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专利号: 2019104093258
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种动车组门控系统故障排查及解决方法,包含以下步骤:第一步,测试传感器信号端口电压通过测试分析对比动车组门控系统信号传递的三种不同方式,得到动车组TCU速度传感器(1)对控制列车车门开、关的作用和效果,当动车组TCU速度传感器(1)受到空间电磁波的电磁干扰时会产生误动作,进而使整个动车组的门控系统发生故障;第二步,测试受电弓在降弓时产生离线电弧的空间辐射通过测试得到:当受电弓在降弓时,空间磁场强度最大达到54dBμA/m,且频率集中在5MHz,整列动车组长度有400m,由于电磁波的衰减,距离电弧产生点车厢较远车厢上的速度传感器不会受到干扰;再由速度传感器的控制特点得知,造成所有车门都非正常闭锁的原因是在受电弓降弓时,动车组的TCU速度传感器(1)会受到弓网离线电弧的辐射干扰;第三步,测试在受电弓降弓的情况下TCU速度传感器(1)受到的电磁干扰通过测试得到:在受电弓降弓情况下,弓网离线电弧会在TCU速度传感器电缆上引起电磁干扰;该电磁干扰的频谱是随机分布的,且集中在5MHz~10MHz之间,最大干扰值为80dB/V,转换电压值为10mV;同时,在10MHz~30MHz范围内出现离散干扰;TCU速度传感器(1)所受干扰值用电缆编织层与芯线之间形成的电位差U值来表示,可由公式(1)计算:U=I×Zt×Lm                                    (1)其中:I为电缆上的感应电流;Zt为每米电缆的转移阻抗;Lm为电缆的有效长度;通过现场试验可得到I和Lm的值:屏蔽电缆上I值最大值为95mA,TCU速度传感器(1)的Lm为1m;Zt可以由传感器电缆的参数和公式(2)~(7)计算得出:Zt=Zd+jω(Mh±Mb)                                   (2)其中:Zd为散射阻抗;j为虚数;ω为角频率;Mh为小孔电感;Mb为编织电感;d为每根编织线的直径;C为编织层的编束数;n为编织束内的导线数;δ为集肤深度;σ为导线材料的电导率;b为相邻编织带间距;h为相交叉编织带间距;p为编织节距;d0为绝缘层的直径;v为编织层小孔数,μ0为真空中的磁导率,α为编制角度;由于计算所得Zt的值大于其实际测试值,因此,需要对Zt的计算公式进行修正:(1)高频瞬态电磁场在电缆编织网上引起的响应更加复杂,电缆编织网内外层编织束间的磁场引起的涡旋电流产生的额外衰减不可忽略,因此,将额外的波动效应Me引入到Zt的计算中:(2)对小孔电感Mh进行修正:Mh*=K×Mh                                        (9)其中:K为修正参数,其取值经过对比计算得出最佳取值K=0.85;综上,得到转移阻抗的修正公式:Zt*=Zd+jω(Mh*±Mb)+Me                         (10)由公式(1)和(10)得到Zt*=150mΩ/m;U≈14mV;第四步,对比分析几种磁环的电磁干扰抑制效果,找到最佳磁环型号以及嵌套个数;经过现场验证:在TCU速度传感器(1)上嵌套总长为12cm的E04SR401938型号的磁环就能有效降低8dB的电磁干扰,从而解决列车门控系统的故障。2.根据权利要求1所述一种动车组门控系统故障排查及解决方法,其特征在于:所述动车组TCU速度传感器(1)受到空间电磁波的电磁干扰为弓网离线电弧辐射干扰,由此确定弓网离线电弧辐射干扰在该传感器外电缆上的辐射耦合途径。3.根据权利要求1所述一种动车组门控系统故障排查及解决方法,其特征在于:所述通过引入额外波动效应以及对小孔电感进行修正,其结果能计算出离线电弧在TCU速度传感器(1)上产生的电磁干扰值,利用所述电磁干扰值,找到能够有效解决动车组门控系统故障的最佳磁环型号及嵌套个数。