CN111157809B - 牵引变流器的故障确定方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种牵引变流器的故障确定方法和装置，该方法包括：获取传感器采集得到的数据；根据数据与预设条件，判断传感器对应的至少一项单项状态是否正常；若存在不正常的单项状态，则将不正常的单项状态的状态位置于故障位。本发明实施例在牵引变流器工作出现故障时，能够根据状态位的标示来确定各单项状态对应的运行不正常，从而快速进行相关电路保护操作，有效的降低了牵引变流器的故障率。

Description

牵引变流器的故障确定方法和装置

技术领域

本发明涉及轨道交通技术，尤其涉及一种牵引变流器的故障确定方法和装置。

背景技术

牵引变流器作为机车的重要组成部分，决定着机车的启动、运行及最高运行速度等性能，随着机车车辆技术的发展，牵引变流器的性能要求也越来越高。

电力机车以及安装电传动装置的其他机车上设置在牵引主电路中的变流器。牵引变流器的功能是转换直流制和交流制间的电能量，并对各种牵引电动机起控制和调节作用，从而控制机车的运行。

然而，当牵引变流器出现故障时，若不能及时确定故障并提供保护措施，则对还在运行的机车造成安全隐患。

发明内容

本发明实施例提供一种牵引变流器的故障确定方法和装置，以快速确定牵引变流器的故障，从而提供保护措施，消除机车安全隐患。

第一方面，本发明实施例提供一种牵引变流器的故障确定方法，包括：

获取所述传感器采集得到的数据；

根据所述数据与预设条件，判断所述传感器对应的至少一项单项状态是否正常；

若存在不正常的单项状态，则将所述不正常的单项状态的状态位置于故障位。

在一种可能的设计中，在所述电流输入端设置有输入电流传感器，其中，所述输入电流传感器对应的单项状态为输入电流；

获取所述传感器采集得到的数据，包括：

获取所述输入电流传感器采集得到的第一电流；

根据所述数据与预设条件，判断所述传感器对应的至少一项单项状态是否正常，包括：

若所述第一电流大于第一预设阈值的持续时间大于第一预设时间，则确定牵引变流器的输入电流过大。

在一种可能的设计中，与所述母线电容并联的中间电压传感器和接地电压传感器，其中，所述中间电压传感器对应的单项状态为中间直流母线电压，所述接地电压传感器对应的单项状态为接地电压传感器的工作状态；

获取所述传感器采集得到的数据，包括：

获取所述中间电压传感器采集得到的第一电压以及获取所述接地电压传感器采集得到的第二电压；

根据所述数据与预设条件，判断所述传感器对应的至少一项单项状态是否正常，包括：

若所述第一电压大于第二预设阈值的持续时间大于第二预设时间，则确定牵引变流器的中间直流母线电压过大；

若所述第一电压小于第三预设阈值的持续时间大于第三预设时间，则确定牵引变流器的中间直流母线电压过小；

若所述第二电压值不在第一预设范围内，则确定接地电压传感器故障；

所述方法还包括：

若所述第一电压不在第二预设范围内，则确定中间电压传感器故障；

若所述第二电压减去第一电压的一半得到的第三电压大于第四预设阈值的持续时间大于第四预设时间，则确定牵引变流器的母线正极接地；

若所述第三电压小于第五预设阈值的持续时间大于第五预设时间，则确定牵引变流器的母线负极接地。

在一种可能的设计中，在所述斩波支路设置有斩波支路电流传感器，其中，所述斩波支路电流传感器对应的单项状态为斩波支路电流；

获取所述传感器采集得到的数据，包括：

获取所述斩波支路电流传感器采集得到的第二电流；

根据所述数据与预设条件，判断所述传感器对应的至少一项单项状态是否正常，包括：

若斩波支路开通，所述第二电流大于第六预设阈值的持续时间大于第六预设时间，则确定牵引变流器的斩波支路电流过大；

所述方法还包括：

若斩波支路未开通，所述第二电流大于第七预设阈值的持续时间大于第七预设时间，则确定牵引变流器的斩波电路未开通但检测到电流；

若斩波支路开通，在第八预设时间内未检测到所述第二电流大于第八预设阈值，则确定牵引变流器的斩波支路开通但检测不到电流。

在一种可能的设计中，在电流输出端设置有电机U相电流传感器、电机V相电流传感器、电机定子绕组温度传感器和电机转速传感器，其中，所述电机U相电流传感器对应的单项状态为电机U相输入电流，所述电机V相电流传感器对应的单项状态为电机V相输入电流，所述电机定子绕组温度传感器对应的单项状态为电机定子绕组温度，所述电机转速传感器对应的单项状态为电机转速；

获取所述传感器采集得到的数据，包括：

获取所述电机U相电流传感器采集得到的第三电流、获取所述电机V相电流传感器采集得到的第四电流、获取所述电机定子绕组温度传感器采集得到的温度以及获取所述电机转速传感器采集得到的第一速度；

根据所述数据与预设条件，判断所述传感器对应的至少一项单项状态是否正常，包括：

若所述第三电流大于第九预设阈值的持续时间大于第九预设时间，则确定电机U相输入电流过大；

若所述第四电流大于第十预设阈值的持续时间大于第十预设时间，则确定电机V相输入电流过大；

若所述温度大于第十一预设阈值的持续时间大于第十一预设时间，则确定电机定子绕组温度过大；

若所述第一速度大于第十二预设阈值的持续时间大于第十二预设时间，则确定电机转速过大；

所述方法还包括：

若所述第三电流减去所述第四电流得到的第五电流大于第十三阈值的持续时间大于第十三预设时间，则确定电机W相输入电流过大。

第二方面，本发明实施例提供一种牵引变流器的故障确定装置，包括：

数据采集模块，用于获取所述传感器采集得到的数据；

判断模块，用于根据所述数据与预设条件，判断所述传感器对应的至少一项单项状态是否正常；

置位模块，用于若存在不正常的单项状态，则将所述不正常的单项状态的状态位置于故障位。

在一种可能的设计中，在所述电流输入端设置有输入电流传感器，其中，所述输入电流传感器对应的单项状态为输入电流；

所述数据采集模块具体用于：

获取所述输入电流传感器采集得到的第一电流；

所述判断模块具体用于：

若所述第一电流大于第一预设阈值的持续时间大于第一预设时间，则确定牵引变流器的输入电流过大。

在一种可能的设计中，与所述母线电容并联的中间电压传感器和接地电压传感器，其中，所述中间电压传感器对应的单项状态为中间直流母线电压，所述接地电压传感器对应的单项状态为接地电压传感器的工作状态；

所述数据采集模块具体用于：

获取所述中间电压传感器采集得到的第一电压以及获取所述接地电压传感器采集得到的第二电压；

所述判断模块具体用于：

若所述第一电压大于第二预设阈值的持续时间大于第二预设时间，则确定牵引变流器的中间直流母线电压过大；

若所述第一电压小于第三预设阈值的持续时间大于第三预设时间，则确定牵引变流器的中间直流母线电压过小；

若所述第二电压值不在第一预设范围内，则确定接地电压传感器故障；

所述判断模块还用于：

若所述第一电压不在第二预设范围内，则确定中间电压传感器故障；

若所述第二电压减去第一电压的一半得到的第三电压大于第四预设阈值的持续时间大于第四预设时间，则确定牵引变流器的母线正极接地；

若所述第三电压小于第五预设阈值的持续时间大于第五预设时间，则确定牵引变流器的母线负极接地。

在一种可能的设计中，在所述斩波支路设置有斩波支路电流传感器，其中，所述斩波支路电流传感器对应的单项状态为斩波支路电流；

所述数据采集模块具体用于：

获取所述斩波支路电流传感器采集得到的第二电流；

所述判断模块具体用于：

若斩波支路开通，所述第二电流大于第六预设阈值的持续时间大于第六预设时间，则确定牵引变流器的斩波支路电流过大；

所述判断模块还用于：

若斩波支路未开通，所述第二电流大于第七预设阈值的持续时间大于第七预设时间，则确定牵引变流器的斩波电路未开通但检测到电流；

若斩波支路开通，在第八预设时间内未检测到所述第二电流大于第八预设阈值，则确定牵引变流器的斩波支路开通但检测不到电流。

在一种可能的设计中，在电流输出端设置有电机U相电流传感器、电机V相电流传感器、电机定子绕组温度传感器和电机转速传感器，其中，所述电机U相电流传感器对应的单项状态为电机U相输入电流，所述电机V相电流传感器对应的单项状态为电机V相输入电流，所述电机定子绕组温度传感器对应的单项状态为电机定子绕组温度，所述电机转速传感器对应的单项状态为电机转速；

所述数据采集模块具体用于：

获取所述电机U相电流传感器采集得到的第三电流、获取所述电机V相电流传感器采集得到的第四电流、获取所述电机定子绕组温度传感器采集得到的温度以及获取所述电机转速传感器采集得到的第一速度；

所述判断模块具体用于：

若所述第三电流大于第九预设阈值的持续时间大于第九预设时间，则确定电机U相输入电流过大；

若所述第四电流大于第十预设阈值的持续时间大于第十预设时间，则确定电机V相输入电流过大；

若所述温度大于第十一预设阈值的持续时间大于第十一预设时间，则确定电机定子绕组温度过大；

若所述第一速度大于第十二预设阈值的持续时间大于第十二预设时间，则确定电机转速过大；

所述判断模块还用于：

若所述第三电流减去所述第四电流得到的第五电流大于第十三阈值的持续时间大于第十三预设时间，则确定电机W相输入电流过大。

第三方面，本发明实施例提供一种牵引变流器的故障确定设备，包括：

存储器，用于存储程序；

处理器，用于执行所述存储器存储的所述程序，当所述程序被执行时，所述处理器用于执行如上第一方面以及第一方面各种可能的设计中任一所述的方法。

第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如上第一方面以及第一方面各种可能的设计中任一所述的方法。

本发明实施例提供的牵引变流器的故障确定方法和装置，该方法通过获取所述传感器采集得到的数据；根据所述数据与预设条件，判断所述传感器对应的至少一项单项状态是否正常；若存在不正常的单项状态，则将所述不正常的单项状态的状态位置于故障位。本实施例通过根据传感器采集得到的数据与预设条件实时判断电路中各组成部分的运行状态，当牵引变流器工作出现故障时，能够根据状态位的标示来确定各单项状态对应的运行不正常，从而快速进行相关电路保护操作，有效的降低了牵引变流器的故障率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的的牵引变流器的电路图；

图2为本发明实施例提供的牵引变流器的故障确定方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的牵引变流器的保护方法的逻辑判断图；

图4为本发明实施例提供的牵引变流器的故障确定装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的牵引变流器的故障确定设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的的牵引变流器的电路图，如图1所示，本实施例提供的牵引变流器包括：整流装置、母线电容、斩波支路和逆变功率模块；其中，牵引变流器中还设置有多个传感器。

具体地，整流装置、母线电容、斩波支路、逆变功率模块依次连接，其中，在整流装置的输入端设置有输入电流传感器TA4，与母线电容并联的设置有中间电压传感器TV1和接地电压传感器TV2，斩波支路中设置有斩波支路电流传感器TA3，逆变功率模块的输出端设置有电机U相电流传感器TA1、电机V相电流传感器TA2、电机定子绕组温度传感器TMP1以及电机转子速度传感器SPD。

针对图1提供的牵引变流器，本发明实施例利用牵引变流器中的传感器检测电路运行数据，从而确定牵引变流器中各组成部分的运行状态，判断电路中是否出现故障，下面对牵引变流器中故障确定的方法进行详细介绍。

图2为本发明实施例提供的牵引变流器的故障确定方法的流程图；如图2所示，该方法包括：

S201、获取所述传感器采集得到的数据；

其中传感器用来实时采集牵引变流器内部各组成部分的运行数据，传感器例如可以为输入电流传感器、中间电压传感器、接地电压传感器、斩波支路电流传感器、电机U相电流传感器、电机V相电流传感器、电机定子绕组温度传感器以及电机转子速度传感器，对应的传感器采集得到的数据例如可以为电流、电压、温度和速度。

S202、根据所述数据与预设条件，判断所述传感器对应的至少一项单项状态是否正常；

其中预设条件是指电路中各组成部分的运行数据不会造成牵引变流器电路故障时应该满足的条件，具体的预设条件可以为预设阈值，也可以为预设范围，本发明实施例对预设条件不做特别限制。其中单项状态是指电路中的某个器件或者某个组成部分的状态，例如可以为输入电流、中间直流母线电压、接地电压传感器的工作状态、斩波支路电流、电机U相输入电流、电机V相输入电流、电机定子绕组温度、电机转速。

根据传感器采集得到的数据与预设条件来判断传感器对应的至少一项单项状态是否正常，具体地，对比传感器采集得到的数据是否大于或者小于对应的预设阈值，或者对比传感器采集得到的数据是否超出对应的预设范围，若采集数据大于或小于对应预设阈值，或者采集数据超出对应阈值范围，则确定采集该数据的传感器对应的单项状态不正常。若采集得到的数据满足预设条件，则确定采集该数据的传感器对应的单项状态正常。

S203、若存在不正常的单项状态，则将所述不正常的单项状态的状态位置于故障位。

其中，单项状态的状态位指的是，在牵引变流器中，每一个单项状态都有一个对应的二进制位，用来标示单项状态的正常或者不正常，这个二进制位就是状态位，当状态位为0时，表示该单项状态正常，当状态位为1时，表示该单项状态不正常，即故障位，也就是说，当单项状态的状态位为1时，就表示对应的单项状态的状态位为故障位。

具体地，根据传感器采集得到的数据与预设条件判断传感器对应的单项状态是否正常，若存在不正常的单项状态，则将该不正常的单项状态的状态位置为1，即将该状态位置于故障位。当状态位是故障位时，将故障位对应的故障信息进行上报，牵引变流器接收到故障信息，从而进行相对应的电路保护操作。

本发明实施例提供的牵引变流器的故障确定方法，获取所述传感器采集得到的数据；根据所述数据与预设条件，判断所述传感器对应的至少一项单项状态是否正常；若存在不正常的单项状态，则将所述不正常的单项状态的状态位置于故障位。根据传感器采集得到的数据与预设条件实时判断电路中各组成部分的运行状态，当牵引变流器工作出现故障时，能够根据状态位的标示来确定各单项状态对应的运行不正常，从而快速进行相关电路保护操作，有效的降低了牵引变流器的故障率。

下面采用详细的实施例，对本发明实施例提供的牵引变流器的保护方法进行详细说明。

图3为本发明实施例提供的牵引变流器的保护方法的逻辑判断图；如图3所示，牵引变流器中的传感器主要包括上述图1中所涉及的传感器，此处不再赘述，其中故障信息是指牵引变流器电路各组成部分的运行数据不满足预设条件时可能出现的具体故障，故障信息例如可以为单项状态不正常，故障信息还例如可以为牵引变流器中器件故障、连接故障等，在牵引变流器主控制单元的程序中，每个故障信息都有一个对应的二进制位，用来标示此时故障信息对应的电路故障发生或者未发生，这个二进制位即状态位。

其中，当状态位为0时，表示该故障信息对应的故障未发生，当状态位为1时，表示电路中发生该故障信息对应的故障，此时故障信息的状态位即为故障位。其中，有一个传感器对应一个故障信息的情况，也有一个传感器对应多个故障信息的情况，还有多个传感器对应一个故障信息的情况，下面对传感器和故障信息的对应关系进行详细的介绍。

1)输入电流传感器TA4

电流输入端设置有输入电流传感器TA4，首先获取输入电流传感器TA4采集得到的第一电流，其次判断第一电流是否大于第一预设阈值，若第一电流大于第一预设阈值的持续时间大于第一预设时间，则确定输入电流传感器TA4对应的单项状态不正常，此处具体的单项状态不正常为牵引变流器的输入电流过大，将输入电流过大的故障称为变流器输入过流，将变流器输入过流的状态位置于故障位。

2)中间电压传感器TV1和接地电压传感器TV2

与母线电容并联的有中间电压传感器TV1和接地电压传感器TV2，首先获取中间电压传感器TV1采集得到的第一电压以及获取接地电压传感器TV2采集得到的第二电压，其次进行具体的故障信息判断。

其中一种判断逻辑是判断第一电压是否大于第二预设阈值，若第一电压大于第二预设阈值的持续时间大于第二预设时间，则确定中间电压传感器TV1对应的单项状态不正常，此处具体的单项状态不正常为牵引变流器的中间直流母线电压过大，将中间直流母线电压过大的故障称为中间母线过压，将中间母线过压的状态位置于故障位。

其中另一种判断逻辑是判断第一电压是否小于第三预设阈值，若第一电压小于第三预设阈值的持续时间大于第三预设时间，则确定中间电压传感器TV1对应的单项状态不正常，此处具体的单项状态不正常为牵引变流器的中间直流母线电压过小，将中间直流母线电压过小的故障称为中间母线欠压，将中间母线欠压的状态位置于故障位。

其中又一种判断逻辑为判断第二电压是否在第一预设范围内，若第二电压不在第一预设范围内，则确定接地电压传感器TV2对应的单项状态不正常，此处具体的单项状态不正常为接地电压传感器故障，将接地电压传感器故障的状态位置于故障位。

本实施例还可以判断第一电压是否在第二预设范围内，若第一电压不在第二预设范围内，则确定中间电压传感器故障，将中间电压传感器故障的状态位置于故障位。还包括用第二电压减去第一电压的一半得到第三电压，判断第三电压是否大于第四预设阈值，若第三电压大于第四预设阈值的持续时间大于第四预设时间，则确定牵引变流器的母线正极接地，将母线正极接地的故障称为中间母线正接地，将中间母线正接地的状态位置于故障位。

可选地，判断第三电压是否小于第五预设阈值，若第三电压小于第五预设阈值的持续时间大于第五预设时间，则确定牵引变流器的母线负极接地，将母线负极接地的故障称为中间母线负接地，将中间母线负接地的状态位置于故障位。

3)斩波支路电流传感器TA3

斩波支路设置有斩波支路电流传感器TA3，首先获取斩波支路电流传感器TA3采集得到的第二电流，其次判断第二电流是否大于第六预设阈值，若第二电流大于第六预设阈值的持续时间大于第六预设时间，则确定斩波支路电流传感器TA3对应的单项状态不正常，此处具体的单项状态不正常为牵引变流器的斩波支路电流过大，将斩波支路电流过大的故障称为斩波过流，将斩波过流的状态位置于故障位。

可选地，若主控制单元未控制斩波支路开通，斩波支路未开通的情况下，判断第二电流是否大于第七预设阈值，若斩波支路未开通的情况下第二电流大于第七预设阈值的持续时间大于第七预设时间，则确定牵引变流器的斩波支路未开通但检测到电流，将斩波支路未开通但检测到电流的故障称为未斩有流，将未斩有流的状态位置于故障位。

进一步地，若斩波支路开通，判断第二电流是否大于第八预设阈值，若斩波支路开通的情况下，在第八预设时间内未检测到第二电流大于第八预设阈值，则确定牵引变流器的斩波支路开通但检测不到电流，将斩波支路开通但检测不到电流称为斩波无流，将斩波无流的状态位置于故障位。

4)电机U相电流传感器TA1、电机V相电流传感器TA2、电机定子绕组温度传感器TMP1和电机转速传感器SPD

电流输出端设置有电机U相电流传感器TA1、电机V相电流传感器TA2、电机定子绕组温度传感器TMP1和电机转速传感器SPD，首先获取电机U相电流传感器TA1采集得到的第三电流、获取电机V相电流传感器TA2采集得到的第四电流、获取电机定子绕组温度传感器TMP1采集得到的温度以及获取所述电机转速传感器SPD采集得到的第一速度,其次进行具体的故障信息判断。

其中一种判断逻辑是判断第三电流是否大于第九预设阈值，若第三电流大于第九预设阈值的持续时间大于第九预设时间，则确定电机U相电流传感器TA1对应的单项状态不正常，此处具体的单项状态不正常为电机U相输入电流过大，将电机U相输入电流过大的故障称为逆变器U相过流，将逆变器U相过流的状态位置于故障位。

另一种判断逻辑是判断第四电流是否大于第十预设阈值，若第四电流大于第十预设阈值的持续时间大于第十预设时间，则确定电机V相电流传感器TA2对应的单项状态不正常，此处具体的单项状态不正常为电机V相输入电流过大，将电机V相输入电流过大的故障称为逆变器V相过流，将逆变器V相过流的状态位置于故障位。

又一种判断逻辑是判断温度是否大于第十一预设阈值，若温度大于第十一预设阈值的持续时间大于第十一预设时间，则确定电机定子绕组温度传感器TMP1对应的单项状态不正常，此处具体的单项状态不正常为电机定子绕组温度过大，将电机定子绕组温度过大的故障称为牵引电机超温，将牵引电机超温的状态位置于故障位。

再一种判断逻辑是判断第一速度是否大于第十二预设阈值，若第一速度大于第十二预设阈值的持续时间大于第十二预设时间，则确定电机转速传感器SPD对应的单项状态不正常，此处具体的单项状态不正常为电机转速过大，将电机转速过大的故障称为牵引电机超速，将牵引电机超速的状态位置于故障位。

在上述实施例的基础上，还可以第三电流减去第四电流得到第五电流，判断第五电流是否大于第十三阈值，若第五电流大于第十三预设阈值的持续时间大于第十三预设时间，则确定电机W相输入电流过大，将电机W相输入电流过大的故障称为逆变器W相过流，将逆变器W相过流的状态位置于故障位。

进一步地，在牵引变流器的预充电阶段，判断第一电压是否小于第十四预设阈值以及判断第一电流是否大于第十五预设阈值，若第十四预设时间内检测到第一电压小于第十四预设阈值并且第一电流大于第十五预设阈值，则确定牵引变流器的中间母线短路，将中间母线短路的状态位置于故障位。

可选地，若第四电压在不同时刻的电压值有正负范围内的变化，即一个时刻检测到第四电压为正值，另一个时刻检测到第四电压为负值，并且在牵引变流器在封锁脉冲信号之后第四电压变为零值，则确定牵引变流器的四象限整流器接地，将四象限整流器接地的故障称为四象限接地，将四象限接地的状态位置于故障位。还包括若第四电压在不同时刻的电压值有正负范围内的变化，并且在牵引变流器在封锁脉冲信号之后第四电压仍有正负范围内的变化，则确定牵引变流器的逆变器接地，将逆变器接地的状态位置于故障位。

在本实施例中，斩波支路内部包含有计时器，斩波支路开始发脉冲时计时器开始计时，斩波支路停止发脉冲时，计时器停止工作，在第十五预设时间范围内，计时器的计时数据累加得到第一时间，若第一时间大于第十六预设阈值，会导致斩波支路中的电路温度过高，则确定故障为牵引变流器的斩波支路中的电阻温度过高，将电阻温度过高的故障称为斩波超温，将斩波超温的状态位置于故障位。

可选地，用第三电流有效值减去第四电流有效值得到第六电流、用第三电流有效值减去第五电流有效值得到第七电流以及用第四电流有效值减去第五电流得到第八电流，判断第六电流、第七电流以及第八电流是否大于第十七预设阈值，若第六电流大于第十七预设阈值，或者第七电流大于第十七预设阈值，或者第八电流大于第十七预设阈值，则确定牵引变流器的牵引电机缺相，将牵引电机缺相的状态位置于故障位。

在上述实施例的基础上，还可以在牵引手柄处于非零位的前提下确定牵引电机不工作的状态位。其中牵引手柄位于机车控制室，牵引手柄的相关操作也在机车控制室完成，当牵引手柄处于零位时，表示此时机车不进行任何操作，也不向机车的各组成部件中发送任何信号，牵引手柄有多个档位，当牵引手柄处于非零位时，表示机车在执行某项操作，例如可以为前进、制动等。其中牵引电机不工作是故障信息之一，有对应的状态位，下面进行详细介绍。

在具体实现过程中，当牵引手柄不处于零位时，判断第三电流是否小于第十八预设阈值以及判断第四电流是否小于第十九预设阈值，若第三电流小于第十八预设阈值的持续时间大于第十六预设时间并且第四电流小于第十九预设阈值的持续时间大于第十七预设时间，则确定牵引电机不工作，将牵引电机不工作的状态位置于故障位。

进一步地，在上述实施例的基础上，还可以在接收主控制单元传送来的邻轴速度时，根据邻轴速度与本轴速度判断速度传感器故障以及锁轴故障的状态位。其中，主控制单元是牵引变流器的核心部件，包含有通信及控制等功能。其中邻轴指的是当前在进行故障判断的牵引变流器所在轴以外的轴，我们在这里将当前在进行故障判断的牵引变流器所在的轴称为本轴，本轴之外的其他轴称为邻轴，具体的，有4个轴的机车，有6个轴的机车，还有8个轴的机车。主控制单元可以通过网络传送邻轴速度，之后再根据邻轴速度和本轴速度具体判断相应的故障信息。

在具体实现过程中，接收主控制单元传送的邻轴速度，确定第一速度和所有邻轴速度的最小值为第二速度，判断第一速度和第二速度的差值是否大于第二十预设阈值，以及判断第一速度与邻轴速度的最大值的差值是否大于第二十一预设阈值，若第一速度和第二速度的差值大于第二十预设阈值的持续时间大于第十八预设时间，并且第一速度与邻轴速度的最大值的差值大于第二十一预设阈值的持续时间大于第十九预设时间，则确定电机转速传感器故障，将电机转速传感器故障的故障称为速度传感器故障，将速度传感器故障的状态位置于故障位。

在上述实施例的基础上，在速度传感器状态位置于0，即不是故障位时，判断第二速度是否大于第二十二预设阈值，以及判断第一速度是否小于第二十三预设阈值，若第二速度大于第二十二预设阈值的持续时间大于第十九预设时间，并且第一速度小于第二十三预设阈值的持续时间大于第二十预设时间，则确定电机锁轴出现故障，将电机锁轴出现故障称为锁轴故障，将锁轴故障的状态位置于故障位。

本发明实施例提供的牵引变流器的故障确定方法，通过传感器获取电路中各组成部件的运行数据，根据运行数据与运行数据相对应的阈值，判断传感器对应的单项状态是否正常，还可以判断电路中的器件、连接等是否正常，若单项状态出现故障，或者器件、连接等出现故障，则将故障对应的状态位置于故障位，从而标识电路中故障信息，将故障位对应的故障信息上报给主控制单元，主控制单元在接收到故障信息之后，可以根据实际情况进行电路保护操作，从而降低了牵引变流器的故障率。

图4为本发明实施例提供的牵引变流器的故障确定装置的结构示意图，如图4所示，该牵引变流器的故障确定装置40包括：数据采集模块401、判断模块402以及置位模块403。

数据采集模块401，用于获取所述传感器采集得到的数据；

判断模块402，用于根据所述数据与预设条件，判断所述传感器对应的至少一项单项状态是否正常；

置位模块403，用于若存在不正常的单项状态，则将所述不正常的单项状态的状态位置于故障位。

在一种可能的设计中，在所述电流输入端设置有输入电流传感器，其中，所述输入电流传感器对应的单项状态为输入电流；

所述数据采集模块401具体用于：

获取所述输入电流传感器采集得到的第一电流；

所述判断模块402具体用于：

若所述第一电流大于第一预设阈值的持续时间大于第一预设时间，则确定牵引变流器的输入电流过大。

在一种可能的设计中，与所述母线电容并联的中间电压传感器和接地电压传感器，其中，所述中间电压传感器对应的单项状态为中间直流母线电压，所述接地电压传感器对应的单项状态为接地电压传感器的工作状态；

所述数据采集模块401具体用于：

获取所述中间电压传感器采集得到的第一电压以及获取所述接地电压传感器采集得到的第二电压；

所述判断模块402具体用于：

若所述第一电压大于第二预设阈值的持续时间大于第二预设时间，则确定牵引变流器的中间直流母线电压过大；

若所述第一电压小于第三预设阈值的持续时间大于第三预设时间，则确定牵引变流器的中间直流母线电压过小；

若所述第二电压值不在第一预设范围内，则确定接地电压传感器故障；

所述判断模块402还用于：

若所述第一电压不在第二预设范围内，则确定中间电压传感器故障；

若所述第二电压减去第一电压的一半得到的第三电压大于第四预设阈值的持续时间大于第四预设时间，则确定牵引变流器的母线正极接地；

若所述第三电压小于第五预设阈值的持续时间大于第五预设时间，则确定牵引变流器的母线负极接地。

在一种可能的设计中，在所述斩波支路设置有斩波支路电流传感器，其中，所述斩波支路电流传感器对应的单项状态为斩波支路电流；

所述数据采集模块401具体用于：

获取所述斩波支路电流传感器采集得到的第二电流；

所述判断模块402具体用于：

若斩波支路开通，所述第二电流大于第六预设阈值的持续时间大于第六预设时间，则确定牵引变流器的斩波支路电流过大；

所述判断模块402还用于：

若斩波支路未开通，所述第二电流大于第七预设阈值的持续时间大于第七预设时间，则确定牵引变流器的斩波电路未开通但检测到电流；

若斩波支路开通，在第八预设时间内未检测到所述第二电流大于第八预设阈值，则确定牵引变流器的斩波支路开通但检测不到电流。

在一种可能的设计中，在电流输出端设置有电机U相电流传感器、电机V相电流传感器、电机定子绕组温度传感器和电机转速传感器，其中，所述电机U相电流传感器对应的单项状态为电机U相输入电流，所述电机V相电流传感器对应的单项状态为电机V相输入电流，所述电机定子绕组温度传感器对应的单项状态为电机定子绕组温度，所述电机转速传感器对应的单项状态为电机转速；

所述数据采集模块401具体用于：

获取所述电机U相电流传感器采集得到的第三电流、获取所述电机V相电流传感器采集得到的第四电流、获取所述电机定子绕组温度传感器采集得到的温度以及获取所述电机转速传感器采集得到的第一速度；

所述判断模块402具体用于：

若所述第三电流大于第九预设阈值的持续时间大于第九预设时间，则确定电机U相输入电流过大；

若所述第四电流大于第十预设阈值的持续时间大于第十预设时间，则确定电机V相输入电流过大；

若所述温度大于第十一预设阈值的持续时间大于第十一预设时间，则确定电机定子绕组温度过大；

若所述第一速度大于第十二预设阈值的持续时间大于第十二预设时间，则确定电机转速过大；

所述判断模块402还用于：

若所述第三电流减去所述第四电流得到的第五电流大于第十三阈值的持续时间大于第十三预设时间，则确定电机W相输入电流过大。

本实施例提供的装置，可用于执行上述方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，本实施例此处不再赘述。

图5为本发明实施例提供的牵引变流器的故障确定设备的硬件结构示意图，如图5所示，本实施例的牵引变流器的故障确定设备50包括：处理器501以及存储器502；其中

存储器502，用于存储计算机执行指令；

处理器501，用于执行存储器存储的计算机执行指令，以实现上述实施例中接收设备所执行的各个步骤。具体可以参见前述方法实施例中的相关描述。

可选地，存储器502既可以是独立的，也可以跟处理器501集成在一起。

当存储器502独立设置时，该语音交互设备还包括总线1703，用于连接所述存储器1702和处理器1701。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如上所述的语音交互方法。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中。上述模块成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能模块的形式实现的集成的模块，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能模块存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文：processor)执行本申请各个实施例所述方法的部分步骤。

应理解，上述处理器可以是中央处理单元(英文：Central Processing Unit，简称：CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(英文：Digital Signal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(英文：Application Specific Integrated Circuit，简称：ASIC)等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合发明所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。

存储器可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储NVM，例如至少一个磁盘存储器，还可以为U盘、移动硬盘、只读存储器、磁盘或光盘等。

总线可以是工业标准体系结构(Industry Standard Architecture，ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component，PCI)总线或扩展工业标准体系结构(ExtendedIndustry Standard Architecture，EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，本申请附图中的总线并不限定仅有一根总线或一种类型的总线。

上述存储介质可以是由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。

一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于专用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，简称：ASIC)中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于电子设备或主控设备中。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种牵引变流器的故障确定方法，所述牵引变流器包括：依次连接的电流输入端、整流装置、母线电容、斩波支路、逆变功率模块和电流输出端；其中，所述牵引变流器中还设置有多个传感器；其特征在于，所述方法包括：

获取所述传感器采集得到的数据；

根据所述数据与预设条件，判断所述传感器对应的至少一项单项状态是否正常；

若存在不正常的单项状态，则将所述不正常的单项状态的状态位置于故障位；

上报所述故障位对应的故障信息至所述牵引变流器，以使所述牵引变流器接收到故障信息后，进行对应的电路保护操作；

在逆变功率模块的输出端设置有电机转速传感器，所述电机转速传感器采集得到第一速度；所述方法还包括：接收牵引变流器的主控制单元传送来的邻轴速度，所述邻轴为所述牵引变流器所在轴以外的轴；相应地，所述根据所述数据与预设条件，判断所述传感器对应的至少一项单项状态是否正常，包括：

确定所述第一速度和所有邻轴速度的最小值为第二速度，若所述第一速度和所述第二速度的差值大于第二十预设阈值的持续时间大于第十八预设时间，并且所述第一速度与所述邻轴速度的最大值的差值大于第二十一预设阈值的持续时间大于第十九预设时间，则确定所述电机转速传感器出现故障；

在所述电机转速传感器的状态位不是故障位时，若所述第二速度大于第二十二预设阈值的持续时间大于第十九预设时间，并且所述第一速度小于第二十三预设阈值的持续时间大于第二十预设时间，则确定电机锁轴出现故障。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述电流输入端设置有输入电流传感器，其中，所述输入电流传感器对应的单项状态为输入电流；

获取所述传感器采集得到的数据，包括：

获取所述输入电流传感器采集得到的第一电流；

根据所述数据与预设条件，判断所述传感器对应的至少一项单项状态是否正常，包括：

若所述第一电流大于第一预设阈值的持续时间大于第一预设时间，则确定牵引变流器的输入电流过大。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，与所述母线电容并联的中间电压传感器和接地电压传感器，其中，所述中间电压传感器对应的单项状态为中间直流母线电压，所述接地电压传感器对应的单项状态为接地电压传感器的工作状态；

获取所述传感器采集得到的数据，包括：

获取所述中间电压传感器采集得到的第一电压以及获取所述接地电压传感器采集得到的第二电压；

根据所述数据与预设条件，判断所述传感器对应的至少一项单项状态是否正常，包括：

若所述第一电压大于第二预设阈值的持续时间大于第二预设时间，则确定牵引变流器的中间直流母线电压过大；

若所述第一电压小于第三预设阈值的持续时间大于第三预设时间，则确定牵引变流器的中间直流母线电压过小；

若所述第二电压值不在第一预设范围内，则确定接地电压传感器故障；

所述方法还包括：

若所述第一电压不在第二预设范围内，则确定中间电压传感器故障；

若所述第二电压减去第一电压的一半得到的第三电压大于第四预设阈值的持续时间大于第四预设时间，则确定牵引变流器的母线正极接地；

若所述第三电压小于第五预设阈值的持续时间大于第五预设时间，则确定牵引变流器的母线负极接地。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述斩波支路设置有斩波支路电流传感器，其中，所述斩波支路电流传感器对应的单项状态为斩波支路电流；

获取所述传感器采集得到的数据，包括：

获取所述斩波支路电流传感器采集得到的第二电流；

根据所述数据与预设条件，判断所述传感器对应的至少一项单项状态是否正常，包括：

若斩波支路开通，所述第二电流大于第六预设阈值的持续时间大于第六预设时间，则确定牵引变流器的斩波支路电流过大；

所述方法还包括：

若斩波支路未开通，所述第二电流大于第七预设阈值的持续时间大于第七预设时间，则确定牵引变流器的斩波电路未开通但检测到电流；

若斩波支路开通，在第八预设时间内未检测到所述第二电流大于第八预设阈值，则确定牵引变流器的斩波支路开通但检测不到电流。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在电流输出端设置有电机U相电流传感器、电机V相电流传感器、电机定子绕组温度传感器和电机转速传感器，其中，所述电机U相电流传感器对应的单项状态为电机U相输入电流，所述电机V相电流传感器对应的单项状态为电机V相输入电流，所述电机定子绕组温度传感器对应的单项状态为电机定子绕组温度，所述电机转速传感器对应的单项状态为电机转速；

获取所述传感器采集得到的数据，包括：

获取所述电机U相电流传感器采集得到的第三电流、获取所述电机V相电流传感器采集得到的第四电流、获取所述电机定子绕组温度传感器采集得到的温度以及获取所述电机转速传感器采集得到的第一速度；

根据所述数据与预设条件，判断所述传感器对应的至少一项单项状态是否正常，包括：

若所述第三电流大于第九预设阈值的持续时间大于第九预设时间，则确定电机U相输入电流过大；

若所述第四电流大于第十预设阈值的持续时间大于第十预设时间，则确定电机V相输入电流过大；

若所述温度大于第十一预设阈值的持续时间大于第十一预设时间，则确定电机定子绕组温度过大；

若所述第一速度大于第十二预设阈值的持续时间大于第十二预设时间，则确定电机转速过大；

所述方法还包括：

若所述第三电流减去所述第四电流得到的第五电流大于第十三阈值的持续时间大于第十三预设时间，则确定电机W相输入电流过大。

6.一种牵引变流器的故障确定装置，所述牵引变流器包括：依次连接的电流输入端、整流装置、母线电容、斩波支路、逆变功率模块和电流输出端；其中，所述牵引变流器中还设置有多个传感器；在所述逆变功率模块的输出端设置有电机转速传感器，所述电机转速传感器采集得到第一速度；其特征在于，包括：

数据采集模块，用于获取所述传感器采集得到的数据；

判断模块，用于根据所述数据与预设条件，判断所述传感器对应的至少一项单项状态是否正常；

置位模块，用于若存在不正常的单项状态，则将所述不正常的单项状态的状态位置于故障位；

上报模块，用于上报所述故障位对应的故障信息至所述牵引变流器，以使所述牵引变流器接收到故障信息后，进行对应的电路保护操作；

接收模块，用于接收牵引变流器的主控制单元传送来的邻轴速度，所述邻轴为所述牵引变流器所在轴以外的轴；

所述判断模块具体用于：确定所述第一速度和所有邻轴速度的最小值为第二速度，若所述第一速度和所述第二速度的差值大于第二十预设阈值的持续时间大于第十八预设时间，并且所述第一速度与所述邻轴速度的最大值的差值大于第二十一预设阈值的持续时间大于第十九预设时间，则确定所述电机转速传感器出现故障；

在所述电机转速传感器的状态位不是故障位时，若所述第二速度大于第二十二预设阈值的持续时间大于第十九预设时间，并且所述第一速度小于第二十三预设阈值的持续时间大于第二十预设时间，则确定电机锁轴出现故障。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，在所述电流输入端设置有输入电流传感器，其中，所述输入电流传感器对应的单项状态为输入电流；

所述数据采集模块具体用于：

获取所述输入电流传感器采集得到的第一电流；

所述判断模块具体用于：

若所述第一电流大于第一预设阈值的持续时间大于第一预设时间，则确定牵引变流器的输入电流过大。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，与所述母线电容并联的中间电压传感器和接地电压传感器，其中，所述中间电压传感器对应的单项状态为中间直流母线电压，所述接地电压传感器对应的单项状态为接地电压传感器的工作状态；

所述数据采集模块具体用于：

获取所述中间电压传感器采集得到的第一电压以及获取所述接地电压传感器采集得到的第二电压；

所述判断模块具体用于：

若所述第一电压大于第二预设阈值的持续时间大于第二预设时间，则确定牵引变流器的中间直流母线电压过大；

若所述第一电压小于第三预设阈值的持续时间大于第三预设时间，则确定牵引变流器的中间直流母线电压过小；

若所述第二电压值不在第一预设范围内，则确定接地电压传感器故障；

所述判断模块还用于：

若所述第一电压不在第二预设范围内，则确定中间电压传感器故障；

若所述第二电压减去第一电压的一半得到的第三电压大于第四预设阈值的持续时间大于第四预设时间，则确定牵引变流器的母线正极接地；

若所述第三电压小于第五预设阈值的持续时间大于第五预设时间，则确定牵引变流器的母线负极接地。

9.一种牵引变流器的故障确定设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储程序；

处理器，用于执行所述存储器存储的所述程序，当所述程序被执行时，所述处理器用于执行如权利要求1至5中任一所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1至5中任一所述的方法。

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