[发明专利]一种电力机车故障诊断方法及其半实物仿真测试平台

权利要求书

1.一种电力机车故障诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：获取电力机车异步电机的初始状态参数；

S2：建立所述电力机车异步电机在缺相工况下的数学模型，获取缺相故障判断模型；所述故障判断模型包括端电压约束条件模型、定子/转子磁链计算模型、电流计算模型和Clark变换方程；

S3：将所述电力机车异步电机的初始状态参数输入至缺相故障判断模型，以获取异步电机的A相电流值、B相电流值和C相电流值；

S4：根据所述A相电流值、B相电流值和C相电流值，判断异步电机是否发生故障；

S5：若异步电机没有发生故障，则重新执行S1；

S6：若异步电机发生故障，则关停所述电力机车。

2.根据权利要求1所述的一种电力机车故障诊断方法，其特征在于，所述端电压约束条件模型建立如下：

首先，建立所述电力机车异步电机在正常工况下的数学模型：

式中：e_ag为A相相绕组定子边电源电压；e_bg为B相相绕组定子边电源电压，e_cg为C相相绕组定子边电源电压；u_sg为电机定子中点s与定子边电源中点g间电压；R_s是定子绕组电阻；i_as为A相绕组定子电流；i_bs为B相绕组定子电流；i_cs为C相绕组定子电流；φ_as为A相绕组定子磁链；φ_bs为B相绕组定子磁链；φ_cs为C相绕组定子磁链；

其次：建立所述电力机车异步电机在缺相工况下的数学模型；假设异步电机缺相时，

i_A＝0 (2)

而在a-b-c坐标系下端电压约束条件为：

u_bs＝e_bg-u_sg

u_cs＝e_cg-u_sg (3)

将a-b-c坐标系下的变量形式的电压变换到α-β-n坐标系下，得到在α-β-n坐标系下的异步电机在缺相工况下的数学模型：

3.根据权利要求2所述的一种电力机车故障诊断方法，其特征在于，所述定子/转子磁链计算模型建立如下：

定义α轴及β轴互感磁链为：

其中，L_m：异步电机互感；

建立异步电机定子/转子的磁链计算模型为：

u_αs：定子绕组在静止坐标系α-β-n下的α轴电压；u_βs：定子绕组在静止坐标系α-β-n下的β轴电压；u_ns：定子绕组在静止坐标系α-β-n下的n轴电压；R_r：转子绕组电阻；ω：电机角速度。

4.根据权利要求3所述的一种电力机车故障诊断方法，其特征在于，所述电流计算模型建立如下：

i_αs：静止坐标系α-β-n下的α轴定子电流；

i_βs：静止坐标系α-β-n下的β轴定子电流；

i_αr：静止坐标系α-β-n下的α轴转子电流；

i_βr：静止坐标系α-β-n下的β轴转子电流；

L_ls：定子漏感；

L_lr：转子漏感；

静止坐标系α-β-n下的α轴互感；

静止坐标系α-β-n下的β轴互感；

静止坐标系α-β-n下的α轴定子磁链；

静止坐标系α-β-n下的β轴定子磁链；

静止坐标系α-β-n下的α轴转子磁链；

静止坐标系α-β-n下的β轴转子磁链。