基于t-分布随机邻域嵌入融合最优多频带盒维数的牵引整流器故障诊断

1

作者 毛向德 董海鹰 梁金平 《电工技术学报》 北大核心 2025年第2期531-543,共13页

针对电力机车牵引变流器中故障率较高的牵引整流器,提出一种基于t-分布随机邻域嵌入(t-SNE)融合最优多频带盒维数特征的故障诊断方法。首先,在最优小波基函数的基础上,利用小波包分解牵引整流器在不同工况、不同运行模式下的故障信号,... 针对电力机车牵引变流器中故障率较高的牵引整流器,提出一种基于t-分布随机邻域嵌入(t-SNE)融合最优多频带盒维数特征的故障诊断方法。首先,在最优小波基函数的基础上,利用小波包分解牵引整流器在不同工况、不同运行模式下的故障信号,得到一系列的最优频带;其次,计算各频带系数的分形盒维数,作为高维故障特征;最后,采用t-SNE流形学习对高维特征进行融合,以减少特征之间的冲突和冗余,得到简单敏感的故障特征。结果表明:信噪比为30 dB时,15种故障模式的最终诊断结果为99.79%,对不同的信噪比仍有较高的准确率。与其他方法相比,所提方法对不同类型开关器件(绝缘栅双极晶体管和电力二极管)的开路故障具有较高的诊断率和较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 牵引整流器 能熵比 分形盒维数 t-分布随机邻域嵌入 特征融合

在线阅读 下载PDF 职称材料

牵引整流器单管IGBT开路故障诊断

2

作者 党忆涵 徐传芳 王绍祖 《电机与控制应用》 2025年第3期294-304,共11页

【目的】牵引整流器与牵引逆变器是列车牵引变流器的重要组成部分,牵引整流器主要由绝缘栅双极晶体管(IGBT)、谐振电路以及直流侧电容等部件组成,其故障频率高于牵引逆变器,且IGBT发生开路故障时不会引发大幅过电流或过电压等明显现象,... 【目的】牵引整流器与牵引逆变器是列车牵引变流器的重要组成部分,牵引整流器主要由绝缘栅双极晶体管(IGBT)、谐振电路以及直流侧电容等部件组成,其故障频率高于牵引逆变器,且IGBT发生开路故障时不会引发大幅过电流或过电压等明显现象,诊断和保护相对较难。为此,本文提出了一种基于混合逻辑动态(MLD)模型与自适应阈值的牵引整流器IGBT开路故障诊断算法。【方法】首先,在阐述牵引整流器工作原理的基础上,建立了牵引整流器的MLD模型并估计网侧电流。然后,对单管IGBT开路故障时网侧电流实际值与估计值之间的残差进行了分析。最后,设计自适应阈值进行故障诊断,并依据自适应阈值的变化区分IGBT发生开路故障的位置,进而提出基于MLD模型与自适应阈值的牵引整流器IGBT开路故障诊断算法,实现IGBT的开路故障诊断与定位。【结果】基于Matlab/Simulink平台建立MLD模型并引入自适应阈值对所提算法的有效性进行仿真验证。仿真结果表明该故障诊断方法能够在几百微秒内检测到IGBT发生开路故障,并能够准确定位到开路IGBT,且存在外界干扰时,不会产生误诊断。【结论】基于MLD模型与自适应阈值的IGBT开路故障诊断算法能够快速检测并定位到故障IGBT。与传统MLD故障诊断算法相比,所提算法能够有效解决不同IGBT开路时的阈值选择问题,且故障诊断精度高,对外界干扰具有很强的鲁棒性。 展开更多

关键词 牵引整流器 绝缘栅双极晶体管开路故障 混合逻辑动态模型 自适应阈值 故障诊断

在线阅读 下载PDF 职称材料

高速列车牵引整流器多类故障联合诊断方法 被引量：12

3

作者 陶宏伟 彭涛 +2 位作者 杨超 陈志文 桂卫华 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期2294-2302,共9页

提出了一种高速列车牵引整流器多类故障联合诊断方法.首先,基于三电平牵引整流器开路故障分析,建立整流器所有功率器件开路故障以及正常运行的状态空间模型并构建相应状态观测器.然后,基于正常状态观测器进行故障检测,检测到故障后,基... 提出了一种高速列车牵引整流器多类故障联合诊断方法.首先,基于三电平牵引整流器开路故障分析,建立整流器所有功率器件开路故障以及正常运行的状态空间模型并构建相应状态观测器.然后,基于正常状态观测器进行故障检测,检测到故障后,基于故障观测器区分功率器件开路故障和网侧电流传感器故障,进而诊断出功率器件开路故障位置和网侧电流传感器故障类型.实时仿真结果验证了本文方法的正确性和有效性. 展开更多

关键词 开路故障 传感器故障 联合诊断 牵引整流器 高速列车

在线阅读 下载PDF 职称材料

牵引整流器热管式空气冷却器散热性能实验研究 被引量：12

4

作者 罗爱华 金鹰 +1 位作者 岳良 金苏敏 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期90-94,共5页

为了科学合理的掌握机车IGBT功率模块冷却器在正常运行过程中的传热特性，搭建标准风洞实验系统，研究风速5～7m／s，散热器进风温度30-45℃，基板温度分别为70℃和80℃条件下，热管式空气冷却器的散热量，基板的工作温度范围以及进风... 为了科学合理的掌握机车IGBT功率模块冷却器在正常运行过程中的传热特性，搭建标准风洞实验系统，研究风速5～7m／s，散热器进风温度30-45℃，基板温度分别为70℃和80℃条件下，热管式空气冷却器的散热量，基板的工作温度范围以及进风速度和温度对换热的影响。实验结果表明：在实验进风速度和进风温度下，冷却器正常工作时，基板温度越高，冷却器散热量就越大，当基板温度为80℃时，冷却器的散热量在5400～7400W之间。通过冷却器的散热量可以得到：在机车正常工作时，冷却器基板的最佳工作温度在70—90℃之间。进风速度小于进风温度对换热量的影响，考虑到降低能耗和减少噪音污染，流经冷却器的风速应不超过7m／s。以上实验结果为高速动车组牵引整流器热管式空气冷却器的选型和设计提供科学参考。 展开更多

关键词 IGBT 牵引整流器 热管 温度

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于动态自适应参考值的牵引整流器IGBT键合线老化状态监测方法 被引量：10

5

作者 戴健 葛兴来 +2 位作者 杨旭 张艺驰 王惠民 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期2650-2662,共13页

为实现高铁牵引整流器中绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)键合线老化程度的状态监测,文中提出一种基于集射极饱和导通压降Vce的动态自适应参考值的方法。分析键合线老化脱落根数与Vce的对应关系,并基于动态... 为实现高铁牵引整流器中绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)键合线老化程度的状态监测,文中提出一种基于集射极饱和导通压降Vce的动态自适应参考值的方法。分析键合线老化脱落根数与Vce的对应关系,并基于动态自适应参考值来消除结温的影响。在离线条件下,采集特定导通电流下多种结温和键合线脱落程度下的Vce,构成参考数据集;对运行中的牵引整流器,监测IGBT在该特定导通电流下的Vce实际值,由参考数据集动态地计算出与该时刻结温相适应的Vce参考值,将实际值与参考值相比较,即可评估IGBT键合线老化状态。文中方法能有效消除结温对监测效果的影响,并能在牵引工况下完成牵引整流器中IGBT键合线老化状态监测。最后,利用实验测试验证所研究的方法的可行性。 展开更多

关键词 绝缘栅双极型晶体管 老化 状态监测 键合线 牵引整流器

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于波形特征的地铁牵引整流器二极管开路故障诊断方法 被引量：12

6

作者 黄宇剑 林圣 +3 位作者 吴鉴舟 黄迪 何江海 段振涛 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期195-201,共7页

针对地铁牵引整流器内部二极管故障率高且诊断困难的问题,提出基于输入电流和输出电压的波形特征进行二极管开路故障诊断的方法。基于地铁牵引整流器的电路拓扑结构,分析了发生二极管开路故障前后整流器输出电压与输入电流波形的变化规... 针对地铁牵引整流器内部二极管故障率高且诊断困难的问题,提出基于输入电流和输出电压的波形特征进行二极管开路故障诊断的方法。基于地铁牵引整流器的电路拓扑结构,分析了发生二极管开路故障前后整流器输出电压与输入电流波形的变化规律;在此基础上首先利用输出电压的波形特征检测整流器的二极管开路故障并确定疑似故障时间,然后仅利用各整流桥的一相输入电流确定故障二极管所在的整流桥并识别具体的故障位置。基于MATLAB/Simulink平台的仿真验证结果表明,所提地铁牵引整流器故障诊断方法不受故障位置、故障时间、系统运行负载等因素的影响,具有良好的可靠性与适应性。 展开更多

关键词 波形特征 地铁牵引整流器 二极管开路故障 故障诊断

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于改进谱峭度与电流均值的牵引整流器开路故障诊断方法 被引量：12

7

作者 王英 王丹 +4 位作者 陈小强 曹丽 高锋阳 王庚 王妮 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期112-118,共7页

针对动车组牵引整流器IGBT的开路故障诊断问题,以CRH3型动车组的牵引工况为例,提出一种基于改进谱峭度与电流均值的新型诊断方法。分析单个IGBT开路和2个IGBT同时开路故障下牵引整流器的网侧电流突变情况,根据网侧电流的突变特征将其分... 针对动车组牵引整流器IGBT的开路故障诊断问题,以CRH3型动车组的牵引工况为例,提出一种基于改进谱峭度与电流均值的新型诊断方法。分析单个IGBT开路和2个IGBT同时开路故障下牵引整流器的网侧电流突变情况,根据网侧电流的突变特征将其分类;计算网侧电流的改进谱峭度(SK)以检测故障发生类别;结合电流均值法定位故障。所提的改进方法不需要复杂分类器,在实际应用中方便可行,仿真结果表明该方法能有效实现动车组牵引整流器的故障诊断。 展开更多

关键词 牵引整流器 IGBT 故障诊断 改进谱峭度 电流均值

在线阅读 下载PDF 职称材料

HX_D型电力机车牵引整流器的分析

8

作者 吴晓燕 《机车电传动》 北大核心 2011年第6期35-37,共3页

简述了HXD型电力机车牵引整流器的拓扑结构,得出PWM整流器的等效模型,给出了仿真结构和参数,分析了整流器在牵引工况和再生制动工况下的输入端电压电流关系,验证了理论分析的正确性。

关键词 电力机车 牵引整流器 PWM整流器 功率因数校正 等效模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于SVPWM地铁牵引整流器直接功率控制研究

9

作者 李东阳 《市政技术》 2016年第S1期156-158,161,共4页

城市现代轨道交通要求系统具备良好的供电性能。牵引整流器是地铁供电的核心,在传统牵引整流器控制方法的基础上,提出了一种基于空间矢量的直接功率控制(SVPWM-DPC)方案。直接功率控制(DPC)仅需利用瞬时功率理论,计算出瞬时有功功率与... 城市现代轨道交通要求系统具备良好的供电性能。牵引整流器是地铁供电的核心,在传统牵引整流器控制方法的基础上,提出了一种基于空间矢量的直接功率控制(SVPWM-DPC)方案。直接功率控制(DPC)仅需利用瞬时功率理论,计算出瞬时有功功率与无功功率,得到的结果分别与PI调节得到的参考有功功率以及给定的无功功率比较,经过SVPWM调制控制地铁牵引整流器。通过Matlab/Simulink仿真得出SVPWM-DPC,并应用于地铁牵引整流器中,研究结果表明,该方法控制算法简单,电流谐波小,动态和稳态性能良好。 展开更多

关键词 地铁供电 牵引整流器 瞬时功率理论 SVPWM-DPC

在线阅读 下载PDF 职称材料

ZQA—□1540—（B6U）2P牵引整流器技术性能及应用

10

作者 胡哲民 朱金龙 《上海电器技术》 2001年第3期18-23,共6页

本文介绍了ZQA-□/□牵引整流器在DC-1500V较高电压时,工艺和技术性能特点,装置在现场使用情况,并提出了牵引整流器有关技术参数供设计院和用户参考.

关键词 牵引整流器 ZQA-□/1540-(B6U)2P 整流元件

在线阅读 下载PDF 职称材料

CRH5动车组牵引脉冲整流器自适应优化控制方法研究 被引量：2

11

作者 李蔚 冉治 +2 位作者 孙博 肖友刚 刘哲霖 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期476-486,共11页

针对CRH5动车组牵引主回路脉冲整流器在牵引网压波动下的稳定性问题,提出一种基于自抗扰算法的参数自适应优化控制策略。在CRH5动车组牵引脉冲整流器现采用的dq双环控制结构基础上,针对电流内环采用最速综合fal函数实现控制响应及控制... 针对CRH5动车组牵引主回路脉冲整流器在牵引网压波动下的稳定性问题,提出一种基于自抗扰算法的参数自适应优化控制策略。在CRH5动车组牵引脉冲整流器现采用的dq双环控制结构基础上,针对电流内环采用最速综合fal函数实现控制响应及控制量大小随误差变化自适应调整,基于状态空间方程构建一阶线性自抗扰电压外环控制器以实现对系统扰动的观测及跟踪。由此改善控制器对外部扰动的估计及补偿能力,增强控制器对车网耦合特性变化的适应能力。通过Matlab/Simulink仿真对比分析了基于PID控制和基于参数自适应优化控制的dq电流控制器性能,仿真结果表明,基于参数自适应的dq电流优化控制策略下的整流器直流侧输出电压在启动过程中超调量更小,且在应对网压波动时输出电压波动恢复后的稳态误差小于指标值的1/6,抗干扰能力更强。为进一步验证该控制器应对网压低频振荡的抗扰动效果,在RT-LAB半实物实验平台上搭建动车组-牵引网级联耦合模型对比分析2种控制策略下的牵引网网压波形。结果表明:基于参数自适应的dq电流优化控制更能适应多列动车组同时接入而引发的扰动,抑制牵引网网压大幅度振荡;fal电流环的参数自适应特性能改善控制器动态特性,可根据瞬态误差及时调整控制器响应,且其控制参数适应范围较宽,易于整定。 展开更多

关键词 CRH5动车组 牵引脉冲整流器 自抗扰控制 牵引网网压 低频振荡

在线阅读 下载PDF 职称材料

地铁整流器监控装置的研究

12

作者 宋琳琳 尹晓光 +1 位作者 李强 高昉 《电气化铁道》 2011年第1期38-40,共3页

根据现有的地铁整流器柜监控装置的工作原理,提出一种基于C8051F206单片机为核心的地铁整流器监测系统,该系统通过对整流器交直流侧电压、电流及其他一些状态量的采样,经过微处理器可以实时监测牵引整流器的运行参数,实现对整流器柜的... 根据现有的地铁整流器柜监控装置的工作原理,提出一种基于C8051F206单片机为核心的地铁整流器监测系统,该系统通过对整流器交直流侧电压、电流及其他一些状态量的采样,经过微处理器可以实时监测牵引整流器的运行参数,实现对整流器柜的监控。该监控系统具有成本低、可靠性高、抗干扰能力强等优点。 展开更多

关键词 地铁 牵引整流器 监控装置

在线阅读 下载PDF 职称材料