本申請(qǐng)涉及動(dòng)車組電力設(shè)備維護(hù)領(lǐng)域，具體是一種動(dòng)車組牽引電機(jī)通風(fēng)機(jī)引起的異常振動(dòng)分析方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，高速動(dòng)車組廣泛運(yùn)用，運(yùn)行總里程不斷增長(zhǎng)，故障預(yù)測(cè)與健康管理的理念不斷深入。由輪軌匹配關(guān)系不良或車輛結(jié)構(gòu)件狀態(tài)變化造成的車體異常振動(dòng)現(xiàn)象，逐漸引起人們關(guān)注，歸納起來(lái)主要就是動(dòng)車組的“抖車”與“晃車”問(wèn)題。上述問(wèn)題可能引起乘車者的不適反應(yīng)，甚至影響列車運(yùn)行的安全。目前，現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于動(dòng)車組車體“抖車”與“晃車”的現(xiàn)象均有較為有效的監(jiān)測(cè)方案，但對(duì)于動(dòng)車組運(yùn)行過(guò)程中其他形式的異常振動(dòng)還沒(méi)有有效的監(jiān)測(cè)方案。

2、事實(shí)上，在動(dòng)車組的運(yùn)行過(guò)程中，時(shí)常有機(jī)械師或旅客反饋動(dòng)車組車內(nèi)地板會(huì)發(fā)生振動(dòng)頻率較高的異常振動(dòng)，引起腳麻。經(jīng)過(guò)對(duì)相應(yīng)振動(dòng)數(shù)據(jù)的分析與動(dòng)車組回庫(kù)檢修情況的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)此類異常振動(dòng)通常是由安裝在動(dòng)車組車體下方的帶有旋轉(zhuǎn)部件的設(shè)備(牽引通風(fēng)機(jī)、廢排等)所導(dǎo)致。此類異常振動(dòng)的不良影響主要包括：1)影響相應(yīng)位置的旅客乘坐舒適性；2)長(zhǎng)期的偏心旋轉(zhuǎn)使得相關(guān)部件的機(jī)械強(qiáng)度與可靠性下降，導(dǎo)致設(shè)備損壞，影響動(dòng)車組運(yùn)用；3)此類故障若長(zhǎng)期存在，還會(huì)加速設(shè)備與車體安裝連接處的老化，影響車體壽命。因此，需要及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)此類異常振動(dòng)，并進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N動(dòng)車組牽引電機(jī)通風(fēng)機(jī)引起的異常振動(dòng)分析方法及裝置，能夠?qū)Ξ惓Ｕ駝?dòng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，極大地提高了動(dòng)車組此類故障的檢查準(zhǔn)確性與效率。

2、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮韵录夹g(shù)方案：

3、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N動(dòng)車組牽引電機(jī)通風(fēng)機(jī)引起的異常振動(dòng)分析方法，包括：

4、對(duì)采集的加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行低頻影響消除處理；

5、確定消除低頻影響后的加速度數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的總能量及各振動(dòng)頻段的分能量；

6、根據(jù)所述總能量及各振動(dòng)頻段的分能量進(jìn)行車體異常振動(dòng)分析。

7、進(jìn)一步地，所述對(duì)采集的加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行低頻影響消除處理，包括：

8、利用最小二乘法計(jì)算所述加速度數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的擬合函數(shù)的參數(shù)；

9、利用所述擬合函數(shù)及所述參數(shù)計(jì)算對(duì)應(yīng)的擬合曲線數(shù)值；

10、根據(jù)所述加速度數(shù)據(jù)及所述擬合曲線數(shù)值進(jìn)行低頻影響消除處理，以去除趨勢(shì)項(xiàng)。

11、進(jìn)一步地，所述確定消除低頻影響后的加速度數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的總能量及各振動(dòng)頻段的分能量，包括：

12、對(duì)所述加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行離散傅里葉變換，得到頻率分量、幅度及頻率分量總數(shù)；

13、根據(jù)所述頻率分量、幅度及頻率分量總數(shù)計(jì)算所述總能量。

14、進(jìn)一步地，所述確定消除低頻影響后的加速度數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的總能量及各振動(dòng)頻段的分能量，包括：

15、根據(jù)帶有旋轉(zhuǎn)部件的設(shè)備的工作轉(zhuǎn)頻計(jì)算異常頻率及對(duì)應(yīng)的倍頻；

16、根據(jù)所述異常頻率及對(duì)應(yīng)的倍頻計(jì)算異常能量頻段；

17、根據(jù)頻段內(nèi)頻率分類、幅度及頻率分量總數(shù)確定所述異常能量頻段對(duì)應(yīng)的分能量。

18、進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述總能量及各振動(dòng)頻段的分能量進(jìn)行車體異常振動(dòng)分析，包括：

19、根據(jù)所述總能量及各振動(dòng)頻段的分能量計(jì)算所述異常能量頻段對(duì)應(yīng)的能量占比；

20、根據(jù)所述能量占比及預(yù)設(shè)的異常振動(dòng)閾值確定車體是否發(fā)生異常振動(dòng)。

21、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N動(dòng)車組牽引電機(jī)通風(fēng)機(jī)引起的異常振動(dòng)分析裝置，包括：

22、消除處理單元，用于對(duì)采集的加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行低頻影響消除處理；

23、能量確定單元，用于確定消除低頻影響后的加速度數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的總能量及各振動(dòng)頻段的分能量；

24、振動(dòng)分析單元，用于根據(jù)所述總能量及各振動(dòng)頻段的分能量進(jìn)行車體異常振動(dòng)分析。

25、進(jìn)一步地，所述消除處理單元，包括：

26、擬合函數(shù)參數(shù)確定模塊，用于利用最小二乘法計(jì)算所述加速度數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的擬合函數(shù)的參數(shù)；

27、擬合曲線數(shù)值計(jì)算模塊，用于利用所述擬合函數(shù)及所述參數(shù)計(jì)算對(duì)應(yīng)的擬合曲線數(shù)值；

28、低頻消除處理模塊，用于根據(jù)所述加速度數(shù)據(jù)及所述擬合曲線數(shù)值進(jìn)行低頻影響消除處理，以去除趨勢(shì)項(xiàng)。

29、進(jìn)一步地，所述能量確定單元，包括：

30、第一分量確定模塊，用于對(duì)所述加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行離散傅里葉變換，得到頻率分量、幅度及頻率分量總數(shù)；

31、第一能量確定模塊，用于根據(jù)所述頻率分量、幅度及頻率分量總數(shù)計(jì)算所述總能量。

32、進(jìn)一步地，所述能量確定單元，包括：

33、第二分量確定模塊，用于根據(jù)帶有旋轉(zhuǎn)部件的設(shè)備的工作轉(zhuǎn)頻計(jì)算異常頻率及對(duì)應(yīng)的倍頻；

34、異常頻段確定模塊，用于根據(jù)所述異常頻率及對(duì)應(yīng)的倍頻計(jì)算異常能量頻段；

35、第二能量確定模塊，用于根據(jù)頻段內(nèi)頻率分類、幅度及頻率分量總數(shù)確定所述異常能量頻段對(duì)應(yīng)的分能量。

36、進(jìn)一步地，所述振動(dòng)分析單元，包括：

37、能量占比計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述總能量及各振動(dòng)頻段的分能量計(jì)算所述異常能量頻段對(duì)應(yīng)的能量占比；

38、異常振動(dòng)分析模塊，用于根據(jù)所述能量占比及預(yù)設(shè)的異常振動(dòng)閾值確定車體是否發(fā)生異常振動(dòng)。

39、第三方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N電子設(shè)備包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)所述動(dòng)車組牽引電機(jī)通風(fēng)機(jī)引起的異常振動(dòng)分析方法的步驟。

40、第四方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述動(dòng)車組牽引電機(jī)通風(fēng)機(jī)引起的異常振動(dòng)分析方法的步驟。

41、第五方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序/指令，該計(jì)算機(jī)程序/指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述動(dòng)車組牽引電機(jī)通風(fēng)機(jī)引起的異常振動(dòng)分析方法的步驟。

42、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┑膭?dòng)車組牽引電機(jī)通風(fēng)機(jī)引起的異常振動(dòng)分析方法及裝置，能夠?qū)?biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組實(shí)際運(yùn)行中采集的車體加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在跟蹤了大量帶有旋轉(zhuǎn)部件的設(shè)備引發(fā)異常振動(dòng)之后的檢修工作后，對(duì)異常的設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行調(diào)查，對(duì)處理與修復(fù)的之后動(dòng)車組的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行跟蹤分析，最終根據(jù)大量典型運(yùn)行工況與真實(shí)檢修結(jié)果分析確定的評(píng)判閾值，通過(guò)大量樣本數(shù)據(jù)的計(jì)算與驗(yàn)證，基于特定頻帶及其倍頻對(duì)應(yīng)頻帶的能量占比的計(jì)算，有效地在復(fù)雜的車體振動(dòng)中識(shí)別出異常振動(dòng)。

技術(shù)特征：

1.一種動(dòng)車組牽引電機(jī)通風(fēng)機(jī)引起的異常振動(dòng)分析方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)車組牽引電機(jī)通風(fēng)機(jī)引起的異常振動(dòng)分析方法，其特征在于，所述對(duì)采集的加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行低頻影響消除處理，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)車組牽引電機(jī)通風(fēng)機(jī)引起的異常振動(dòng)分析方法，其特征在于，所述確定消除低頻影響后的加速度數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的總能量及各振動(dòng)頻段的分能量，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)車組牽引電機(jī)通風(fēng)機(jī)引起的異常振動(dòng)分析方法，其特征在于，所述確定消除低頻影響后的加速度數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的總能量及各振動(dòng)頻段的分能量，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)車組牽引電機(jī)通風(fēng)機(jī)引起的異常振動(dòng)分析方法，其特征在于，所述根據(jù)所述總能量及各振動(dòng)頻段的分能量進(jìn)行車體異常振動(dòng)分析，包括：

6.一種動(dòng)車組牽引電機(jī)通風(fēng)機(jī)引起的異常振動(dòng)分析裝置，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的動(dòng)車組牽引電機(jī)通風(fēng)機(jī)引起的異常振動(dòng)分析裝置，其特征在于，所述消除處理單元，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的動(dòng)車組牽引電機(jī)通風(fēng)機(jī)引起的異常振動(dòng)分析裝置，其特征在于，所述能量確定單元，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的動(dòng)車組牽引電機(jī)通風(fēng)機(jī)引起的異常振動(dòng)分析裝置，其特征在于，所述能量確定單元，包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的動(dòng)車組牽引電機(jī)通風(fēng)機(jī)引起的異常振動(dòng)分析裝置，其特征在于，所述振動(dòng)分析單元，包括：

11.一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的動(dòng)車組牽引電機(jī)通風(fēng)機(jī)引起的異常振動(dòng)分析方法的步驟。

12.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的動(dòng)車組牽引電機(jī)通風(fēng)機(jī)引起的異常振動(dòng)分析方法的步驟。

13.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序/指令，其特征在于，該計(jì)算機(jī)程序/指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的動(dòng)車組牽引電機(jī)通風(fēng)機(jī)引起的異常振動(dòng)分析方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N動(dòng)車組牽引電機(jī)通風(fēng)機(jī)引起的異常振動(dòng)分析方法及裝置，包括：對(duì)采集的加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行低頻影響消除處理；確定消除低頻影響后的加速度數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的總能量及各振動(dòng)頻段的分能量；根據(jù)所述總能量及各振動(dòng)頻段的分能量進(jìn)行車體異常振動(dòng)分析。本申請(qǐng)能夠?qū)Ξ惓Ｕ駝?dòng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，極大地提高了動(dòng)車組此類故障的檢查準(zhǔn)確性與效率。

技術(shù)研發(fā)人員：周永康,盧萬(wàn)平,張瑞芳,劉峰,曾陸洋,王翰儒,張波,楊偉君,曹宏發(fā),康晶輝,趙紅衛(wèi)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9