一种列车变流器开路故障定位方法及系统

    专利查询2025-08-09  37


    本发明属于电路故障诊断,尤其涉及一种列车变流器开路故障定位方法及系统。


    背景技术:

    1、列车变流器承担着能量转换、动力输出控制和维护系统稳定性的多重职责。随着电子设备开发趋向更高集成度和轻量化设计,其应用环境变得日益复杂和严苛。在这样的大环境下,变流器逐渐成为众多部件中最容易损坏的部分之一。一旦变流器发生故障,不仅会损害系统的控制性能,而且在极端情况下,还可能威胁到整个系统或设备的安全性。列车变流器的故障主要分为开路和短路两种类型。短路故障一旦发生,破坏速度极快,破坏力巨大,通常需要依靠集成硬件来防止。而开路故障在早期往往难以察觉,如果系统在存在开路故障的情况下长时间运行,可能会导致其他组件的连锁损坏。因此,如何及时诊断列车变流器的开路故障,对于确保变流器的稳定运行和预防潜在的系统性风险至关重要。


    技术实现思路

    1、本发明所要解决的技术问题是,克服以上背景技术中提到的不足和缺陷,提供一种列车变流器开路故障定位方法及系统。

    2、为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:

    3、第一方面,本申请提供一种列车变流器开路故障定位方法,包括:

    4、s1:依据列车变流器三相输出电流和中间直流环节电容器电压的当前采样样本和历史样本集,计算样本间的距离,确定可变近邻样本集的元素总数;

    5、s2:依据所述元素总数,构建列车变流器三相输出电流的即时学习预测模型,得到输出电流残差值;

    6、s3:依据所述输出电流残差值构建基于z分数的动态阈值故障检测函数;

    7、s4:根据所述输出电流残差值和动态阈值判断是否发生故障;

    8、s5:若检测故障发生,采集故障后的输出电流、电容器电压,建立基于电流最值的开路故障敏感因子;

    9、s6:根据所述开路故障敏感因子构建基于所述敏感因子的初步故障定位判断函数,并确定列车变流器开路故障的初步定位结果;

    10、s7:根据所述初步定位结果构建精确故障定位判断函数,得到列车变流器开路故障的精准定位结果。

    11、第二方面,本发明还提供一种列车变流器开路故障定位系统,包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面所述方法的步骤。

    12、与现有技术相比,本发明的有益效果为:

    13、本申请提供的列车变流器开路故障定位方法,通过构建基于可变近邻样本集的即时学习预测模型来预测输出相电流,同时采用基于z分数的动态阈值故障检测函数和基于电流最值的开路故障敏感因子,实现故障的快速检测和分步精确定位。这种方法具有直观易建模,无需进行离线训练的特点,对动态工业检测的在线即时性需求,展现出良好的效果和强大的鲁棒性。通过先初步定位,后精确定位的分步故障诊断的设计也有效降低了计算的复杂度,同时提升了系统的可靠性和安全性。通过这种方法,列车变流器的故障检测和诊断过程变得更加高效和准确。



    技术特征:

    1.一种列车变流器开路故障定位方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的列车变流器开路故障定位方法,其特征在于,所述s1包括:

    3.根据权利要求1所述的列车变流器开路故障定位方法,其特征在于,所述s2包括:

    4.根据权利要求1所述的列车变流器开路故障定位方法,其特征在于,所述s3包括:

    5.根据权利要求1所述的列车变流器开路故障定位方法,其特征在于,所述s4包括:

    6.根据权利要求1所述的列车变流器开路故障定位方法,其特征在于,所述s5包括:

    7.根据权利要求1所述的列车变流器开路故障定位方法,其特征在于,所述s6包括:

    8.根据权利要求1所述的列车变流器开路故障定位方法,其特征在于,所述s7包括:

    9.一种列车变流器开路故障定位系统,包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。


    技术总结
    本发明属于电路故障诊断技术领域,尤其涉及一种列车变流器开路故障定位方法及系统,通过构建基于可变近邻样本集的即时学习预测模型来预测输出相电流,同时采用基于Z分数的动态阈值故障检测函数和基于电流最值的开路故障敏感因子,实现故障的快速检测和分步精确定位。这种方法具有直观易建模,无需进行离线训练的特点,对动态工业检测的在线即时性需求,展现出良好的效果和强大的鲁棒性。通过先初步定位,后精确定位的分步故障诊断的设计也有效降低了计算的复杂度,同时提升了系统的可靠性和安全性。通过这种方法,列车变流器的故障检测和诊断过程变得更加高效和准确。

    技术研发人员:杨超,刘洋赫,彭涛,徐琰淞,廖菁,阳春华
    受保护的技术使用者:中南大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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