一种列车故障在线监测方法及系统与流程

技术特征：
1.一种列车故障在线监测方法，其特征在于，其包括如下步骤：步骤1：在列车牵引逆变器电压输入端和输出端分别安装电压输入检测传感器和电压输出检测传感器，采集牵引逆变器输入电压信号和牵引逆变器输出电压信号，在列车牵引逆变器母线上安装电流传感器采集牵引供电系统的电流信号；步骤2：在列车牵引电机轴承座上安装电机轴承振动传感器和温度传感器，分别采集电机轴承振动信号和温度信号；步骤3：在列车轮对齿轮箱上设置速度传感器和齿轮箱振动检测传感器，通过速度传感器采集动力输出齿轮转速信号，通过齿轮箱振动检测传感器采集齿轮箱振动信号；步骤4：将输入电压信号、输出电压信号、电流信号、电机轴承振动信号、温度信号、动力输出齿轮转速信号、齿轮箱振动信号通过傅里叶变换转换为时域信号并对应在同一时间轴上；步骤5：将步骤4中转换的时域信号的正弦分量进行耦合，当出现异常正弦分量时，根据异常正弦分量所对应的采集信号类型判断列车故障类型。2.根据权利要求1所述的一种列车故障在线监测方法，其特征在于，步骤4中各信号进行傅里叶变换的方法为：用代表、、、、、、其中的一组信号，则其傅里叶变化采用下式给出：令是一个固定的正实数，n是一个固定的正整数，当时，利用fft算法可计算，在一个固定的时间间隔t，t足够小，使得每一个t的间隔内，x(t)变化很小，则式中积分可近似为：很小，则式中积分可近似为：
ꢀꢀ
(1)在n足够大的情况下，对于所有的整数，幅值很小，则式(1)变为：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)当 时，式(2)变为：
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)其中x[k]代表传感器信号x[n]=x(nt)的n点dft，最后令，则上式变为：
ꢀꢀ
k =0、1、2、3
……
n-1
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)首先用fft算出x[k], 然后求出k=0、1、2
……
n-1时的。3.一种列车故障在线监测系统，其特征在于，其包括：输入电压传感器，所述输入电压传感器设置在列车牵引逆变器电压输入端，所述输入电压传感器用于采集牵引逆变器的输入电压信号；输出电压传感器，所述输出电压传感器设置在列车牵引逆变器电压输出端，所述输出电压传感器用于采集牵引逆变器的输出电压信号；电流传感器，所述电流传感器设置在列车牵引逆变器供电母线上，所述电流传感器用于采集牵引供电系统的电流信号；电机轴承振动监测传感器，所述电机轴承振动监测传感器用于采集电机轴承振动信号；温度传感器，所述温度传感器用于采集电机轴承的温度信号；速度传感器，所述速度传感器设置在列车的轮对齿轮箱内，用于采集动力输出齿轮转速信号；齿轮箱振动监测传感器，所述齿轮箱振动监测传感器安装在轮对齿轮箱内，所述齿轮箱振动监测传感器用于监测齿轮箱振动信号；数据转换模块，所述数据转换模块用于将输入电压信号、输出电压信号、电流信号、电机轴承振动信号、温度信号、动力输出齿轮转速信号、齿轮箱振动信号通过傅里叶变换转换为时域信号并对应在同一时间轴上；故障分析判断模块，所述故障分析判断模块用于将数据转换模块输出的时域信号的正弦分量进行耦合，当出现异常的正弦分量时，根据异常正弦分量所对应的采集信号判断列车故障类型。4.根据权利要求3所述的一种列车故障在线监测系统，其特征在于：所述速度传感器为
非接触式霍尔速度传感器，所述速度传感器安装在所述轮对齿轮箱的动力输出齿轮一侧。5.根据权利要求3所述的一种列车故障在线监测系统，其特征在于：所述电机轴承振动监测传感器与所述温度传感器为复合传感器，所述复合传感器安装在牵引电机轴承座上靠近轴承外圈的位置。

技术总结
本发明公开了一种列车故障在线监测系统，该系统通过在列车主电路系统的牵引逆变器上安装电流传感器和电压传感器，对列车主电路进行在线监测，同时在列车驱动系统的异步牵引电机上安装振动传感器、温度复合传感器，在齿轮箱上安装振动传感器和速度传感器对列车机械驱动系统进行在线监测，并通过数据处理转换对应在同一时间坐标上，通过对列车主电路系统和列车机械驱动系统的主要参数进行在线耦合判断列车故障类型，可以精确定位故障原因，为列车的维修和保养提供依据。车的维修和保养提供依据。车的维修和保养提供依据。


技术研发人员：吴杰 陆伟 杜凯峰
受保护的技术使用者：科瑞工业自动化系统（苏州）有限公司
技术研发日：2022.11.29
技术公布日：2023/1/13