[发明专利]一种底盘测功机设备健康数据采集及状态判断系统

权利要求书

1.一种底盘测功机设备健康数据采集及状态判断系统，其特征在于，包括三轴向速度传感器、电机温度传感器、电压传感器、电机电流传感器、IGBT-温度传感器、地坑温湿度传感器、信号接口盒、模拟量数采、温度数采、网关模块、网络交换机、数据服务器和系统访问终端；

所述三轴向速度传感器包括三轴向速度传感器左和三轴向速度传感器右，所述三轴向速度传感器左和三轴向速度传感器右分别布置在底盘测功机中电机的两端，所述三轴向速度传感器左和所护三轴向速度传感器右分别靠近该端的轴承支撑端；

所述电机温度传感器包括电机线圈温度传感器和电机外壳温度传感器，所述电机线圈温度传感器直接连接电机线圈，所述电机外壳温度传感器安装在电机外壳上；

所述电压传感器包括交流电压传感器和直流电压传感器，所述交流电压传感器安装在进线电缆交流铜排端，所述直流电压传感器安装在整流后的直流铜排端；

所述电机电流传感器安装在电机线缆线束上；

所述IGBT-温度传感器包括第一IGBT-温度传感器和第二IGBT-温度传感器，所述第一IGBT-温度传感器设置在整流柜上，所述第二IGBT-温度传感器设置在逆变柜上；

所述地坑温湿度传感器布置在底盘测功机地坑内，且靠近电机端；

所述信号接口盒、模拟量数采、温度数采和网关模块都布置在环境仓内，且所述信号接口盒与控制柜连接；所述网络交换机和数据服务器都布置在环境仓外且在控制间内；

三轴向速度传感器左输出的振动信号左、三轴向速度传感器右输出的振动信号右、交流电压传感器输出的输入交流电压信号、直流电压传感器输出的直流电压信号、电机电流传感器输出的电机运行电流信号和地坑温湿度传感器输出的地坑温湿度信号都通过模拟量数采进行数据采集；信号接口盒将控制柜内的车速信号、牵引力信号和功率进行信号引出，然后模拟量数采将这三种信号进行数据采集，或信号接口盒以特定协议通讯方式将车速信号、牵引力信号和功率信号引出，然后将数据直接采集到数据服务器中；模拟量数采和温度数采将采集到的数据以特定协议传输给网关模块，网关模块将接收到的数据进行协议转换并传输到网络交换机，网络交换机将接收到的数据发送给数据服务器进行存储和处理，且数据服务器会训练和执行故障判断模型，定义显示化功能，最终等待系统访问终端进行访问和调取。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统采用多试验间数据传输架构，即在每个单独底盘测功机试验间加装网络交换机，然后通过线束将环境仓内网络交换机与环境仓外总交换机相连接，实现全部数据在环境仓外的汇总，再将总交换机的数据传输到数据服务器存储，再将数据服务器联通到企业网关中，实现系统访问终端在企业内网中通过有线和无线的方式进行数据访问。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括振动状态判断模型、整流侧状态判断模型、逆变侧状态判断模型、电机电气状态判断模型、力传感器状态判断模型和环境判断模型。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述振动状态判断模型具体为：可通过三轴向速度传感器XYZ各方向时域信号的振动贡献量RMS值，判断当前机械振动是否超差，如果超标需立刻进行振动超差报警；对振动信号进行FFT变换，根据阶次数据特征分析判断底盘测功机的具体劣化故障特征，并根据各数据特征设置对应报警机制，若振动烈度不超过报警阈值，且无明显故障特征数据，则判定当前设备振动水平处于健康状态；

所述底盘测功机的具体劣化故障特征包括摆动轴承失效、毂面不平衡、轴不对中、机械松动和电机轴承故障。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述整流侧状态判断模型具体为：若直流电压信号数值在设定阈值范围且整流侧IGBT温度信号也在规定的阈值范围内则整流侧是处于健康状态，若直流电压信号数值在设定阈值范围但整流侧IGBT温度信号不在规定的阈值范围内则发出整流侧冷却系统故障报警；若直流电压信号数值超出设定阈值范围，则判断输入交流电压是否在阈值范围内，若输入交流电压在阈值范围内，则整流侧IGBT功能出现劣化，需要进行报警处理，若输入交流电压不在阈值范围内，则是当前电源输入质量不达标造成，需要进行输入电压故障报警。