基于微电动接触的集电环可靠传输方法、系统及设备与流程

本发明涉及集电环调控，尤其涉及基于微电动接触的集电环可靠传输方法、系统及设备。

背景技术：

1、集电环通过电刷或触点与导电环形成滑动电接触，实现旋转部件与固定部件之间的电能或信号传输。接触力不足时，真实接触面积减少，接触电阻、发热和信号不稳定风险可能上升；接触力过大时，摩擦磨损、导电环磨耗和碳粉积累风险又会提高。由此，接触力、接触电阻、清洁动作和信号完整性之间存在相互制约关系。

2、已有的滑环或电刷方案可采用温度、电流、电压或接触电阻进行运行状态监测，也可通过施力部使电刷与导电部保持接触。另有方案将电力传输和活化脉冲信号分别处理，以降低相互干扰。若直接增加振动或盐雾等物理传感器，会增加安装和维护负担；若在业务信号传输期间直接注入活化脉冲信号，又可能引起误码、幅值衰减或相位抖动。

3、因此，需要将可测温度和电气量形成可审核的状态估计输入，将接触力命令、微电流活化及信号完整性校验置于同一时序和异常回退规则下，以避免仅有告警而没有可执行控制输出，或者清洁动作与信号传输相互干扰。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供基于微电动接触的集电环可靠传输方法、系统及设备，实现对导电环的压紧和清洁。

2、本发明提供基于微电动接触的集电环可靠传输方法，包括：

3、s1：确定目标集电环，获取目标集电环的集电环温度参数，根据集电环温度参数计算温度变化参数，通过温度变化参数计算温度变化特征值；

4、s2：获取母线电力参数，根据母线电力参数计算集电环接触电阻，通过集电环接触电阻和温度变化特征值得到环境参数估计值，通过环境参数估计值生成异常指示量；

5、s3：根据集电环接触电阻计算接触电阻偏差，通过异常指示量和接触电阻偏差计算集电环机械压紧力；

6、s4：计算活化脉冲频率和活化脉冲占空比，通过环境参数估计值得到信号回路敏感度和清洁窗口比例，根据信号回路敏感度计算活化脉冲幅值；

7、s5：将集电环机械压紧力施加在目标集电环上，根据活化脉冲幅值、清洁窗口比例、活化脉冲频率和活化脉冲占空比对目标集电环进行清洁，并计算接触电阻风险残差，根据接触电阻风险残差进行清洁效果评估，实现集电环的可靠电流传输。

8、根据本发明提供的基于微电动接触的集电环可靠传输方法，步骤s1中，所述温度变化参数包括短期温度变化率、中期温度累积量和长期温度退化系数，对所述短期温度变化率、中期温度累积量和长期温度退化系数进行加权求和，得到所述温度变化特征值。

9、根据本发明提供的基于微电动接触的集电环可靠传输方法，步骤s2中，获取包括母线电流和母线电压的母线电力参数，根据所述母线电流和母线电压得到集电环接触电阻，使用集电环接触电阻计算接触电阻变化率，通过接触电阻变化率得到振动烈度，根据温度变化特征值得到环境盐雾指数，环境参数估计值包括振动烈度和环境盐雾指数。

10、根据本发明提供的基于微电动接触的集电环可靠传输方法，步骤s3中，确定基准接触电阻，根据基准接触电阻和集电环接触电阻计算接触电阻偏差，确定时间窗口，在时间窗口内对接触电阻偏差进行累加，得到窗口接触电阻累加偏差，通过接触电阻偏差、窗口接触电阻累加偏差和异常指示量计算所述集电环机械压紧力。

11、根据本发明提供的基于微电动接触的集电环可靠传输方法，步骤s4中，根据集电环接触电阻计算活化脉冲频率，从温度变化参数中获取长期温度退化系数，根据所述长期温度退化系数计算所述活化脉冲占空比。

12、根据本发明提供的基于微电动接触的集电环可靠传输方法，步骤s4中，计算集电环接触电阻的接触电阻变化率，从所述环境参数估计值中提取环境盐雾指数，根据所述环境盐雾指数和接触电阻变化率计算清洁窗口比例，通过环境盐雾指数得到所述信号回路敏感度。

13、根据本发明提供的基于微电动接触的集电环可靠传输方法，步骤s5中，根据所述活化脉冲幅值、活化脉冲频率和活化脉冲占空比生成活化脉冲信号，将所述活化脉冲信号根据清洁窗口比例施加在目标集电环上，对所述目标集电环进行表面水分去除，从而完成清洁。

14、本发明还提供基于微电动接触的集电环可靠传输系统，包括：

15、温度变化特征值模块：用于确定目标集电环，获取目标集电环的集电环温度参数，根据集电环温度参数计算温度变化参数，通过温度变化参数计算温度变化特征值；

16、异常指示量模块：用于获取母线电力参数，根据母线电力参数计算集电环接触电阻，通过集电环接触电阻和温度变化特征值得到环境参数估计值，通过环境参数估计值生成异常指示量；

17、机械压紧力模块：用于根据集电环接触电阻计算接触电阻偏差，通过异常指示量和接触电阻偏差计算集电环机械压紧力；

18、清洁参数模块：用于计算活化脉冲频率和活化脉冲占空比，通过环境参数估计值得到信号回路敏感度和清洁窗口比例，根据信号回路敏感度计算活化脉冲幅值；

19、集电环清洁及压紧模块：用于将集电环机械压紧力施加在目标集电环上，根据活化脉冲幅值、清洁窗口比例、活化脉冲频率和活化脉冲占空比对目标集电环进行清洁，并计算接触电阻风险残差，根据接触电阻风险残差进行清洁效果评估，实现集电环的可靠电流传输。

20、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述基于微电动接触的集电环可靠传输方法的步骤。

21、本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

22、本发明提供的基于微电动接触的集电环可靠传输方法、系统及设备，通过多参数融合与闭环控制，实现集电环接触状态精准感知与主动维护。基于温度与母线电力参数计算温度变化特征值和接触电阻，解耦环境干扰并生成异常指示量，实现早期预警；综合异常指示量与接触电阻偏差自适应调节机械压紧力，确保接触可靠并减少磨损。同时，利用环境参数估计值计算活化脉冲的参数，实现智能清洁，避免损伤接触表面；清洁后通过接触电阻风险残差评估效果，形成闭环控制，持续优化运行。本发明显著提升电流传输的可靠性与稳定性，延长集电环寿命，降低运维成本。

23、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

1.基于微电动接触的集电环可靠传输方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于微电动接触的集电环可靠传输方法，其特征在于，步骤s1中，所述温度变化参数包括短期温度变化率、中期温度累积量和长期温度退化系数，对所述短期温度变化率、中期温度累积量和长期温度退化系数进行加权求和，得到所述温度变化特征值。

3.根据权利要求1所述的基于微电动接触的集电环可靠传输方法，其特征在于，步骤s2中，获取包括母线电流和母线电压的母线电力参数，根据所述母线电流和母线电压得到集电环接触电阻，使用集电环接触电阻计算接触电阻变化率，通过接触电阻变化率得到振动烈度，根据温度变化特征值得到环境盐雾指数，环境参数估计值包括振动烈度和环境盐雾指数。

4.根据权利要求1所述的基于微电动接触的集电环可靠传输方法，其特征在于，步骤s3中，确定基准接触电阻，根据基准接触电阻和集电环接触电阻计算接触电阻偏差，确定时间窗口，在时间窗口内对接触电阻偏差进行累加，得到窗口接触电阻累加偏差，通过接触电阻偏差、窗口接触电阻累加偏差和异常指示量计算所述集电环机械压紧力。

5.根据权利要求1所述的基于微电动接触的集电环可靠传输方法，其特征在于，步骤s4中，根据集电环接触电阻计算活化脉冲频率，从温度变化参数中获取长期温度退化系数，根据所述长期温度退化系数计算所述活化脉冲占空比。

6.根据权利要求1所述的基于微电动接触的集电环可靠传输方法，其特征在于，步骤s4中，计算集电环接触电阻的接触电阻变化率，从所述环境参数估计值中提取环境盐雾指数，根据所述环境盐雾指数和接触电阻变化率计算清洁窗口比例，通过环境盐雾指数得到所述信号回路敏感度。

7.根据权利要求1所述的基于微电动接触的集电环可靠传输方法，其特征在于，步骤s5中，根据所述活化脉冲幅值、活化脉冲频率和活化脉冲占空比生成活化脉冲信号，将所述活化脉冲信号根据清洁窗口比例施加在目标集电环上，对所述目标集电环进行表面水分去除，从而完成清洁。

8.基于微电动接触的集电环可靠传输系统，用于执行如权利要求1至7任一项所述的基于微电动接触的集电环可靠传输方法，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的基于微电动接触的集电环可靠传输方法。