[發明專利]一種異步牽引電機的故障檢測方法

有效

• 申請號: 201510014727.X
• 申請日: 2015-01-12
• 公開（公告）號: CN104569819B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 周東華;何瀟;張峻峰;張海峰
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司11372
• 代理人: 朱繪,張文娟

技術領域

本發明涉及故障診斷技術領域，具體地說，涉及一種異步牽引電機的故障檢測方法。

背景技術

高速鐵路列車的牽引傳動控制系統是高速鐵路列車能否安全運行的關鍵之一，也是高速鐵路列車故障高發的主要來源之一。其中，高速鐵路列車的異步牽引電機是牽引傳動控制系統中的重要部件。無論高速鐵路列車的異步牽引電機發生任何類型的故障，都可能導致高速鐵路列車發生重大事故，造成旅客個人和社會的巨大損失。因此，亟需提高高速鐵路列車的異步牽引電機的安全性和可靠性，以保障高速鐵路列車的安全運行，減少事故的發生。

故障的診斷、檢測是保證高速鐵路列車的異步牽引電機可靠工作的核心技術。異步牽引電機的故障檢測的可靠程度依賴于所構建的異步牽引電機模型的準確程度。但是，建立高精度的異步牽引電機模型會增加成本，且由于實際生產中存在外界干擾、非線性模型線性化、未建模動態等因素，異步牽引電機模型的不確定性不可避免。

因此，為了滿足實際應用的要求，在所構建的模型存在不確定性的情況下，高速鐵路列車的異步牽引電機的故障檢測方法應當仍然能夠準確檢測出故障。

發明內容

本發明的目的在于提供一種異步牽引電機的故障檢測方法，以使得在所構建的模型存在不確定性的情況下，高速鐵路列車的異步牽引電機的故障檢測方法仍然能夠準確檢測出故障。

本發明提供了一種異步牽引電機的故障檢測方法，該方法包括：

構建模型步驟：構建所述異步牽引電機的離散狀態空間模型；

采集數據步驟：采集當前時刻的所述異步牽引電機的輸出電流數據和輸入電壓數據；

故障檢測步驟：獲取預存儲的當前時刻的所述異步牽引電機的狀態范圍，結合所述輸出電流數據和所述輸入電壓數據，利用所述離散狀態空間模型檢測所述異步牽引電機是否存在故障。

其中，在所述故障檢測步驟中，若檢測到所述異步牽引電機不存在故障，所述方法還包括：

校正范圍步驟：根據所述輸出電流數據校正所述異步牽引電機的狀態范圍；

預測范圍步驟：根據所述校正后的異步牽引電機的狀態范圍、所述離散狀態空間模型，預測下一時刻的所述異步牽引電機的狀態范圍，并進行存儲。

其中，在所述故障檢測步驟中，若檢測到所述異步牽引電機存在故障，所述方法還包括：

預測范圍步驟：根據所述異步牽引電機的狀態范圍、所述離散狀態空間模型，預測下一時刻的所述異步牽引電機的狀態范圍，并進行存儲。

其中，所述構建模型步驟具體包括：

利用克拉克變換得到α-β坐標系下的所述異步牽引電機的連續狀態空間模型；

根據采樣時間對所述連續狀態空間模型進行離散化處理，得到所述離散狀態空間模型。

其中，所述故障檢測步驟具體包括：

獲取預存儲的當前時刻的所述異步牽引電機的狀態范圍，結合所述輸出電流數據和所述輸入電壓數據，利用所述離散狀態空間模型計算得到故障判定變量；

根據所述故障判定變量，檢測所述異步牽引電機是否存在故障。

其中，所述根據所述故障判定變量，檢測所述異步牽引電機是否存在故障包括：

若所述故障判定變量內的任意元素的值小于或等于0，則所述異步牽引電機不存在故障；

若所述故障判定變量內至少一個元素的值大于0，則所述異步牽引電機存在故障。

其中，所述離散狀態空間模型涉及所述異步牽引電機的過程噪聲、測量噪聲帶來的模型不確定性。

本發明帶來了以下有益效果：在本發明實施例的技術方案中，提供了一種異步牽引電機的故障檢測方法，該檢測方法采用集員估計思想，考慮了所構建的模型中由噪聲帶來的不確定性，無誤報，操作簡單，有效地保障了異步牽引電機故障檢測的實際應用需求。

本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要的附圖做簡單的介紹：

圖1～圖2是本發明實施例提供的異步牽引電機的故障檢測方法的流程示意圖；

圖3是本發明實施例提供的異步牽引電機的故障檢測方法的檢測效果圖。

具體實施方式