摘要：電力機(jī)車(chē)車(chē)載控制電源是列車(chē)控制系統(tǒng)能源的唯一提供者，出現(xiàn)故障將會(huì)導(dǎo)致無(wú)法估量的后果。因此，研制出能夠高效準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)及診斷控制電源的運(yùn)行狀態(tài)，成為保障列車(chē)運(yùn)營(yíng)安全急需解決的問(wèn)題。針對(duì)這種情況，我們提出使用分布式故障診斷的思路。并利用該方法試制了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，試驗(yàn)運(yùn)行良好，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)，具備工業(yè)推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：穩(wěn)定；故障；分布式診斷；實(shí)驗(yàn)樣機(jī)

中圖分類(lèi)號(hào)：TD64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2012） 14-0003-02

車(chē)載控制電源作為電力機(jī)車(chē)控制系統(tǒng)的重要組成部分，一旦出現(xiàn)故障將導(dǎo)致整個(gè)列車(chē)控制系統(tǒng)的癱瘓，將會(huì)對(duì)行車(chē)安全造成無(wú)法預(yù)計(jì)的嚴(yán)重后果。針對(duì)這種情況，研制出一套具有能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)及預(yù)測(cè)診斷車(chē)載控制電源的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況，是當(dāng)前保障電力機(jī)車(chē)安全運(yùn)營(yíng)急需解決的問(wèn)題。車(chē)載控制電源系統(tǒng)包含了整流、逆變、變壓、控制等多個(gè)子系統(tǒng)，再加上系統(tǒng)自身的寄生參數(shù)對(duì)整體性能和系統(tǒng)穩(wěn)定性都起著決定性作用，而這些子系統(tǒng)的寄生參數(shù)相互之間有著緊密的耦合關(guān)系。所以，使用傳統(tǒng)的系統(tǒng)故障診斷方法不能夠?qū)?chē)載控制電源進(jìn)行全面實(shí)時(shí)的診斷。

針對(duì)目前存在的問(wèn)題和控制電源自身的故障診斷計(jì)算量大，子系統(tǒng)寄生參數(shù)的分析方法不明確的問(wèn)題。提出了使用分布式故障診斷的方法，將整個(gè)車(chē)載控制電源系統(tǒng)分割為相互之間有一定獨(dú)立性的不同子系統(tǒng)，分割之后可以針對(duì)不同子系統(tǒng)采取各自最有效的故障診斷方式，不需要考慮其他子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。系統(tǒng)診斷的復(fù)雜程度得到了大大的降低，與此同時(shí)可以針對(duì)特性不同的子系統(tǒng)采取更加準(zhǔn)確有效的診斷方法，從而系統(tǒng)診斷的可靠性和準(zhǔn)確性得到了大大的提高。[1，2]

一、故障診斷方法及建模

（一）分布式診斷原理

（二）車(chē)載控制電源的電路結(jié)構(gòu)

電力機(jī)車(chē)的電氣控制系統(tǒng)都需要車(chē)載控制電源來(lái)進(jìn)行供電，其是機(jī)車(chē)控制系統(tǒng)的重要組成部分。它性能的好壞與電力機(jī)車(chē)的安全運(yùn)有著直接的關(guān)系。伴隨著機(jī)車(chē)控制技術(shù)的逐步提高，控制系統(tǒng)精細(xì)程度的不斷增加，由直流穩(wěn)壓電源直接供電的子系統(tǒng)也在不斷的增多。尤其是各種控制、檢測(cè)設(shè)備的大量使用，控制電源保證無(wú)故障運(yùn)行就顯得越發(fā)重要。[2，4，5]

對(duì)上面提出的車(chē)載控制電源故障關(guān)系圖，我們分成如下三個(gè)步驟：

1.將系統(tǒng)分區(qū)為不同級(jí)。將模型中的反饋環(huán)分配給分區(qū)中的各級(jí)。

2.建立對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)循環(huán)因果模型的非循環(huán)因果模型。

3.建立的非循環(huán)因果模型的分區(qū)。

經(jīng)過(guò)以上三步，通過(guò)優(yōu)化系統(tǒng)的分區(qū)，使他們變成相互獨(dú)立的故障區(qū)，來(lái)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、計(jì)算準(zhǔn)確高效和診斷穩(wěn)定可靠的分布式故障診斷系統(tǒng)。[3，6，7]

二、診斷系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

基于前面的理論研究工作，采用了分布式的設(shè)計(jì)思想，針對(duì)列車(chē)的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境中具有的三大特點(diǎn)：運(yùn)行中電磁干擾非常嚴(yán)重、機(jī)械震動(dòng)大、溫濕度條件苛刻。因此在故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，除了診斷系統(tǒng)自身需要得到絕對(duì)可靠的保障之外，還必需要一些附加的電路來(lái)對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)不同的調(diào)理，以確保故障診斷過(guò)程中使用到的信號(hào)的可靠性?？紤]到以上的種種因素，我們進(jìn)行了車(chē)載控制電源故障診斷系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示，圖中的虛線框中是為以后增加子模塊預(yù)留的擴(kuò)展接口。

三、試驗(yàn)結(jié)果

分布式車(chē)載控制電源故障診斷系統(tǒng)目前有樣機(jī)正在線上運(yùn)行，經(jīng)過(guò)了兩年的試驗(yàn)運(yùn)行，一共診斷出各種故障68次，下面對(duì)試驗(yàn)運(yùn)行過(guò)程中診斷出來(lái)的故障進(jìn)行對(duì)比分析。

試驗(yàn)證明，分布式故障診斷系統(tǒng)車(chē)載110V控制電源上的能夠較準(zhǔn)確的起到診斷的作用，其診斷精度及穩(wěn)定性已具備工業(yè)推廣的要求。

四、結(jié)論

本文提出了一種新型的車(chē)載電源故障診斷方法—分布式故障診斷，采用該方法試制出來(lái)的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)運(yùn)行結(jié)果良好，基本達(dá)到了預(yù)期的準(zhǔn)確可靠診斷的目標(biāo)，具備工業(yè)推廣的價(jià)值。

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[作者簡(jiǎn)介]付勝華（1965-），男，江西省高安市，本科，高級(jí)工程師，主要研究方向：軌道交通及設(shè)備檢修。