徐向阳，樊林放

(重庆交通大学 机电与车辆工程学院，重庆 400074)

0 引 言

为解决城市交通逐渐增长的供需矛盾问题，具有大运力和高效率的城市轨道交通已经成为交通运输发展的重要方向[1]。牵引电传动系统是城轨列车核心，其中牵引电机是牵引系统的动力源，负责动能输出，实现电能与机械能转换。我国轨道交通牵引系统所用电机大部分为交流感应电机，相对于直流电机，交流感应电机具有成本低、鲁棒性高等优点。根据电气和电子工程师协会(Institude of Electrical and Electronics Engineers, IEEE)统计，感应电机故障主要包括轴承故障(41%)、定子故障(37%)、转子故障(10%)、偏心故障及其他故障(12%)[2]。这些电机故障会影响齿轮系统运行，导致整车稳定性、平顺性降低。因此，城轨列车机电耦合牵引系统故障诊断一直是研究热点。

为此，国内外学者进行了大量研究。王金海[1]建立了包含齿轮系统的城轨列车动力学模型，通过分析变位直齿轮齿根裂纹、剥落和齿面磨损故障模式下的动态啮合刚度，研究故障特征变化趋势。唐敬[2]基于改进多回路法，建立了定转子故障下轨道列车牵引电机动态模型，通过分析所产生的故障特征成分，研究了牵引感应电机动态运行时故障检测问题。HAN Qinkai等[3]基于MEC方法和行星齿轮动力学，建立了电机-行星齿轮箱耦合系统的扭振模型，通过分析太阳齿轮、行星齿轮、齿圈等出现切齿缺陷时定子电流谱中的故障特征分量，证实了故障相关频率基本由啮合频率、齿轮故障传递频率、其谐波和电源频率之间组合来表示。……