由于工作环境恶劣、负载变化频繁等因素,机车齿轮和轴承故障时有发生,没有运转到维修期就需要提前更换。与常用的基于振动信号的检测技术相比,基于牵引电机定子电流分析的诊断方法具有经济性和易实施的优点。为了准确可靠地检测机车故障,本文将小波双谱引入振动和牵引电机定子电流信号分析,完成以下工作:在总结机车振动信号二次相位耦合的基础上,论述了牵引电机定子电流信号产生二次相位耦合的机制,总结了相位耦合的模式,着重讨论了二次相位耦合与故障的关系。双谱是识别二次相位耦合的有效工具。但是具有较大的估计误差需要对大量数据进行平均处理,不适合对短数据分析。本文将小波双谱引入机车传动系统故障诊断,初步解决了变转速条件下,二次相位耦合提取的难题。针对小波双谱估计结果容易受到干扰产生伪相干的问题,研究开展了双相随机小波双谱(Biphase Random Wavelet Bispectrum)和瞬时小波双谱(Instantaneous Wavelet Bispectrum)的应用研究。通过仿真信号分析说明了小波双谱的优良特性,可用于分析基本频率随时间变化信号的二次相位耦合,有效提取故障特征。在机车传动轴实验台上进行了实验验证,证实了小波双谱方法较传统双谱的优越性。总结以上成果,提出了采用小波双谱检测信号二次相位耦合,提取故障特征的机车牵引传动系统故障诊断方法。机车实际线路运行试验证明,上述方法能准确诊断机车齿轮和轴承故障。