動作電流
動作電流
動作電流是指由於產生動作電位的結果而流動的微弱電流。
生物學名詞：自義大利的C．Matteucci和德國的E．H．Du Bois-Reymond在1842年分別獨立發現以來，曾進行了廣泛的研究。動作電流十分迅速（在神經中為毫秒水平）。它在細胞外側由靜止部位流向興奮部位，在細胞內側則由興奮部流向靜止部。即在細胞外記錄的動作電位表現為興奮部與非興奮部相反，呈負的方向。動作電流之所以按這種方向通過局部迴路流動，是由於膜的內部在興奮部位是向正方向極化，而在非興奮部位則是向負方向極化所致。所以如將膜視為具有各種極性的電池便能很好地理解。在與興奮部位毗連的靜止部位由於受到這種電流的刺激而興奮，進而再刺激下一個相鄰部位，從而使興奮傳導下去。
物理學名詞：流過PTC熱敏電阻的電流，足以使PTC熱敏電阻自熱溫升超過居里溫度，這樣的電流稱為動作電流。動作電流的最小值稱為最小動作電流。
採用人工方法來分析電動轉轍機動作電流曲線、進而判斷其相應故障，存在著故障診斷效率低、漏判等問題，提出將小波分析應用到電動轉轍機動作電流曲線的自動分析，結果作為故障診斷的基礎，實現快速、準確、自動的故障診斷。首先對採集的動作電流曲線進行A/D轉換，然後對數據做小波包特徵向量提取，把提取的特徵向量輸入故障分類器進行分析，以確定各種特徵向量對應的故障類型，實驗結果證明了該方法的合理性和有效性及在故障診斷理論上的可行性。
電動轉轍機動作電流曲線各種各樣，不同的動作電流曲線預示著不同的故障類型，下面以ZD6型電動轉轍機正常狀態下動作電流曲線為例分析原理。電動轉轍機牽引道岔正常動作的過程可分為：解鎖———轉換———鎖閉。可以把電動轉轍機動作電流曲線分為4個時段來分析；第一時段為道岔解鎖的過程，第二時段為道岔的轉換過程，第三時段為道岔進入鎖閉過程，第四個時段為曲線尾部電流為0的階段。正常情況下道岔電流曲線的採集是從1DQJ吸起開始，落下停止。在道岔轉換完畢后，切斷動作電流，1DQJ緩放（緩放時間不小於0.4s）落下，從尾部曲線可觀察1DQJ的緩放時間符合要求。
道岔在轉換過程中，動作電流存在較大的波動，曲線表現為鋸齒波狀。道岔在轉換的過程中阻力逐漸加大，這就很容易造成道岔轉換不到位；道岔反彈、道岔的尖軌與基本軌密貼不好、滑床板吊板嚴重造成尖軌下沉都有可能是這種情況發生的原因。動作電流值固定在一個不同於正常值的狀態，造成轉換過程超時且道岔不能鎖閉。動作電流一直保持在一個很大的值，減速器故障或電機定子線圈絕緣不良都可能造成這種情況的發生。
小波包分析能夠將頻帶進行多層次劃分，不僅對低頻部分進行分解，同時對高頻部分進一步分解，並能夠根據被分析信號的特徵自適應地選擇相應頻帶，使之與信號頻譜相適應，從而提高了時頻解析度，使故障特徵提取能在更加細化的頻帶內進行。S表示原始信號，A表示低頻輪廓信號分解，D表示高頻細節信號分解，後面的數字錶示小波包分解的層數，分解具有如下關係：
S=AAA3+DAA3+ADA3+DDA3+AAD3+DAD3+ADD3+DDD3
同理，小波包重構過程是小波包分解過程的逆，由於電動轉轍機故障時機體振動會受到脈衝力的作用，在靠近脈衝力作用的時刻振動信號的能量比較大，而在遠離脈衝力作用的時刻振動信號的主要成分是平穩振動信號和雜訊以及低頻干擾，信號能量相對較小。因此可以利用各個頻帶能量的變化來提取故障特徵，具體步驟如下：
1）信號消噪。利用在時域和頻域都有良好的局部化特性的db4小波，選用軟閾值（軟閾值方法克服了硬閾值方法不連續的缺點），對信號進行消噪。
2）小波包分解。採用db4對動作電流曲線進行3層小波包分解，取小波包分解后信號第三層各節點係數進行後續分析。
3）重構第三層節點係數S（i=0，1，2，…，7），利用Wprcoef命令對小波包分解后第三層各節點係數進行重構。
4）計算重構係數的頻帶總能量，以頻譜總能量為元素構造特徵向量，並進行歸一化處理。特徵向量構造如下：
R=[E'，E'，E'，E'，E'，E'，E'，E']
當頻譜能量較大時，E'通常是一個比較大的數值，在數據分析時計算量會很大。歸一化的特徵向量為：
T=[E0，E1，E2，E3，E4，E5，E6，E7]
利用小波包分析方法能有效的提取動作電流的特徵向量，電流曲線的頻譜能量比較集中，主要分佈在分解電流曲線的第一個頻帶範圍內，其他各頻帶範圍內的頻譜能量相對較小。從特徵向量並不能直接辨別電動轉轍機的故障類型，需要將特徵向量作為故障分類器的輸入，定義故障代碼作為輸出，進行學習、分類，從直觀的看出電動轉轍機故障屬於哪一類故障。
針對許多道岔故障在處理過程中由於電氣特性測試繁雜，出現測試不及時、分析不清、判斷不準等，造成故障延時或故障影響範圍擴大的問題，提出了利用TDCS/信號集中監測分析道岔動作電流曲線，快速判斷出故障處所及原因，以便及時採取對策縮短故障處理時間。
1、延時形動作電流曲線：道岔在轉換過程中，動作電流曲線長時間在一個固定值範圍內，道岔不能鎖閉，轉換過程超時，摩擦連接器空轉。
2、動作電流過小曲線：動作電流過小曲線，表明道岔在轉換過程中突然轉轍機本身停轉，控制台無表示，實際道岔在四開狀態。
3、鎖閉電流增大麴線：當道岔轉動時，能正常轉換，當轉轍機鎖閉時，動作電流增大，電流曲線上翹。
1）原因分析：在鎖閉齒輪與齒條塊削尖齒圓弧轉動32.9°時，動作電流增大，是鎖閉齒輪、齒條塊及齒條塊的氈墊缺油造成。
2）處理方法：對鎖閉齒輪、齒條塊及齒條塊的氈墊進行注油，另外氈墊不能過低，注意檢查轉動時氈墊是否貼到鎖閉齒輪圓弧。
4、鋸齒形動作電流曲線：鋸齒波即動作電流存在較大波動的動作電流曲線。
1、雙動及多動道岔動作電流曲線：雙動、三動及四動道岔，其動作過程是串連的，第一動轉換完畢其自動開閉器接點自動切斷其動作電流，同時接通第二動作電流，以此類推，因此其動作電流曲線是單動的組合。
2、雙機多動道岔曲線：雙機多動道岔曲線是2個單動曲線的疊加，特點是由於B動阻力比較小、轉的快就形成了下台階曲線，這種曲線屬於正常曲線。有時雙機鎖閉電流稍大一些，也就是同時鎖閉時，鎖閉電流應該小於0.6A。最後一動為雙機牽引，形成下台階曲線。
3、提速道岔曲線：提速道岔曲線由黑線、紅線、綠線3條曲線組成，其中綠色為A相，黑色為B相，紅色為C相，也可以單相顯示。
基本信息
- 中文名
- 動作電流
- 外文名
- action current
- 拼音
- dongzuodianliu
- 術語類別
- 物理學
- 定義
- 由於產生動作電位的結果而流動的微弱電流
- 發現者
- C．Matteucci