动产生滚动运动。当电机与轮对之间的传动装置发生故障，例如联轴节断开或齿轮箱故障，导致电机与轮对之间的连接断开，这就是断轴故障。断轴故障发生后需要及时的诊断并执行相应的保护动作，避免故障的进一步扩大。
[0004]在目前动车组运用过程中，牵引电机断轴是偶发存在的惯性质量问题，它一般发生在动车组运行过程中。通常出现电机断轴故障的原因包括：（1）电机所带负载过大，特别是在电制和牵引动态过程中的冲击载荷大；（2）电机与减速箱的同心度偏差大；（3）电机轴在工作中应力过于集中，导致电机轴产生裂纹进而扩散等等。如果动车组在运行过程中发生断轴故障且未被及时监测，在此情况下动车组持续运行一方面会使未发生断轴的其它电机处于长时间过载状态，造成电机温升过高从而影响到其运行安全和使用寿命，另一方面如果是由于机械方面的原因导致断轴问题，可能进一步影响到动车组的运营安全，严重时可造成列车安全事故。因此，一旦出现电机断轴故障，系统需要及时辨识并快速进行牵引切除。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决电机断轴故障会导致的动车组的运营安全的问题，提供了一种架控牵引方式的动车组电机断轴诊断方法和装置。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种架控牵引方式的动车组电机断轴诊断方法，包括以下步骤：步骤1：采集被监测动车组电机的牵引变流器的逆变器输出电流、各电机转速信号以及动车组转矩预置值；步骤2：确定牵引逆变器的工作状态；步骤3：若牵引变流器工作状态为牵引或电制动，比较共中间回路的两个逆变器的输出电流的差值，当差值大于一定范围时，需要对输出电流较大的逆变器下的电机是否出现断轴进行检测，然后进入步骤5；步骤4：若牵引变流器工作状态为惰行时，直接进入步骤5；
步骤5：对比同一逆变器下的各个电机的定子电流频率与转子转动频率的差值，即转差，当某个电机的转差接近0时，确定该电机发生断轴。
[0007]本专利技术进一步提供了一种架控牵引方式的动车组电机断轴诊断方法的电机断轴检测装置，包括数据采集模块、断轴状态诊断模块，数据采集模块的输出端连接至断轴状态诊断模块。
[0008]作为本专利技术所述电机断轴检测装置技术方案的进一步改进，所述数据采集模块用于采集被监测动车组电机的牵引变流器的三相电流值、电流频率、各电机转速信号；断轴状态诊断模块，用于根据所述各电机的运行状态和预先获取的断轴状态比较值确定各电机断轴状态。
[0009]本专利技术所述架控牵引方式的动车组电机断轴诊断方法和装置，通过对监测动车组电机的牵引变流器的三相电流值、电流频率、各电机转速信号进行监测，根据所述各电机的运行状态和预先获取的断轴状态比较值确定各电机断轴状态，提供动车组电机断轴监测的可靠性。本专利技术所述电机断轴检测装置，可以提高动车组日常检修的科学性和及时性，保证动车组设备的稳定运行。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1为所述电机断轴检测装置的结构示意图。
[0012]图2为所述诊断方法的一个流程示意图。
[0013]图3为所述诊断方法的另一个流程示意图。
具体实施方式
[0014]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0015]一种架控牵引方式的动车组电机断轴诊断方法，包括以下步骤：步骤1：采集被监测动车组电机的牵引变流器的逆变器输出电流、各电机转速信号以及动车组转矩预置值；步骤2：确定牵引逆变器的工作状态；步骤3：若牵引变流器工作状态为牵引或电制动，比较共中间回路的两个逆变器的输出电流的差值，当差值大于一定范围时，需要对输出电流较大的逆变器下的电机是否出现断轴进行检测，然后进入步骤5；步骤4：若牵引变流器工作状态为惰行时，直接进入步骤5；步骤5：对比同一逆变器下的各个电机的定子电流频率与转子转动频率的差值，即转差，当某个电机的转差接近0时，确定该电机发生断轴。
[0016]当其中的一台电机1（M1）出现断轴故障时，断轴电机1的电流下降，同一逆变器1下
的未出现断轴的电机2（M2）的电流上升至大于原电机1和电机2的电流和值，即逆变器输出电流较原电流上升。且电机1和电机2的电流和超过共中间回路的逆变器2的电机3（M3）和电机4（M4）的电流和。具体为对比同一变流器下两个逆变器的输入电流，当逆变器1与逆变2的输出电流差值偏大的情况下，需要对该逆变器下的电机是否出现断轴进行检测。该轴电机1将无法对外出力，根据异步电机转矩公式可以分析得知，当电机输出转矩为零时，转差也将归零，电机转速与定子频率基本一致，电机1和电机2的转子速度存在差异，且电机1与电机2 、电机3、电机4的转子速度存在差异。
[0017]同时在牵引、制动、惰行工况下，当电机出现断轴时，断轴电机的定子电流频率与转子转动频率相同，转差接近0。断轴电机的转子速度的变化，影响逆变器控制的转速外环控制中的给定速度的计算，逆变器电流频率发生变化，未发生断轴的电机的转差增加，即逆变器给定定子电流的频率与转子的转动频率的差值增加。与共中间回路的逆变器相比，故障电机所在逆变器的给定电流频率开始出现差值。因此，在本专利技术中，同一逆变器下两个电机的转速差，共中间回路两个逆变器的电流频率差，均作为断轴诊断的特征值进行识别。
[0018]如图2所示，本专利技术提供了一种架控牵引方式的动车组电机断轴诊断方法的电机断轴检测装置，包括数据采集模块、断轴状态诊断模块，数据采集模块的输出端连接至断轴状态诊断模块。
[0019]具体的，所述数据采集模块用于采集被监测动车组电机的牵引变流器的三相电流值、电流频率、各电机转速信号；断轴状态诊断模块，用于根据所述各电机的运行状态和预先获取的断轴状态比较值确定各电机断轴状态。
[0020]本专利技术所述架控牵引方式的动车组电机断轴诊断方法和装置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种架控牵引方式的动车组电机断轴诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：采集被监测动车组电机的牵引变流器的逆变器输出电流、各电机转速信号以及动车组转矩预置值；步骤2：确定牵引逆变器的工作状态；步骤3：若牵引变流器工作状态为牵引或电制动，比较共中间回路的两个逆变器的输出电流的差值，当差值大于一定范围时，需要对输出电流较大的逆变器下的电机是否出现断轴进行检测，然后进入步骤5；步骤4：若牵引变流器工作状态为惰行时，直接进入步骤5；步骤5：对比同一逆变器下的各个电机的定子电流频率与转子转...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐亚昆，王雷，张明涛，薛军，
申请(专利权)人：中车永济电机有限公司，
类型：发明
国别省市：