[發(fā)明專利]一種軌道交通車輛車輪故障監(jiān)測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210524359.3
• 申請日: 2022-05-13
• 公開（公告）號: CN115060959A
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳昊;魏靜;李凡松;鄔平波
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: G01R19/15
• 分類號: G01R19/15
• 代理公司: 蘇州德萃知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32629
• 代理人: 時(shí)國珍

本發(fā)明涉及一種軌道交通車輛車輪故障監(jiān)測方法，采用電流探頭監(jiān)測牽引變流器輸出端的牽引電機(jī)定子電流，將牽引電機(jī)作為監(jiān)測設(shè)備，通過牽引電機(jī)與傳動系統(tǒng)之間的機(jī)電耦合作用，利用牽引電機(jī)定子電流中的特征信號進(jìn)行車輪故障的監(jiān)測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軌道交通車輛領(lǐng)域，涉及軌道交通車輛車輪故障的監(jiān)測。

背景技術(shù)

軌道交通車輛的牽引傳動系統(tǒng)主要由受電裝置、變壓器、變流器、逆變器、牽引電機(jī)、齒輪傳動系統(tǒng)、車輪等組成，是一個(gè)機(jī)械和電氣耦合的復(fù)雜系統(tǒng)。由于軌道交通車輛的內(nèi)外部多源激勵(lì)復(fù)雜，且軌道交通車輛服役環(huán)境通常較為惡劣，如溫差大、振動劇烈等，現(xiàn)有技術(shù)采用基于大量車載傳感器的傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)監(jiān)測車輪故障時(shí)存在諸多問題：①轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)緊湊，監(jiān)測設(shè)備安裝空間受限，且傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)需要在轉(zhuǎn)向架上安裝傳感器并布設(shè)線纜，安裝過程耗時(shí)費(fèi)力，影響車輛正常運(yùn)行；②惡劣的服役環(huán)境導(dǎo)致監(jiān)測設(shè)備容易損壞、松動，甚至脫落，由此導(dǎo)致采集的數(shù)據(jù)失真。因此，如何以安裝簡便、不影響車輛正常運(yùn)行，同時(shí)保證采集的數(shù)據(jù)真實(shí)可靠的監(jiān)測方式監(jiān)測軌道交通車輛車輪故障動是亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┮环N軌道交通車輛車輪故障監(jiān)測方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中軌道交通車輛車輪故障不便監(jiān)測、采集的數(shù)據(jù)失真、影響車輛正常運(yùn)行的問題。本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。

一種軌道交通車輛車輪故障監(jiān)測方法，包括：

步驟S01、在預(yù)設(shè)的時(shí)間周期內(nèi)獲取牽引電機(jī)定子的三相電流中的任意一個(gè)相電流i_相；

步驟S02、對所述相電流i_相進(jìn)行傅里葉變換，生成牽引電機(jī)定子電流頻譜；

步驟S03、提取電流頻譜中的基頻f_s和諧波頻率f₁、f₂……f_n、f_n+1，n為大于等于1的正整數(shù)；

步驟S04、根據(jù)基頻f_s和諧波頻譜f₁、f₂……f_n、f_n+1，計(jì)算激勵(lì)頻率f_n’＝f_n+f_s＝f_n+1-f_s；

S05、判斷所述激勵(lì)頻率f_n’是否為車輪故障激勵(lì)頻率f_輪，若是，則判斷車輪發(fā)生故障，若否，則判斷車輪未發(fā)生故障，其中，車輪故障激勵(lì)頻率f_輪為：

i為車輪多邊形階數(shù)，p為電機(jī)磁極對數(shù)，s為電機(jī)轉(zhuǎn)差率，r為齒輪箱傳動比。

本發(fā)明無需在轉(zhuǎn)向架和輪對相關(guān)結(jié)構(gòu)上安裝傳感器，只需用電流探頭監(jiān)測牽引變流器輸出端的牽引電機(jī)定子電流即可，將牽引電機(jī)作為監(jiān)測設(shè)備，通過牽引電機(jī)與傳動系統(tǒng)之間的機(jī)電耦合作用，利用牽引電機(jī)定子電流中的特征信號進(jìn)行車輪故障的監(jiān)測。其有益效果在于：相較于在轉(zhuǎn)向架上安裝傳感器并布設(shè)線纜，利用電流探頭監(jiān)測牽引電機(jī)定子電流更加簡便，對車輛運(yùn)行的影響能夠降到最低；此外，牽引電機(jī)作為監(jiān)測設(shè)備，其相比傳統(tǒng)傳感器具有更好的可靠性，能夠保證采集數(shù)據(jù)的真實(shí)性。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是軌道交通車輛車輪故障監(jiān)測方法流程圖。

圖2是無車輪扁疤時(shí)的牽引電機(jī)定子電流特征。

圖3是車輪扁疤激勵(lì)下的牽引電機(jī)定子電流特征。

圖4是無車輪多邊形時(shí)的牽引電機(jī)定子電流特征。

圖5是車輪多邊形激勵(lì)下的牽引電機(jī)定子電流特征。