[发明专利]一种直线电机气隙在线检测方法

说明书

本发明公开了一种直流电机气隙在线检测方法。该方法为：首先现场采集信号，对现场采集到的数据进行预处理：将现场槽楔与气隙数据采集范围设定为70～170，对于超出范围的数据统一设为‑10；滤除各个电机之间的干扰数据，选出有效的电机数据；通过标定工具进行参数标定；然后用5个特征点的算法寻找电机齿的起始位置；通过聚类的算法聚类法寻找各个齿切分点；最后各齿切分点之间做多项式拟合提取最值点。本发明直流电机气隙在线检测方法，具有数据量要求小、检测结果明显、适用性强的优点。

技术领域

本发明属于交通安全工程技术领域，特别是一种直线电机气隙在线检测方法。

背景技术

直线电机牵引轨道交通车辆采用直线感应电机牵引，轮轨系统承载导向，是一种新型的交通模式，具有技术先进、安全可靠、经济合理、绿色环保的特点。特别是其牵引力大、爬坡能力强、转弯半径小、整体噪声小的优点，使其具有较强的地形适应能力，近年来被许多国家的城市轨道交通系统广泛应用。

直线感应电机与感应板之间的空气间隙有严格的要求：气隙过大会使车辆牵引力不足，导致电耗增加；气隙过小会使感应电流变大，导致电机容易烧毁。在日常保养和维修时，轮对镟修或更换新轮对会引起空气间隙变化。由于直线电机运载系统的特殊性，直线电机与感应板之间垂直方向之间最大存在50KN的相互吸力，在交变吸力的作用下，直线电机垂向吊杆橡胶关节老化或垂向吊杆断裂将导致直线电机下沉，出现直线电机与感应板直接接触碰撞的现象，造成直线电机和感应板损伤的安全隐患，影响轨道交通的正常运行。

现有的直线电机气隙检测的方法是通过手工测量气隙高度后再调节悬挂梁高度，该方法工作强度大，测量和调整后的精度与工作人员的经验水平有较大的关系。

发明内容

本发明的目的在于提供一种准确性高、实时性好的直线电机气隙在线检测方法，从而及时采取有效措施消除安全隐患。

实现本发明目的的技术解决方案是：一种直线电机气隙在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，采集现场信号，对现场采集到的槽楔与气隙数据进行预处理；

步骤2，通过标定工具进行参数标定；

步骤3，用5个特征点的算法，寻找电机齿的起始位置；

步骤4，通过聚类法寻找各个齿切分点；

步骤5，各齿切分点之间做多项式拟合，提取最值点。

进一步地，步骤1所述的采集现场信号，对采集到现场数据进行预处理，具体如下：

将现场槽楔与气隙数据采集范围设定为70～170，对于超出范围的数据统一设为-10；滤除各个电机之间的干扰数据，选出有效的电机数据。

进一步地，步骤2所述的通过标定工具进行参数标定，具体如下：

将有效的电机数据进行标定，即：

式中，C_K和Q_K分别为标定之后的槽楔与气隙的值，和分别为第K次激光位移传感器到电机槽和电机齿的距离，L₃为激光位移传感器到与轨道平面平行的标定工具的距离，θ为激光位移传感器与垂直线偏差的角度。

进一步地，步骤3所述的用5个特征点的算法，寻找电机齿的起始位置，具体如下：

选取5个特征点P₁、P₂、P₃、P₄、P₅，这五个点满足如下特征：

以及