[发明专利]牵引变流器使用寿命预测方法及装置

说明书

本发明提供了一种牵引变流器使用寿命预测方法及装置，涉及牵引变流器使用寿命预测技术领域。该装置包括电流检测调理模块和数据处理控制模块；所述电流检测调理模块包括6个检测单元，分别检测流经牵引变流器中网侧变流器电子器件的三相输入老化电流和牵引逆变器电子器件的三相输出老化电流，并传递至数据处理控制模块；所述数据处理控制模块基于GM(2,1)预测模型，计算网侧变流器的每一相电子器件和牵引逆变器的每一相电子器件的损伤度，并进行寿命预测。本发明实现了对牵引变流器中电子器件的老化水平评估和寿命预测，采用GM(2,1)预测模型构造了原始数据的二阶白化微分方程，增加了老化过程的拟合精度，降低了牵引变流器的寿命预测误差。

技术领域

本发明涉及牵引变流器使用寿命预测技术领域，尤其是涉及一种牵引变流器使用寿命预测方法及装置。

背景技术

混合动力动车组牵引变流器(Traction converter，简称TC)，主要包含网侧变流器(简称GCM)与牵引逆变器(简称TCM)两个子系统。动车组牵引变流器中的电子器件基本体现了牵引变流器的老化水平，其老化规律在实际应用过程中具有类指数分布的基本规律。由于动车组客流量的增长经常呈现近似马太效应的弱指数规律，继而导致损伤的指数变化趋势呈现加速过程。因此，根据损伤程度的标幺值很容易构造一个非负准光滑序列，继而基于这个序列构建灰色模型，实现序列变化规律的拟合直至预测。

在基于灰色预测的过程中，对于呈现非指数增长或单一呈现单调递增与单调递减规律的原始数据，目前采用的GM(1,1)预测模型(灰色模型，简称GM模型，GM(1,1)模型表示1阶的、1个变量的微分方程模型)进行长效预测时误差较大，且随着时间的增长误差逐渐增加。因此，动车组牵引变流器中电子器件的寿命预测误差还有待降低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种牵引变流器使用寿命预测方法及装置，该装置实现了对牵引变流器中电子器件的老化水平评估和寿命预测，不需破坏牵引变流器的既定组成部件，也不影响动车组的正常运营，采用GM(2,1)预测模型构造了原始数据的二阶白化微分方程，增加了老化过程的拟合精度，降低了牵引变流器的寿命预测误差。

第一方面，本发明实施例提供了一种牵引变流器使用寿命预测装置，包括：电流检测调理模块和数据处理控制模块；

所述电流检测调理模块包括6个检测单元，分别检测流经牵引变流器中网侧变流器电子器件的三相输入老化电流和牵引逆变器电子器件的三相输出老化电流，并传递至数据处理控制模块；

所述数据处理控制模块基于GM(2,1)预测模型，根据所述流经牵引变流器中网侧变流器电子器件的三相输入老化电流和牵引逆变器电子器件的三相输出老化电流，计算网侧变流器的每一相电子器件和牵引逆变器的每一相电子器件的损伤度，并进行寿命预测。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述装置还包括电源模块；

所述电源模块分别为电流检测调理模块和数据处理控制模块供电。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述检测单元包括电流传感器、调理电路；

所述电流传感器测量穿过所述电流传感器的电线的老化电流；

所述电流传感器的输出端连接所述调理电路的输入端；

所述调理电路的输出端连接所述数据处理控制模块。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述数据处理控制模块包括DSP和报警电路；

所述DSP的引脚5-10分别连接所述电流检测调理模块的6个检测单元；

所述DSP基于GM(2,1)预测模型，计算网侧变流器的每一相电子器件和牵引逆变器的每一相电子器件的的损伤度，并进行寿命预测。