基于小波分析城轨列车牵引电机电源故障检测

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1、麟溺瓣懑餐懑爨000—0≤曩00000_l：0。I_IlIll13年基于小波分析的城轨列车牵引电机电源故障检测*阙龙凯钱存元(同济大学铁道与城市轨道交通研究院，201804，上海∥第一作者，硕士研究生)摘要为了实现城轨列车牵引电机在运行时故障隐患的实都会对异步电机的稳定运行造成影响，尤其在三相时监控，根据牵引电机非线性多耦合的特点，在MATIAB／电压不平衡时将会导致电机过热，严重时甚至会导Simulink仿真环境中建立了感应电机模型。针对三相电源电致电机烧毁。因此，对三相电源电压不平衡做出早压幅值不对称对电机输出的影响，对电机输出转矩和转速进期的预报是十分必要的。行了离散小波变换与分析。仿真

2、结果验证了离散小波分析用传统实现故障诊断的方法是利用傅里叶变换进于牵引电机三相电源故障预测和诊断的有效性和正确性。行频谱分析。傅里叶变换能反映的是整个信号全部关键词城市车辆；牵引电机；离散小波变换；不对称；故障检测时间下的整体频域特征，但不能提供任何局部时间中图分类号TM307．I段上的频率信息，即在时域上的分辨能力为零。正是因为这种局限性，从而产生较高的故障误判率[。PowerFaultDetectioninIntercityRailTractionMotorBased小波变换既是时间尺度分析，又是时间一频率分析，onⅥ，aveletTransform它具有多分辨率的特点，并且在时频两域具有

3、表征QueLongkai，QianCunyuan信号局部特征的能力。使用伸缩参数能够描述观测AbstractTodetectthepotentialfaultofrunningrailtrac—信号的范围，其时频窗形状随频率而变，具有自适应tionmotorinrealtime，aninductionmotormodelisbuiltin窗口特性。它克服了傅里叶变换不能对信号进行局MATLAB／Simulinkbasedonthenonlinearandcoupling部化分析这一严重缺陷，具有很强的特征提取功能。characteristicsofrailtractionmotor．Besid

4、es，accordingto在电机故障检测领域，小波技术得到了广泛的应用，theasymmetricfaultinpowersupplyvoltage，theoutputtorqueandspeedoftractionmotorareanalyzedbyusing如采用小波脊线法实现电机启动状态下转子断条故thediscretewavelettransform．Simulationresultsdemort—障检测_3]，利用小波包变换进行电机定子匝问短路stratethevalidityandcorrectnessofthemotormodeland故障判别等]。本文采用一维离散小波分析技术

5、对wavelettransformforthedetectionofthepowersupply城轨列车的牵引电机的电源故障进行预测和诊断，voltageasymmetricfaultinrailtractionmotor．在MATLAB／Simulink环境中建立了三相异步电Keywordsvehicleofurbanrailtransit；tractionmotor；机的仿真模型并进行了仿真分析，结果表明离散小discretewavelettransform；asymmetry；faultdetection波分析技术能够实现牵引电机三相电源故障的预测First-author’Saddres

6、sInstituteofRailwayandUrbanRail和诊断。Transit，TongjiUniversity，201804，Shanghai，Chinal小波分析技术牵引传动系统是城轨列车的关键系统之一，同对于r(t)∈L(R)，小波变换是指将信号通过时也是各种电气机械故障的多发部分。其中牵引电某一小波母函数的伸缩和平移构造表示成不同位机在运行中总是处在牵引和制动两种工况的反复切置、不同尺度的小波叠加，小波系数Wr(a，b)反映换中，且所处的车载工作环境十分恶劣。牵引电机了在此位置和尺度下小波对整体的贡献。经常发生如定子绕组匝问短路故障、轴承故障和转设小波母函数为(t)，伸缩和平移因

7、子分别为子气隙偏心等常见故障l1j。特别是在三相异步电机自身参数不变的情况下，电源电压的过高或是过低a，b，其傅里叶变换()满足容许条件：*国家“八六三”高技术研究发展项日(201IAA110501)；国家科技支撑计划资助(2009BAG11BOO)·36·第l1l1：期ll_ll_ll0。ll。'l_曩0■一毒营00≯0獬慧影响。c：fd<∞(1)dII为了解耦异步电机电磁耦合的关系，将ABCR