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引言
在发生故障时，电力机车的主变流器的输出电压波形将出现一定的特征变化。而根据SS8电力机车主变流器的输出电压特征，并结合小波分析理论和神经网络诊断理论，本文对SS8电力机车主变流器故障智能诊断系统展开了研究。
主变流器是电力机车的关键部件，将参与到机车能量转换工作中。而一旦该部件出现短路或断路故障，则将导致电力机车中断运输。所以，有必要对SS8电力机车主变流器故障智能诊断系统展开研究，以便确保电力机车的运行。
1、系统的故障诊断原理分析
1.1SS8电力机车主变流器故障
从电路结构上来看，SS8电力机车的主变流器由两个串连桥组成，是一个单相半控桥式整流电路。在工作的过程中，主变流器的供电由并联的牵引电动机完成。而主变流器的故障分为两类，即本身故障和输入、输出级的故障。对主变流器的故障进行在线监测可以发现，主变流器的输出电压波形不会随着负载的变化而变化。只有在整流元件故障出现时，变流器的输出电压才会产生形变。所以，诊断SS8电力机车主变流器故障时，可以根据输出电压波形特点完成故障的定位。
1.2小波分析理论
在诊断主变流器故障时，利用小波分析法可以完成对信号的时频分析。在利用小波分析法分析主变流器的输出电压时，可以准确的完成故障特征的提取，继而完成对主变流器的状态监测和故障诊断。从理论上来讲，主变流器的输出电压的波形中不仅含有非周期信号，同时也将含有相应的畸变信号。采用小波变换法，则可以使信号在一定范围内出现突变峰值，继而显现出与噪声不同的特性。而利用该特性，则可以选完成小波基和尺度参数的选择，继而完成强噪声下的突变信号的准确检测。
1.3神经网络诊断理论
作为由多个处理单元构成的计算机系统，神经网络可以通过响应输入信息完成信息的处理。在主变流器的输出电压信号波形中，波形的变化与元件故障有非线性关系。而利用神经网络，则可以将该种关系的小波分析结果和故障类型的关系保存在网络结构中，并在故障诊断中应用。具体来讲，就是在神经网络接收到关键点的小波分析特征后，就可以完成对故障类型的输出。而由于神经网络具有较好的学习能力，所以可以完成对多种故障类型的输出。
2、故障智能诊断系统的研究
就目前来看，SS8电力机车主变流器故障智能诊断系统主要由信号检测系统、数据采集系统和上位机处理系统构成。在检测系统完成对主变流器的输出电压的检测后，采集系统则将完成数据的采集和保存，并将数据传送至上位机。而上位机处理系统则可以完成信号数据的分析，并给出故障的诊断和处理结果。
2.1故障信号的采集
在进行故障信号的采集时，需要根据信号的监测需求完成对状态监测点的布置。具体来讲，就是需要满足监测参数要求、模型信息要求和系统的安装限制要求。在传感器的选择上，则需要选择精度高、线性好和响应快的电压传感器。就目前来看，可以选用霍尔电压传感器。因为，该传感器可以即可以完成交流电压的检测，同时也可以完成直流电压的检测。所以，利用该传感器可以完成对任意电压波形的检测，继而使原本的电压波形得以反映出来。
2.2数据的存储
在数据的存储方面，故障诊断系统采用的是80C51单片机。在完成对传感器传递的信号的滤波、隔离和调理后，单片机将完成对数据的记录，并完成对最新数据的存储。具体来讲，就是在传感器将模拟量信号传输至信号采集和变换电路中后，系统将得到1-5V的电压信号。而将该信号输入到模数转换器，并将转换结果完成光耦隔离后，则将由单片机内的74LS373芯片完成对数据的锁存。最终，单片机则会将数据存到到采集数据存储器。
2.3数据的处理
通过通讯串口，数据采集系统会将数据传送至上位机处理系统。为了将详细的信息提供给管理人员，系统将根据波形输出特点完成数据的显示和处理。首先，系统将使信号随时间的动态变化以波形方式显示，以便完成数据的实时显示。其次，系统将利用图形方式完成对历史故障数据的显示。而管理人员则可以通过放大、缩小时间轴的方式确定故障点。再者，系统可以完成数据的小波分析计算，以便得出数据有效值、平均值和峰值等。此外，系统可以完成数据的打印，并完成对故障时间和内容的记录。
2.4故障的诊断
在故障诊断的过程中，系统可以完成越限故障检测和基于故障模型的故障诊断。一方面，上位机可以将有关设置参数传送至下位机，并对越限故障检测点的信号进行检查。而通过将检测结果传送至上位机，系统则可以完成对故障数据的录入。另一方面，系统的上位机可以在后台完成基于故障诊断模型的故障诊断。具体来讲，就是上位机根据诊断模型完成对有关测点数据的读取，并利用模型中的诊断方法完成故障的诊断。最终，系统则可以将诊断结果记录在库，并采取相应的处理措施。
结论
总而言之，在SS8电力机车的主变流器出现故障时，输出的电压波形将产生严重的畸变。利用这一特征，则可以采用小波分析法完成对故障特征的提取，并利用神经完成完成对主变流器故障的诊断。而根据这些原理，则可以构成相应的故障诊断系统，继而完成对SS8电力机车的主变流器故障的有效监测。
（作者单位：上海铁路局上海机务段）
在发生故障时，电力机车的主变流器的输出电压波形将出现一定的特征变化。而根据SS8电力机车主变流器的输出电压特征，并结合小波分析理论和神经网络诊断理论，本文对SS8电力机车主变流器故障智能诊断系统展开了研究。
主变流器是电力机车的关键部件，将参与到机车能量转换工作中。而一旦该部件出现短路或断路故障，则将导致电力机车中断运输。所以，有必要对SS8电力机车主变流器故障智能诊断系统展开研究，以便确保电力机车的运行。
1、系统的故障诊断原理分析
1.1SS8电力机车主变流器故障
从电路结构上来看，SS8电力机车的主变流器由两个串连桥组成，是一个单相半控桥式整流电路。在工作的过程中，主变流器的供电由并联的牵引电动机完成。而主变流器的故障分为两类，即本身故障和输入、输出级的故障。对主变流器的故障进行在线监测可以发现，主变流器的输出电压波形不会随着负载的变化而变化。只有在整流元件故障出现时，变流器的输出电压才会产生形变。所以，诊断SS8电力机车主变流器故障时，可以根据输出电压波形特点完成故障的定位。
1.2小波分析理论
在诊断主变流器故障时，利用小波分析法可以完成对信号的时频分析。在利用小波分析法分析主变流器的输出电压时，可以准确的完成故障特征的提取，继而完成对主变流器的状态监测和故障诊断。从理论上来讲，主变流器的输出电压的波形中不仅含有非周期信号，同时也将含有相应的畸变信号。采用小波变换法，则可以使信号在一定范围内出现突变峰值，继而显现出与噪声不同的特性。而利用该特性，则可以选完成小波基和尺度参数的选择，继而完成强噪声下的突变信号的准确检测。
1.3神经网络诊断理论
作为由多个处理单元构成的计算机系统，神经网络可以通过响应输入信息完成信息的处理。在主变流器的输出电压信号波形中，波形的变化与元件故障有非线性关系。而利用神经网络，则可以将该种关系的小波分析结果和故障类型的关系保存在网络结构中，并在故障诊断中应用。具体来讲，就是在神经网络接收到关键点的小波分析特征后，就可以完成对故障类型的输出。而由于神经网络具有较好的学习能力，所以可以完成对多种故障类型的输出。
2、故障智能诊断系统的研究
就目前来看，SS8电力机车主变流器故障智能诊断系统主要由信号检测系统、数据采集系统和上位机处理系统构成。在检测系统完成对主变流器的输出电压的检测后，采集系统则将完成数据的采集和保存，并将数据传送至上位机。而上位机处理系统则可以完成信号数据的分析，并给出故障的诊断和处理结果。
2.1故障信号的采集
在进行故障信号的采集时，需要根据信号的监测需求完成对状态监测点的布置。具体来讲，就是需要满足监测参数要求、模型信息要求和系统的安装限制要求。在传感器的选择上，则需要选择精度高、线性好和响应快的电压传感器。就目前来看，可以选用霍尔电压传感器。因为，该传感器可以即可以完成交流电压的检测，同时也可以完成直流电压的检测。所以，利用该传感器可以完成对任意电压波形的检测，继而使原本的电压波形得以反映出来。
2.2数据的存储
在数据的存储方面，故障诊断系统采用的是80C51单片机。在完成对传感器传递的信号的滤波、隔离和调理后，单片机将完成对数据的记录，并完成对最新数据的存储。具体来讲，就是在传感器将模拟量信号传输至信号采集和变换电路中后，系统将得到1-5V的电压信号。而将该信号输入到模数转换器，并将转换结果完成光耦隔离后，则将由单片机内的74LS373芯片完成对数据的锁存。最终，单片机则会将数据存到到采集数据存储器。
2.3数据的处理
通过通讯串口，数据采集系统会将数据传送至上位机处理系统。为了将详细的信息提供给管理人员，系统将根据波形输出特点完成数据的显示和处理。首先，系统将使信号随时间的动态变化以波形方式显示，以便完成数据的实时显示。其次，系统将利用图形方式完成对历史故障数据的显示。而管理人员则可以通过放大、缩小时间轴的方式确定故障点。再者，系统可以完成数据的小波分析计算，以便得出数据有效值、平均值和峰值等。此外，系统可以完成数据的打印，并完成对故障时间和内容的记录。
2.4故障的诊断
在故障诊断的过程中，系统可以完成越限故障检测和基于故障模型的故障诊断。一方面，上位机可以将有关设置参数传送至下位机，并对越限故障检测点的信号进行检查。而通过将检测结果传送至上位机，系统则可以完成对故障数据的录入。另一方面，系统的上位机可以在后台完成基于故障诊断模型的故障诊断。具体来讲，就是上位机根据诊断模型完成对有关测点数据的读取，并利用模型中的诊断方法完成故障的诊断。最终，系统则可以将诊断结果记录在库，并采取相应的处理措施。
结论
总而言之，在SS8电力机车的主变流器出现故障时，输出的电压波形将产生严重的畸变。利用这一特征，则可以采用小波分析法完成对故障特征的提取，并利用神经完成完成对主变流器故障的诊断。而根据这些原理，则可以构成相应的故障诊断系统，继而完成对SS8电力机车的主变流器故障的有效监测。
（作者单位：上海铁路局上海机务段）