基于ICEEMDAN和SANC的HX_(D)1机车牵引风机声纹采集数据联合降噪处理方法

HX_(D)1机车机械间内的牵引风机是关键的机电设备,可通过声纹分析技术对牵引风机进行状态监测和故障诊断。由于机车机械间有大量机械和电气部件,采集后的牵引风机声纹监测数据会受到多种类型噪声数据影响。为降低噪声数据干扰,有效提取所需声纹特征值进行分析,提出一种基于改进自适应噪声的完备集合经验模态分解(ICEEMDAN)和自参考自适应噪声消除技术(SANC)的HX_(D)1机车牵引风机声纹采集数据联合降噪处理方法:含噪信号与参考信号分别经ICEEMDAN分解,获得2组相对应的本征模态分量(IMFs);利用SANC对含噪信号的IMFs执行自适应降噪处理,得到经联合降噪处理的声纹采集数据。在仿真电笛信号、冲击信号的时域指标中,所提算法的信噪比(SNR)、均方误差(MSE)、相关系数,均优于SANC和ICEEMDAN算法;在实测含电笛信号、冲击信号的时域指标中,所提算法的SNR、MSE、相关系数,同样优于SANC和ICEEMDAN算法。因此,联合降噪处理方法具有自适应性、可实施性和有效性,有助于机械间牵引风机的声纹采集数据纹监测数据降噪处理,为牵引风机的状态监测和故障诊断分析奠定了基础。

陶瓷轴承在机车牵引电机中的应用分析

机车牵引电机中轴承是较为主要的传动系统设备。用牵引电动机轴承来支撑转子轴和连接轴,在长期频繁的运转和循环作业中,会受到转向架震动影响,导致轴承使用寿命偏短。当前,机车牵引电机中,陶瓷轴承使用越发广泛。陶瓷轴承作为一种重要的机械基础构件具有金属轴承无法比拟的优良性能,例如可以抗高温且强度较高,在材料领域中得到了广泛的应用。因此,探讨陶瓷轴承在汽车牵引电机中的应用具有十分重要的意义。

基于小波系数提取及离散余弦包络分析的机车牵引齿轮故障诊断方法

机车走行部故障是危及列车运行安全的重要因素,其故障程度的实时监测与诊断是高速重载列车需要解决的关键问题之一。本文以机车走行部的牵引齿轮为例,在分析总结大量实际振动信号的基础上,探讨了运用小波分解和离散余弦变换相结合来提取机车牵引齿轮故障特征信息的方法,即首先采用小波基将牵引齿轮故障引起的振动信号变换到时间-尺度域,再对高频段的小波系数采用离散余弦变换进行包络分析;阐述了该方法在机车走行部在线故障诊断系统中的应用,不仅能满足在线状态监测与故障诊断的实时性和可靠性要求,而且具有很强的抗干扰能力。实际应用表明,该方法能可靠提取牵引齿轮的故障特征信息,系统能快速、准确地诊断出故障类型及程度,可有效用于机车走行部故障的在线监测与诊断。

大功率机车牵引四象限变流器解耦控制方案

在机车牵引等兆瓦级大功率四象限变流器(four-quadrant converter,4QC)应用场合,功率器件的开关频率低至数百赫兹,直接电流控制的优势难以发挥,通常采用间接电流控制。传统的间接电流控制又难以对变流器网侧的有功功率和无功功率进行独立控制。针对这类情况,在静止直角坐标系建模,采用功率解耦的电流控制方法,实现了单相四象限变流器有功功率与无功功率的独立解耦控制;通过引入有功电流和无功电流的有效值闭环控制,使得电流的稳态精度提高,降低了系统对输入电感参数和电网电压幅值的敏感度;采用两重化载波移相调制,使得网侧电流的谐波成分大为减少;分析了变流器两重化并联运行时环流的产生机理,并进行了有功和无功的均流控制。基于上述控制方案,实现了大功率机车牵引四象限变流器控制系统,实验证明了该控制方案的有效性。

用于机车牵引的新型级联H桥整流器电压平衡方法

级联H桥整流器适用于无输入变压器的高压大容量场合,级联H桥整流器的直流电压平衡方法是其研究重点。本文提出一种新型的电压平衡方法,省去了传统的均衡算法中的多个比例积分调节器。这种基于改进的载波同相层叠正弦脉宽调制(PD-SPWM)的电压的平衡方法实现简单,具有较好的谐波特性,且能够有效地实现不平衡负载条件下,特别是在一个或多个牵引电机处于再生制动状态下的电压平衡控制,并且可以用在任意数量的H桥模块级联中,以适应不同电压等级和功率等级。仿真和实验使所提出的方法的有效性得到了验证。

机车牵引状态下曲线通过导向特性研究

考虑车轮与钢轨的运动特性及轮周牵引力,推导出机车在牵引状态下通过曲线时的轮轨蠕滑率计算公式,并对曲线通过时的轮轨横向动态相互作用特性进行仿真计算与分析;同时研究牵引力大小对转向架导向性能的影响,对比分析了机车牵引与惰行状态下的导向性能。理论仿真分析结果表明:牵引力可以改变轮轨纵向蠕滑力的大小和方向,与惰行工况相比,牵引状态下的轮对导向力矩有所减小,轮对的自导向能力减弱,不利于曲线通过;提高牵引力,总轮轨蠕滑率将很快达到饱和状态,牵引力越大,轮轨纵向蠕滑力越大,两侧纵向蠕滑力差值越小,机车轮对自导向能力越差,轮对冲角增大,而轮轨横向蠕滑力越小;当牵引力增加到一定程度时,总轮轨蠕滑率超过极限状态,曲线通过时两侧轮径差太小而出现打滑和空转的现象。

机车牵引电机声音检测与故障诊断系统应用研究

由于目前机务段检修车间牵引电机故障检测存在不足,提出基于小波包分析与BP神经网络相结合的故障诊断方法。以HXD3型电力机车YJ85A型牵引电机为例,利用Android为嵌入式开发平台,设计完成一款具有一定便携性、可行性和工程实用价值机车牵引电机声音检测与故障诊断系统。为机务段检测人员判断牵引电机故障与否提供相关参考,在一定程度上起到辅助诊断的作用。

高速机车牵引齿轮的参数化实体建模及其动力学分析

为解决高速机车牵引齿轮的参数化实体建模技术,提高齿轮的设计计算精度,依据渐开线斜齿圆柱齿轮齿廓形成的基本原理和机车牵引齿轮的设计特点,在Pro/E软件系统下对渐开线斜齿圆柱齿轮的端面渐开线、分度圆螺旋线进行参数化建模,在此基础上构造了机车牵引齿轮的参数化三维实体模型及其传动系统模型,并应用软件分别建立了多个机车牵引齿轮传动系统的模型。结合ADAMS软件对齿轮传动系统的动力学性能进行了分析计算,为机车牵引齿轮强度的提高和参数的优化提供了基础。

SS8-Ⅱ型机车牵引齿轮的修形降噪设计

介绍了低噪声齿轮的设计方法和准则。在分析齿轮修形原理、基本参数的确定及修形方案设计的基础上,以SS8-Ⅱ型准高速客运电力机车齿轮传动为研究实例,对其进行了齿廓修形和齿向修形设计;并通过噪声检测,发现在同样条件下,修形后的驱动装置噪声的A声级可降低6~10 dB,实现较好的降噪效果。研究将对建立修形要素与振动噪声之间的直接映射关联,探寻齿轮振动噪声的最优控制策略具有重要意义。

机车牵引齿轮的晶界氧化控制及热处理工艺优化

为解决17CrNiMo6机车牵引齿轮在热处理工艺中出现的晶界氧化超标问题,通过相关的热力学计算,阐述了晶界氧化(IGO)的产生机理;采用BBH型前室预抽真空多用炉、金相和硬度检验对该齿轮进行了热处理工艺实验,并对产生晶界氧化的部位取样进行显微电镜光学扫描和能谱分析。能谱分析结果表明:晶界氧化产生的黑色网状物的主要成分是Cr和O,减少Cr氧化物的生成量可以降低晶界氧化的程度。分析Fe、Cr和氧化性气氛的平衡曲线,找出了影响Cr氧化物生成的渗碳工艺参数(加热期的均温速度,强渗期和扩散期的温度、碳势、保温时间),优化工艺使齿轮的晶界氧化程度很好地达到了技术要求。

机车牵引齿轮材料摩擦磨损性能试验研究

以某高速机车牵引齿轮材料42Cr Mo-17Cr Ni Mo6为研究对象,在销盘往复摩擦磨损试验机上研究接触载荷和相对滑动速度对其摩擦磨损性能的影响规律;利用扫描电子显微镜观察磨损表面形貌,进而分析材料摩擦磨损机制。结果表明:机车牵引齿轮材料的摩擦因数随载荷和速度的增加而降低并逐渐趋于稳定;机车牵引齿轮材料在摩擦条件下在磨损表面形成了犁沟,由于载荷和速度的增加使得犁沟间距变宽、摩擦表面更加平整,从而导致材料摩擦因数减低。

机车牵引电动机用陶瓷轴承

分析了牵引电动机轴承电流产生原因,损伤形式及电气特性对绝缘轴承的影响。在牵引电动机应用方面,陶瓷轴承优于钢制轴承,其具有润滑脂寿命更长,可有效防止电蚀损害等特点。

内燃机车牵引条件下高海拔单线铁路隧道的自然通风界限

对内燃机车牵引条件下海拔3 000m以上、长度大于3km的山谷型老关角隧道和河谷型羊八井Ⅰ号隧道内正常运营期间的CO和NOx（换算成NO2）浓度及风速进行现场监测,并基于理论分析和一维数值模拟方法,研究内燃机车牵引条件下高海拔单线铁路隧道内的污染物扩散系数及自然通风界限。结果表明：内燃机车牵引条件下高海拔单线铁路隧道内的CO和NOx扩散系数与风速呈二次抛物线关系,且高海拔单线铁路隧道内的CO和NOx扩散系数远大于平原地区,采用瞬时点源一维扩散模型可以合理描述高海拔单线铁路隧道内污染物的扩散规律;对于长度在4km以下的高海拔单线铁路隧道,当内燃机车行驶速度超过48km·h-1、自然风速为1.5~2.0m·s-1时,可实现隧道内的自然通风。

煤矿井下电机车牵引网络中杂散电流研究

煤矿井下电机车牵引网络中的杂散电流是引发瓦斯爆炸和雷管先期引爆的原因之一。通过对杂散电流形成机理的分析讨论 ,提出了防治杂散电流的必要措施。

SS_4改进型机车牵引电机悬挂座出现裂纹的原因探讨及改进建议

根据洛阳机务段SS_4改进型机车牵引电机悬挂座出现的裂纹特点,对裂纹的出现进行了原因分析,同时对电机机壳的铸造和厂家的处理措施提出了一些改进建议。

机车牵引特性测量系统的研究与应用

介绍了机车牵引特性测量系统的构成原理和通过测量牵引电机电压、电流来获得机车牵引特性的方法,给出了数据采集系统的硬件电路结构和计算软件流程图,并通过实例验证了计算结果的正确性。

陶瓷轴承在机车牵引电机中的应用分析

通过对机车牵引电机轴承电流形成原因及电流损伤分析,比较了钢轴承和氮化硅陶瓷轴承的性能,得出机车牵引电动机轴承用氮化硅陶瓷轴承主要优势有:能有效防止电流经过轴承产生的“电蚀”损害;陶瓷轴承的润滑脂寿命比一般钢制轴承的寿命长3～4倍。

根据线路特点优化机车牵引力的利用

分析机车牵引力与货物重量的最佳比值关系,研究降低机车小时指标,缩短机车在途时间, 优化机车牵引力利用的方法。该方法对铁路车站位置的合理设置也具有指导意义。

机车牵引电机大功率化与先进的绝缘系统

机车牵引电机要获得较高的输出功率,关键在于拥有有效的绝缘系统.文章结合国内外机车牵引电机绝缘技术的发展情况,阐述了采用合理的绝缘结构、高性能的绝缘材料和先进的绝缘工艺,是实现机车牵引电机大功率化赖以遵循的有效途径.

基于无线局域网的机车牵引实验数据采集传输系统

在机车牵引实验中,机车与实验车之间的相对位置较为固定,机车与实验车之间是通过电缆线传输试验数据,这种传统的数据传输方式不但效率低下,而且数据传输的可靠性也有限。为此特设计一种全新的牵引实验车数据无线传输系统来进一步提高牵引实验的工作效率和实验数据传输的可靠性。