文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
铁路空调客车逆变器失效分析及其故障诊断系统的研究
姓名:伍启天
申请学位级别:硕士
专业:水利水电工程
指导教师:刘昌玉
20050507
摘要
空调客车逆变器对保障列车安全运行为乘客提供安全舒适的乘车环境有着重
要的作用随着我国铁路客运事业的发展逆变器使用日趋广泛车载逆变器的工
作环境中存在着高湿高温强烈震动过电压过电流冲击等不利因素从而导致
了逆变器具有较高的故障概率为了提高逆变器故障检修的效率与准确度研究智
能化的逆变器故障自动诊断系统具有十分重要的意义
本文首先分析了在车载使用环境下逆变器弱电半导体器件电力半导体器件
模拟器件的失效模式为如何选取被测信号以便有效获取逆变器故障征兆参数
以及专家系统故障原因的分析提供技术参考
该诊断系统分为上位机与下位机两部分两者之间通过 RS 232C 异步串行通
讯交换数据下位机将数字信号处理技术引入逆变器故障诊断中利用数字滤波降
低噪声排除干扰同时利用时域加窗的 FFT 变换对逆变器输出的电流电压进行频
谱分析并给出逆变器输出波形的质量评价参数从而完成数据采集与故障征兆获
取功能
逆变器的故障诊断分析通过基于产生式规则的专家系统实现在广泛查阅文献
与积累逆变器维修人员实践经验的基础上以模块化的方式建立专家系统规则知识
库专家系统采用穷举法与前向推理的规则匹配方式进行故障判断上位机软件采
用 C++ Builder 在 Windows2000 下开发实现专家系统各部分功能显示逆变
器运行中各种参数及其波形曲线逆变器输出电压电流频谱图等并可进行逆变器
软起动的仿真测试
现场实验表明本系统能很好地在线监测逆变器运行工况并进行仿真测试其
诊断结果对于故障逆变器的维修具有参考价值系统软件人机界面友好操作方便

关键词铁路空调客车逆变器故障诊断专家系统失效分析 DSP
数字滤波

I
Abstract
As an important part of air-conditioned partment, the inverter plays
an important role in guaranteeing safe operation and fortable environment
for passengers. With the fast development of railway passenger market, the inverter is
widely used, but the working circumstances are quite unfavorable for inverters, such as
humidity, high temperature, strong mechanical shock, over-voltage and over-current,
which result in high failure ratio of inviters. Therefore, the automation and
intelligentization of the inverter’s fault diagnosis has e an imminent requirement.
First, this thesis analyses failure reasons and failure modes of inverters so as to
choose adequate signal acquisition points and to specify the failure reasons of inverters.
The fault diagnosis system consists of two parts: the signal acquisition subsystem
and the fault diagnosis subsystem (host PC). The two parts exchange data via RS-232C
munication. Digital signal process technology is applied to fault diagnosis in
the signal acquisition subsystem. Digital filters are designed to reduce the noise. FFT
method is adopted for calculating frequency sp