一種軌道交通牽引系統(tǒng)直流母線電容參數(shù)辨識(shí)方法

羅傳鋒 馮 飛 錢 瑤

(中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司 江蘇 南京 210031)

0 前言

我國(guó)列車運(yùn)營(yíng)維護(hù)主要是故障修和預(yù)防修。故障修即當(dāng)故障發(fā)生后再進(jìn)行故障排查、維修，該種維護(hù)方式不僅影響列車的運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞、人身傷害。預(yù)防修即定期進(jìn)行設(shè)備檢修，該種維護(hù)方式耗時(shí)耗力，需要計(jì)劃性地安排額外的人員、維護(hù)時(shí)間、維護(hù)設(shè)備。

近年來，通過數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵部件的健康管理(PHM)，提前預(yù)判嚴(yán)重故障發(fā)生可能性并采取相應(yīng)措施，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修，受到廣泛關(guān)注。PHM技術(shù)主要包含故障診斷、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障預(yù)測(cè)3種方法，而故障特征提取技術(shù)是其必要基礎(chǔ)[1]。

本文以牽引變流器中故障率較高的直流母線電容器為主要研究對(duì)象，重點(diǎn)對(duì)其衰退參數(shù)以及故障特征參數(shù)的提取方法展開研究，并基于DSP實(shí)現(xiàn)電容值的參數(shù)辨識(shí)。

1 金屬薄膜電容器失效機(jī)理

相較于傳統(tǒng)的電解電容，金屬薄膜電容具有體積小、壽命長(zhǎng)、寄生電感小、可自愈等優(yōu)點(diǎn)，在對(duì)可靠性要求較高的牽引系統(tǒng)中廣泛用作直流母線電容。

金屬薄膜電容的失效機(jī)理可分為過度自愈、氧化失效和斷路失效三種情況。自愈是薄膜電容器的一種優(yōu)點(diǎn)，在電介質(zhì)薄膜出現(xiàn)瑕點(diǎn)時(shí)，會(huì)發(fā)生局部擊穿，產(chǎn)生的熱量可將瑕點(diǎn)周圍的金屬薄膜蒸發(fā)，從而起到隔離的效果；氧化失效則主要與溫度與濕度引起的介質(zhì)材料退化有關(guān)；斷路失效主要指電、熱、機(jī)械三種應(yīng)力綜合作用引起的結(jié)構(gòu)斷裂[2-3]。……