CN114475255A - 一种轨道车辆牵引变流器高压带载自检方法和*** - Google Patents

一种轨道车辆牵引变流器高压带载自检方法和*** Download PDF

Info

Publication number
CN114475255A
CN114475255A CN202210170966.4A CN202210170966A CN114475255A CN 114475255 A CN114475255 A CN 114475255A CN 202210170966 A CN202210170966 A CN 202210170966A CN 114475255 A CN114475255 A CN 114475255A
Authority
CN
China
Prior art keywords
self
checking
traction
traction converter
data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210170966.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114475255B (zh
Inventor
杨其林
林显琦
张佳波
梁大伟
尚付磊
苗存绪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CRRC Qingdao Sifang Rolling Stock Research Institute Co Ltd
Original Assignee
CRRC Qingdao Sifang Rolling Stock Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CRRC Qingdao Sifang Rolling Stock Research Institute Co Ltd filed Critical CRRC Qingdao Sifang Rolling Stock Research Institute Co Ltd
Priority to CN202210170966.4A priority Critical patent/CN114475255B/zh
Publication of CN114475255A publication Critical patent/CN114475255A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114475255B publication Critical patent/CN114475255B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/003—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to inverters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2200/00—Type of vehicles
    • B60L2200/26—Rail vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明实施例涉及一种轨道车辆牵引变流器高压带载自检方法和***，所述方法包括：接收第一请求数据；为测试请求时，对轨道车辆当前是否满足自检条件进行判断并根据判断结果生成第一指令数据；对牵引变流器当前的自检状态信息进行识别；为等待自检状态时对第一指令数据进行识别；为自检启动指令则对牵引变流器当前是否满足自检条件进行判断生成对应的第一状态数据；为满足状态时对牵引变流器的类型进行识别；为交流供电牵引变流器类型时，进行交流供电牵引变流器自检处理生成对应的自检报告数据；为直流供电牵引变流器类型时进行直流供电牵引变流器自检处理生成自检报告数据；将自检报告数据向司机回发。通过本方案可提高测试准确度。

Description

一种轨道车辆牵引变流器高压带载自检方法和***
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种轨道车辆牵引变流器高压带载自检方法和***。
背景技术
牵引变流器是轨道车辆的重要组成部分，主要功能是对牵引供电进行电能变换，控制牵引电机实现车辆牵引、制动和调速运行功能。轨道车辆牵引供电制式主要分为交流供电和直流供电。交流供电的牵引变流器通常为交直交拓扑结构，由四象限整流器、直流转换电路和牵引逆变器组成。直流供电的牵引变流器通常为直交拓扑结构，由直流转换电路和牵引逆变器组成。
在轨道车辆发车前(即车辆静止状态下)对牵引变流器的主要电气器件进行功能和高压工作状态的检测是非常重要的，可提前发现故障从而保障车辆的正线运营状态。现有的检测方法主要是司机人工操作测试。人工操作测试需要人为执行操作工序、部分测试结果人为判断，存在偶然误判和功能测试不全面的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种轨道车辆牵引变流器高压带载自检方法和***，在不增加外置检测装置的前提下，通过控制牵引变流器的功率开关绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)器件使得牵引变流器处于高压带载状态，并通过电流传感器获取相应的工作电流，并基于工作电流是否处于设定范围、功率开关IGBT器件是否发生故障来设定牵引变流器的自检状态。通过本方案，可在牵引变流器自检时脱离对人工因素的依赖；基于车载既有装置设备进行测试，不需要增加外置检测装置，可以降低测试操作难度与测试成本。
有鉴于此，本发明实施例第一方面提供了一种轨道车辆牵引变流器高压带载自检方法，所述方法包括：
接收司机发送的第一请求数据；
当所述第一请求数据为测试请求时，对轨道车辆当前是否满足自检条件进行判断并根据判断结果生成对应的第一指令数据；
对牵引变流器当前的自检状态信息进行识别；
当所述自检状态信息为等待自检状态时，对所述第一指令数据进行识别；若所述第一指令数据为自检启动指令时，则对所述牵引变流器当前是否满足自检条件进行判断生成对应的第一状态数据；
当所述第一状态数据为满足状态时，对所述牵引变流器的类型进行识别；
当所述牵引变流器的类型为交流供电牵引变流器类型时，对所述牵引变流器进行交流供电牵引变流器自检处理生成对应的自检报告数据；
当所述牵引变流器的类型为直流供电牵引变流器类型时，对所述牵引变流器进行直流供电牵引变流器自检处理生成所述自检报告数据；
将所述自检报告数据向司机回发。
优选的，所述牵引变流器将与之连接的牵引电机、制动电阻箱和其他直流侧负载作为工作负载；所述牵引变流器在其类型为交流供电牵引变流器类型时包括四象限整流器、直流转换电路和牵引逆变器，在其类型为直流供电牵引变流器类型时包括所述直流转换电路和所述牵引逆变器；
在所述牵引变流器的类型为交流供电牵引变流器类型时，所述四象限整流器的输入端与交流供电设备连接、输出端分别和所述直流转换电路的输入端以及所述其他直流侧负载的输入端连接；在所述牵引变流器的类型为直流供电牵引变流器类型时，所述直流转换电路的输入端与直流供电设备连接；
所述直流转换电路的输出端分别与所述牵引逆变器的输入端以及所述制动电阻箱连接；
所述牵引逆变器的输出端与所述牵引电机的输入端连接；
所述四象限整流器包括输入电流传感器和多个整流IGBT器件；所述直流转换电路包括输出斩波电流传感器和多个斩波IGBT器件；所述牵引逆变器包括输出三相电流传感器和多个逆变IGBT器件。
优选的，所述对轨道车辆当前是否满足自检条件进行判断并根据判断结果生成对应的第一指令数据，具体包括：
判断所述轨道车辆当前所有主断路器中是否至少有一个已经闭合，若是则设置第一判断结果为满足；
判断所述轨道车辆的当前车速是否低于预设的最低允许速度Vmin，若是则设置第二判断结果为满足；
判断所述牵引变流器当前是否处于故障隔离状态，若否则设置第三判断结果为满足；
判断所述轨道车辆当前方向手柄方位是否处于向前位或向后位，若是则设置第四判断结果为满足；
若所述第一、第二、第三和第四判断结果均为满足，则设置所述第一指令数据为自检启动指令。
优选的，所述对所述牵引变流器当前是否满足自检条件进行判断生成对应的第一状态数据，具体包括：
判断所述轨道车辆的当前车速是否低于预设的最低允许速度Vmin，若是则设置第五判断结果为满足；
若所述牵引变流器的类型为交流供电牵引变流器类型，则判断所述四象限整流器当前是否处于故障隔离状态，若否则设置第六判断结果为满足；
判断所述直流转换电路当前是否已经完成预充电，若是则设置第七判断结果为满足；
判断所述牵引逆变器当前是否处于非故障隔离状态且所述逆变IGBT器件未驱动使能，若是则设置第八判断结果为满足；
若所述牵引变流器的类型为交流供电牵引变流器类型，则当所述第五、第六、第七和第八判断结果均为满足时，设置所述第一状态数据为满足状态；
若所述牵引变流器的类型为直流供电牵引变流器类型，则当所述第五、第七和第八判断结果均为满足时，设置所述第一状态数据为满足状态。
优选的，所述对所述牵引变流器进行交流供电牵引变流器自检处理生成对应的自检报告数据，具体包括：
将所述自检状态信息切换为牵引逆变器自检状态；并对所述牵引逆变器进行第一自检处理生成对应的第一自检结果数据；
所述第一自检处理结束时，将所述自检状态信息切换为直流转换电路自检状态；并对所述直流转换电路进行第二自检处理生成对应的第二自检结果数据；
所述第二自检处理结束时，将所述自检状态信息切换为四象限整流器自检状态；并对所述四象限整流器进行第三自检处理生成对应的第三自检结果数据；
所述第三自检处理结束时，将所述自检状态信息切换为自检结束状态；并对所述第一、第二、第三自检结果数据进行第一数据整合处理生成所述自检报告数据；
得到所述自检报告数据后，将所述自检状态信息切换回等待自检状态。
优选的，所述对所述牵引变流器进行直流供电牵引变流器自检处理生成所述自检报告数据，具体包括：
将所述自检状态信息切换为牵引逆变器自检状态；并对所述牵引逆变器进行第一自检处理生成对应的第一自检结果数据；
所述第一自检处理结束时，将所述自检状态信息切换为直流转换电路自检状态；并对所述直流转换电路进行第二自检处理生成对应的第二自检结果数据；
所述第二自检处理结束时，将所述自检状态信息切换为自检结束状态；并对所述第一、第二自检结果数据进行第二数据整合处理生成所述自检报告数据；
得到所述自检报告数据后，将所述自检状态信息切换回等待自检状态。
进一步的，所述对所述牵引逆变器进行第一自检处理生成对应的第一自检结果数据，具体包括：
将所述牵引电机作为自检负载；
设定三相电流目标值Is_aim；并根据所述牵引电机的单相等效电路，计算得到开环调制电压给定值VS_cons和开环调制频率给定值fs_cons；
根据所述三相电流目标值Is_aim和预设的三相电流误差系数Tinv，计算三相电流最小值Is_min＝Is_aim*(1-Tinv)，三相电流最大值Is_max＝Is_aim*(1+Tinv)；并以Is_min为下限、Is_max为上限，构建第一电流范围；
通过对所述轨道车辆在静止状态下进行空气停放制动操作，来控制所述牵引电机处于转子堵转状态；并根据所述开环调制电压给定值VS_cons和所述开环调制频率给定值fs_cons调制控制脉冲向所述逆变IGBT器件发送，控制所述牵引逆变器进入开环控制模式；
当所述牵引逆变器在开环控制模式下的持续工作时长超过第一预设时长m1时，获取所述输出三相电流传感器的反馈信息生成对应的第一电流Is；并对所述逆变IGBT器件的故障信息进行获取，生成对应的第一故障数据；
当所述第一电流Is满足所述第一电流范围且所述第一故障数据为空时，设置所述第一自检结果数据为自检成功；当所述第一电流Is不满足所述第一电流范围或所述第一故障数据不为空时，由所述第一电流Is、所述第一观测电流范围和所述第一故障数据组成所述第一自检结果数据；
得到所述第一自检结果数据后，控制所述牵引逆变器返回闭环控制模式。
进一步的，所述对所述直流转换电路进行第二自检处理生成对应的第二自检结果数据，具体包括：
将所述制动电阻箱作为自检负载；通过向所述直流转换电路的所述斩波IGBT器件发送控制脉冲，以控制所述直流转换电路进入开环控制模式，其占空比为设定占空比Kcons；
根据所述设定占空比Kcons和预设的直流转换电路输入电压Vdc、制动电阻箱电阻值Rchop、斩波电流误差系数Tchop，计算斩波电流最小值Ichop_min＝Vdc*(1-Tchop)*Kcons/Rchop，斩波电流最大值Ichop_max＝Vdc*(1+Tchop)*Kcons/Rchop；并以Ichop_min为下限、Ichop_max为上限，构建第二电流范围；
当所述直流转换电路在开环控制模式下的持续工作时长超过第二预设时长m2时，获取所述输出斩波电流传感器的反馈信息生成对应的第二电流Ichop；并对所述斩波IGBT器件的故障信息进行获取，生成对应的第二故障数据；
当所述第二电流Ichop满足所述第二电流范围且所述第二故障数据为空时，设置所述第二自检结果数据为自检成功；当所述第二电流Ichop不满足所述第二电流范围或所述第二故障数据不为空时，由所述第二电流Ichop、所述第二电流范围和所述第二故障数据组成所述第二自检结果数据；
得到所述第二自检结果数据后，控制所述直流转换电路返回闭环控制模式。
进一步的，所述对所述四象限整流器进行第三自检处理生成对应的第三自检结果数据，具体包括：
将所述制动电阻箱以及所述其他直流侧负载作为自检负载；并通过向所述四象限整流器的所述整流IGBT器件发送控制脉冲，控制所述四象限整流器处于闭环控制模式，使其工作在带载状态；并通过向所述直流转换电路的所述斩波IGBT器件发送控制脉冲，控制所述直流转换电路进入开环控制模式，其占空比为设定占空比Kcons；
构建第三电流范围；所述第三电流范围的下限为四象限输入电流最小值I4QC_min、上限为四象限输入电流最大值I4QC_max，
I4QC_min＝Pchop/(N4QC*VAC)，
I4QC_max＝(Pchop+PAux_max)/(N4QC*VAC),
Figure BDA0003517593540000071
Pchop为所述直流转换电路的消耗功率，PAux_max为所述其他直流侧负载的最大功率，N4QC为所述四象限整流器的并联整流模块数量，VAC为所述四象限整流器的输入电源电压；
当所述直流转换电路在开环控制模式下的持续工作时长超过第三预设时长m3时，获取所述输入电流传感器的反馈信息生成对应的第三电流I4QC；并对所述整流IGBT器件的故障信息进行获取，生成对应的第三故障数据；
当所述第三电流I4QC满足所述第三电流范围且所述第三故障数据为空时，设置所述第三自检结果数据为自检成功；当所述第三电流I4QC不满足所述第三电流范围或所述第三故障数据不为空时，由所述第三电流I4QC、所述第三电流范围和所述第三故障数据组成所述第三自检结果数据；
得到所述第三自检结果数据后，控制所述四象限整流器维持闭环控制模式，所述直流转换电路返回闭环控制模式。
本发明实施例第二方面提供了一种用于实现上述第一方面提供的轨道车辆牵引变流器高压带载自检方法的***，所述***包括：人机接口单元、牵引控制单元、牵引变流器和负载设备组；
所述人机接口单元包括司机操作面板和通信接口；所述司机操作面板与所述通信接口连接；所述通信接口与所述牵引控制单元连接；所述司机操作面板用于接收司机发送的第一请求数据；并当所述第一请求数据为测试请求时，对轨道车辆当前是否满足自检条件进行判断并根据判断结果生成对应的第一指令数据；并将所述第一指令数据通过所述通信接口向所述牵引控制单元发送；并接收从所述牵引控制单元回发的自检报告数据向司机回发；
所述牵引控制单元与所述牵引变流器连接；所述牵引控制单元用于对牵引变流器当前的自检状态信息进行识别；并当所述自检状态信息为等待自检状态时，对所述第一指令数据进行识别；若所述第一指令数据为自检启动指令时，则对所述牵引变流器当前是否满足自检条件进行判断生成对应的第一状态数据；并当所述第一状态数据为满足状态时，对所述牵引变流器的类型进行识别；并当所述牵引变流器的类型为交流供电牵引变流器类型时，对所述牵引变流器进行交流供电牵引变流器自检处理生成所述自检报告数据；并当所述牵引变流器的类型为直流供电牵引变流器类型时，对所述牵引变流器进行直流供电牵引变流器自检处理生成所述自检报告数据；并将所述自检报告数据向所述人机接口单元回发；
所述牵引变流器与所述负载设备组连接；所述牵引变流器在其类型为交流供电牵引变流器类型时包括四象限整流器、直流转换电路和牵引逆变器，在其类型为直流供电牵引变流器类型时包括所述直流转换电路和所述牵引逆变器；
所述四象限整流器在所述牵引变流器的类型为交流供电牵引变流器类型时，其输入端与交流供电设备连接，其输出端分别和所述直流转换电路的输入端以及所述负载设备组的其他直流侧负载的输入端连接；所述四象限整流器包括输入电流传感器和多个整流IGBT器件；所述输入电流传感器用于对所述四象限整流器的输入电流进行采集，并将采集信息向所述牵引控制单元反馈；所述整流IGBT器件用于接收从所述牵引控制单元发送的控制脉冲，并根据控制脉冲调整所述四象限整流器进入开环或闭环控制模式；
所述直流转换电路的输入端在所述牵引变流器的类型为直流供电牵引变流器类型时与直流供电设备连接；所述直流转换电路的输出端分别与所述牵引逆变器的输入端以及所述负载设备组的制动电阻箱连接；所述直流转换电路包括输出斩波电流传感器和多个斩波IGBT器件；所述输出斩波电流传感器用于对所述直流转换电路的输出斩波电流进行采集，并将采集信息向所述牵引控制单元反馈；所述斩波IGBT器件用于接收从所述牵引控制单元发送的控制脉冲，并根据控制脉冲调整所述直流转换电路实现开环或闭环控制模式；
所述牵引逆变器的输出端与所述负载设备组的牵引电机的输入端连接；所述牵引逆变器包括输出三相电流传感器和多个逆变IGBT器件；所述输出三相电流传感器用于对所述牵引逆变器的输出三相电流进行采集，并将采集信息向所述牵引控制单元反馈；所述逆变IGBT器件用于接收从所述牵引控制单元发送的控制脉冲，并根据控制脉冲调整所述牵引逆变器实现开环或闭环控制模式；
所述负载设备组包括所述其他直流侧负载、所述制动电阻箱和所述牵引电机。
本发明实施提供的一种轨道车辆牵引变流器高压带载自检方法和***，通过本方案，可在轨道车辆发车前对牵引变流器的主要电气器件进行自动测试，脱离对人工因素的依赖；基于车载既有装置设备进行测试，不需要增加外置检测装置，降低了测试操作难度与测试成本，提高了测试效率。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种轨道车辆牵引变流器高压带载自检方法示意图；
图2为本发明实施例一提供的交流供电牵引变流器的模块示意图；
图3为本发明实施例一提供的直流供电牵引变流器的模块示意图；
图4为本发明实施例一提供的牵引电机单相等效电路示意图；
图5为本发明实施例二提供的一种轨道车辆牵引变流器高压带载自检***的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
图1为本发明实施例一提供的一种轨道车辆牵引变流器高压带载自检方法示意图，如图1所示，本方法包括以下步骤：
步骤1，接收司机发送的第一请求数据。
这里，本发明实施例向司机提供司机操作面板，面板通过连接指令按钮、键盘、鼠标或触摸屏等输入装置获取司机的输入信息作为第一请求数据；该面板可以是独立操作面板，也可以集成在司机总操作面板上。
在对后续步骤进行进一步阐述之前，这里先对本发明实施例要测试的牵引变流器进行简要说明。在轨道车辆上，牵引变流器与轨道车辆的供电设备连接，本发明实施例在对其进行自检时不使用其他外加电压装置对其供电。在轨道车辆上，与牵引变流器连接的负载设备组包括牵引电机、制动电阻箱和其他直流侧负载，本发明实施例在对其进行自检时不使用其他外加负载装置作为牵引变流器的测试用负载设备，直接使用轨道车辆负载设备组的牵引电机、制动电阻箱和其他直流侧负载作为测试负载。
本发明实施例的牵引变流器在其类型为交流供电牵引变流器类型时包括四象限整流器、直流转换电路和牵引逆变器，如图2为本发明实施例一提供的交流供电牵引变流器的模块示意图所示；在其类型为直流供电牵引变流器类型时包括直流转换电路和牵引逆变器，如图3为本发明实施例一提供的直流供电牵引变流器的模块示意图所示。四象限整流器包括输入电流传感器和多个整流IGBT器件；直流转换电路包括输出斩波电流传感器和多个斩波IGBT器件；牵引逆变器包括输出三相电流传感器和多个逆变IGBT器件。
在牵引变流器的类型为交流供电牵引变流器类型时，四象限整流器的输入端与交流供电设备连接、输出端分别和直流转换电路的输入端以及其他直流侧负载的输入端连接；直流转换电路的输出端分别与牵引逆变器的输入端以及制动电阻箱连接；牵引逆变器的输出端与牵引电机的输入端连接；如图2所示。
在牵引变流器的类型为直流供电牵引变流器类型时，直流转换电路的输入端与直流供电设备连接；直流转换电路的输出端分别与牵引逆变器的输入端以及制动电阻箱连接；牵引逆变器的输出端与牵引电机的输入端连接；如图3所示。
步骤2，当第一请求数据为测试请求时，对轨道车辆当前是否满足自检条件进行判断并根据判断结果生成对应的第一指令数据；
这里，当第一请求数据为测试请求时说明司机发起了对牵引变流器的自测申请，在进行自测之前需要预先对轨道车辆当前状态是否满足牵引变流器自检条件进行判断，如果满足则生成具体为自检启动指令的第一指令数据；
具体包括：步骤21，判断轨道车辆当前所有主断路器中是否至少有一个已经闭合，若是则设置第一判断结果为满足；
这里，如果没有任一主断路器闭合则轨道车辆没有电力来源，无法实现对牵引变流器的高压带载测试；所以必须至少有一个主断路器是闭合的，才能满足自测要求；
步骤22，判断轨道车辆的当前车速是否低于预设的最低允许速度Vmin，若是则设置第二判断结果为满足；
这里，最低允许速度Vmin是预设的速度极小值，低于最低允许速度Vmin时轨道车辆被视为静止状态；由前文可知，对牵引变流器的自测要在车辆行驶之前，所以车辆必须处于静止状态，才能满足自测要求；
步骤23，判断牵引变流器当前是否处于故障隔离状态，若否则设置第三判断结果为满足；
这里，本发明实施例的牵引变流器一旦发生过故障进入隔离状态就会存储对应的故障隔离信息，该故障隔离信息直到对应故障解决后才会失活，当前步骤若能获得处于非失活状态的故障隔离信息就意味着牵引变流器当前处于故障隔离状态、不满足自测要求；反之若不能获得任何处于非失活状态的故障隔离信息就意味着牵引变流器当前未处于故障隔离状态、满足自测要求；
步骤24，判断轨道车辆当前方向手柄方位是否处于向前位或向后位，若是则设置第四判断结果为满足；
这里，本发明实施例对牵引变流器的测试是带载测试，需要通过方向手柄来完成牵引变流器的带载连接；而方向手柄的手柄方位只有处于向前位或向后位时才会进行带载连接，所以在得到当前方向手柄方位具体为向前位或向后位时认定满足自测要求；
步骤25，若第一、第二、第三和第四判断结果均为满足，则设置第一指令数据为自检启动指令。
这里，若第一、第二、第三和第四判断结果不能全为满足，则设置第一指令数据为空。
步骤3，对牵引变流器当前的自检状态信息进行识别。
此处，牵引变流器的类型为交流供电牵引变流器类型时，检状态信息包括等待自检状态、牵引逆变器自检状态、直流转换电路自检状态、四象限整流器自检状态和自检结束状态；牵引变流器的类型为直流供电牵引变流器类型时，检状态信息包括等待自检状态、牵引逆变器自检状态、直流转换电路自检状态和自检结束状态。本发明实施例要求，只有在自检状态信息为等待自检状态时，才响应具体为自检启动指令的第一指令数据；在自检状态信息为非等待自检状态的其他状态时，即使产生第一指令数据也不对其进行响应。
步骤4，当自检状态信息为等待自检状态时，对第一指令数据进行识别；若第一指令数据为自检启动指令，则对牵引变流器当前是否满足自检条件进行判断生成对应的第一状态数据；
这里，是进一步判断牵引变流器的当前状态是否能满足自检条件；
进一步的，对牵引变流器当前是否满足自检条件进行判断生成对应的第一状态数据，具体包括：
步骤A1，判断轨道车辆的当前车速是否低于预设的最低允许速度Vmin，若是则设置第五判断结果为满足；
这里，与前述步骤22类似，是判断轨道车辆当前是否处于静止状态；
步骤A2，若牵引变流器的类型为交流供电牵引变流器类型，则判断四象限整流器当前是否处于故障隔离状态，若否则设置第六判断结果为满足；
步骤A3，判断直流转换电路当前是否已经完成预充电，若是则设置第七判断结果为满足；
步骤A4，判断牵引逆变器当前是否处于非故障隔离状态且逆变IGBT器件未驱动使能，若是则设置第八判断结果为满足；
步骤A5，若牵引变流器的类型为交流供电牵引变流器类型，则当第五、第六、第七和第八判断结果均为满足时，设置第一状态数据为满足状态；若牵引变流器的类型为直流供电牵引变流器类型，则当第五、第七和第八判断结果均为满足时，设置第一状态数据为满足状态。
这里，若牵引变流器的类型为交流供电牵引变流器类型，牵引变流器包括四象限整流器，所以要求第五、第六、第七和第八判断结果都满足；若牵引变流器的类型为直流供电牵引变流器类型，牵引变流器不包括四象限整流器，所以只需要求第五、第七和第八判断结果都满足即可。
步骤5，当第一状态数据为满足状态时，对牵引变流器的类型进行识别；当牵引变流器的类型为交流供电牵引变流器类型时，转至步骤6；当牵引变流器的类型为直流供电牵引变流器类型时，转至步骤7。
步骤6，对牵引变流器进行交流供电牵引变流器自检处理生成对应的自检报告数据；转至步骤8；
具体包括：步骤61，将自检状态信息切换为牵引逆变器自检状态；并对牵引逆变器进行第一自检处理生成对应的第一自检结果数据；
进一步的，对牵引逆变器进行第一自检处理生成对应的第一自检结果数据，具体包括：
步骤B1，将牵引电机作为自检负载；
步骤B2，设定三相电流目标值Is_aim；并根据牵引电机的单相等效电路，计算得到开环调制电压给定值VS_cons和开环调制频率给定值fs_cons；
这里，三相电流目标值Is_aim即定子三相电流目标值，设定三相电流目标值Is_aim同时应对应设定电机转矩目标值Ce_aim(经验上选定小于最大电机转矩的5％)，三相电流目标值Is_aim与电机转矩目标值Ce_aim的设定规则应为：既能保证电机电流为牵引逆变器输出三相电流传感器提供一定的可观测电流，又能保证电机转矩较小从而使轨道车辆保持静态无位移；牵引电机的单相等效电路如图4为本发明实施例一提供的牵引电机单相等效电路示意图所示，由图4可得：
Figure BDA0003517593540000141
式中Z1、Z2、Zm分别代表定子支路、转子支路和励磁支路的等效阻抗；L1、L2、Lm、R1、R2为牵引电机特性参数，分别代表定子电感、转子电感、激磁电感、定子电阻和转子电阻；ωs为定子角速度，ωs＝fs，fs为定子电频率。g为转差率，g＝(ωs-ωr)/ωs。由于牵引电机处于转子堵转状态，所以ωr＝0，转差率g＝1；
进一步根据基尔霍夫电压定律、基尔霍夫电流定律和电机转矩公式，可得：
Is＝Vs*(Z2+Zm)/(Z1Z2+Z1Zm+Z2Zm)
Ir＝Vs*Zm/(Z1Z2+Z1Zm+Z2Zm) (2)
Ce＝3*Npp*(R2/g)*ωs*(Ir)2
其中，定子电流Is，转子电流Ir，定子电压Vs，电机转矩Ce均为未知量；电机极对数Npp和其他参数均为已知量；设定Is＝Is_aim(经验上选定大于逆变器三相电流测量范围的10％)，为获得一个极小的电机转矩，设定Ce＝Ce_aim(经验上选定小于最大电机转矩的5％)；根据上式(1)和(2)即可得到开环调制电压给定值VS_cons和开环调制频率给定值fs_cons＝ωs_cons/(2π)；
步骤B3，根据三相电流目标值Is_aim和预设的三相电流误差系数Tinv，计算三相电流最小值Is_min＝Is_aim*(1-Tinv)，三相电流最大值Is_max＝Is_aim*(1+Tinv)；并以Is_min为下限、Is_max为上限，构建第一电流范围；
步骤B4，通过对轨道车辆在静止状态下进行空气停放制动操作，来控制牵引电机处于转子堵转状态；并根据开环调制电压给定值VS_cons和开环调制频率给定值fs_cons调制控制脉冲向逆变IGBT器件发送，控制牵引逆变器进入开环控制模式；
步骤B5，当牵引逆变器在开环控制模式下的持续工作时长超过第一预设时长m1时，获取输出三相电流传感器的反馈信息生成对应的第一电流I's；并对逆变IGBT器件的故障信息进行获取，生成对应的第一故障数据；
步骤B6，当第一电流I's满足第一电流范围且第一故障数据为空时，设置第一自检结果数据为自检成功；当第一电流I's不满足第一电流范围或第一故障数据不为空时，由第一电流I's、第一观测电流范围和第一故障数据组成第一自检结果数据；
步骤B7，得到第一自检结果数据后，控制牵引逆变器返回闭环控制模式；
这里，由上述步骤B1-B7可知，第一自检处理实际就是对牵引逆变器的自检处理过程，当Is_aim*(1-Tinv)≤I's≤Is_aim*(1+Tinv)且牵引逆变器的所有逆变IGBT器件都没有故障信息时牵引逆变器的自检处理成功，反之失败；自检结束后，牵引逆变器的工作模式恢复到测试前；
步骤62，第一自检处理结束时，将自检状态信息切换为直流转换电路自检状态；并对直流转换电路进行第二自检处理生成对应的第二自检结果数据；
进一步的，对直流转换电路进行第二自检处理生成对应的第二自检结果数据，具体包括：
步骤C1，将制动电阻箱作为自检负载；通过向直流转换电路的斩波IGBT器件发送控制脉冲，以控制直流转换电路进入开环控制模式，其占空比为设定占空比Kcons；
步骤C2，根据设定占空比Kcons和预设的直流转换电路输入电压Vdc、制动电阻箱电阻值Rchop、斩波电流误差系数Tchop，计算斩波电流最小值Ichop_min＝Vdc*(1-Tchop)*Kcons/Rchop，斩波电流最大值Ichop_max＝Vdc*(1+Tchop)*Kcons/Rchop；并以Ichop_min为下限、Ichop_max为上限，构建第二电流范围；
步骤C3，当直流转换电路在开环控制模式下的持续工作时长超过第二预设时长m2时，获取输出斩波电流传感器的反馈信息生成对应的第二电流Ichop；并对斩波IGBT器件的故障信息进行获取，生成对应的第二故障数据；
步骤C4，当第二电流Ichop满足第二电流范围且第二故障数据为空时，设置第二自检结果数据为自检成功；当第二电流Ichop不满足第二电流范围或第二故障数据不为空时，由第二电流Ichop、第二电流范围和第二故障数据组成第二自检结果数据；
步骤C5，得到第二自检结果数据后，控制直流转换电路返回闭环控制模式；
这里，由上述步骤C1-C5可知，第二自检处理实际就是对直流转换电路的自检处理过程，当Vdc*(1-Tchop)*Kcons/Rchop≤Ichop≤Vdc*(1+Tchop)*Kcons/Rchop且直流转换电路的所有斩波IGBT器件都没有故障信息时直流转换电路的自检处理成功，反之失败；自检结束后，直流转换电路的工作模式恢复到测试前；
步骤63，第二自检处理结束时，将自检状态信息切换为四象限整流器自检状态；并对四象限整流器进行第三自检处理生成对应的第三自检结果数据；
进一步的，对四象限整流器进行第三自检处理生成对应的第三自检结果数据，具体包括：
步骤D1，将制动电阻箱以及其他直流侧负载作为自检负载；并通过向四象限整流器的整流IGBT器件发送控制脉冲，控制四象限整流器处于闭环控制模式，使其工作在带载状态；并通过向直流转换电路的斩波IGBT器件发送控制脉冲，控制直流转换电路进入开环控制模式，其占空比为设定占空比Kcons；
步骤D2，构建第三电流范围；
其中，第三电流范围的下限为四象限输入电流最小值I4QC_min、上限为四象限输入电流最大值I4QC_max，
I4QC_min＝Pchop/(N4QC*VAC)，
I4QC_max＝(Pchop+PAux_max)/(N4QC*VAC),
Figure BDA0003517593540000171
Pchop为直流转换电路的消耗功率，PAux_max为其他直流侧负载的最大功率，N4QC为四象限整流器的并联整流模块数量，VAC为四象限整流器的输入电源电压；
步骤D3，当直流转换电路在开环控制模式下的持续工作时长超过第三预设时长m3时，获取输入电流传感器的反馈信息生成对应的第三电流I4QC；并对整流IGBT器件的故障信息进行获取，生成对应的第三故障数据；
步骤D4，当第三电流I4QC满足第三电流范围且第三故障数据为空时，设置第三自检结果数据为自检成功；当第三电流I4QC不满足第三电流范围或第三故障数据不为空时，由第三电流I4QC、第三电流范围和第三故障数据组成第三自检结果数据；
步骤D5，得到第三自检结果数据后，控制四象限整流器维持闭环控制模式，直流转换电路返回闭环控制模式；
这里，由上述步骤D1-D5可知，第三自检处理实际就是对四象限整流器的自检处理过程，当Pchop/(N4QC*VAC)≤I4QC≤(Pchop+PAux_max)/(N4QC*VAC)且四象限整流器的所有整流IGBT器件都没有故障信息时四象限整流器的自检处理成功，反之失败；自检结束后，四象限整流器和直流转换电路的工作模式恢复到测试前；
步骤64，第三自检处理结束时，将自检状态信息切换为自检结束状态；并对第一、第二、第三自检结果数据进行第一数据整合处理生成自检报告数据；
这里，因为当前自检的牵引变流器的类型为交流供电牵引变流器，所以自检报告包括牵引逆变器、直流转换电路和四象限整流器的第一、第二、第三自检结果数据；
步骤65，得到自检报告数据后，将自检状态信息切换回等待自检状态；并转至步骤8。
这里，因为本发明实施例规定只有在自检状态信息为等待自检状态时，才会响应自检启动指令，所以需要在对牵引变流器的整体自检结束后将其切回等待自检状态。
步骤7，对牵引变流器进行直流供电牵引变流器自检处理生成自检报告数据；
具体包括：步骤71，将自检状态信息切换为牵引逆变器自检状态；并对牵引逆变器进行第一自检处理生成对应的第一自检结果数据；
这里，与步骤61类似，不做进一步赘述；
步骤72，第一自检处理结束时，将自检状态信息切换为直流转换电路自检状态；并对直流转换电路进行第二自检处理生成对应的第二自检结果数据；
这里，与步骤62类似，不做进一步赘述；
步骤73，第二自检处理结束时，将自检状态信息切换为自检结束状态；并对第一、第二自检结果数据进行第二数据整合处理生成自检报告数据；
这里，与步骤63近似，但因为当前自检的牵引变流器的类型为直流供电牵引变流器，而直流供电牵引变流器不包含四象限整流器，所以自检报告只会包括牵引逆变器和直流转换电路的第一、第二自检结果数据；
步骤74，得到自检报告数据后，将自检状态信息切换回等待自检状态。
这里，与步骤65近似，不做进一步赘述。
步骤8，将自检报告数据向司机回发。
这里，通过司机操作面板将自检报告数据向司机进行展示。
需要说明的是，在步骤6的交流供电牵引变流器自检处理和步骤7的直流供电牵引变流器自检处理过程中，本发明实施例还会按步骤A1-A5持续对牵引变流器当前是否满足自检条件进行判断生成实时的第一状态数据；若在任意时刻得到的实时第一状态数据不为满足状态，则将自检状态信息切换为自检中断状态；并立即停止当前正在进行的自检处理；并将当前自检的牵引逆变器、直流转换电路或四象限整流器的工作模式恢复到自检前；并将预设的中断自检报告数据向司机回发，回发后将自检状态信息切换回等待自检状态。
用于实现上述实施例一描述的方法的***，其结构如图5为本发明实施例二提供的一种轨道车辆牵引变流器高压带载自检***的结构示意图所示，该***包括：人机接口单元201、牵引控制单元202、牵引变流器203和负载设备组204。
人机接口单元201包括司机操作面板2011和通信接口2012；司机操作面板2011与通信接口2012连接；通信接口2012与牵引控制单元202连接；司机操作面板2011用于接收司机发送的第一请求数据；并当第一请求数据为测试请求时，对轨道车辆当前是否满足自检条件进行判断并根据判断结果生成对应的第一指令数据；并将第一指令数据通过通信接口2012向牵引控制单元202发送；并接收从牵引控制单元202回发的自检报告数据向司机回发。
牵引控制单元202与牵引变流器203连接；牵引控制单元202用于对牵引变流器203当前的自检状态信息进行识别；并当自检状态信息为等待自检状态时，对第一指令数据进行识别；若第一指令数据为自检启动指令，则对牵引变流器203当前是否满足自检条件进行判断生成对应的第一状态数据；并当第一状态数据为满足状态时，对牵引变流器203的类型进行识别；并当牵引变流器203的类型为交流供电牵引变流器类型时，对牵引变流器203进行交流供电牵引变流器203自检处理生成自检报告数据；并当牵引变流器203的类型为直流供电牵引变流器类型时，对牵引变流器203进行直流供电牵引变流器203自检处理生成自检报告数据；并将自检报告数据向人机接口单元201回发。
牵引变流器203与负载设备组204连接；牵引变流器203在其类型为交流供电牵引变流器类型时包括四象限整流器2031、直流转换电路2032和牵引逆变器2033，在其类型为直流供电牵引变流器类型时包括直流转换电路2032和牵引逆变器2033。
四象限整流器2031在牵引变流器203的类型为交流供电牵引变流器类型时，其输入端与交流供电设备连接，其输出端分别和直流转换电路2032的输入端以及负载设备组204的其他直流侧负载2043的输入端连接；四象限整流器2031包括输入电流传感器和多个整流IGBT器件；输入电流传感器用于对四象限整流器2031的输入电流进行采集，并将采集信息向牵引控制单元202反馈；整流IGBT器件用于接收从牵引控制单元202发送的控制脉冲，并根据控制脉冲调整四象限整流器2031实现开环或闭环控制模式。
直流转换电路2032的输入端在牵引变流器203的类型为直流供电牵引变流器类型时与直流供电设备连接；直流转换电路2032的输出端分别与牵引逆变器2033的输入端以及负载设备组204的制动电阻箱2042连接；直流转换电路2032包括输出斩波电流传感器和多个斩波IGBT器件；输出斩波电流传感器用于对直流转换电路2032的输出斩波电流进行采集，并将采集信息向牵引控制单元202反馈；斩波IGBT器件用于接收从牵引控制单元202发送的控制脉冲，并根据控制脉冲调整直流转换电路2032实现开环或闭环控制模式。
牵引逆变器2033的输出端与负载设备组204的牵引电机2041的输入端连接；牵引逆变器2033包括输出三相电流传感器和多个逆变IGBT器件；输出三相电流传感器用于对牵引逆变器2033的输出三相电流进行采集，并将采集信息向牵引控制单元202反馈；逆变IGBT器件用于接收从牵引控制单元202发送的控制脉冲，并根据控制脉冲调整牵引逆变器2033实现开环或闭环控制模式。
负载设备组204包括其他直流侧负载2043、制动电阻箱2042和牵引电机2041。
本发明实施例二提供的一种轨道车辆牵引变流器高压带载自检***，可以执行上述方法实施例中的方法步骤，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
综上所述，本发明实施例中提供的一种轨道车辆牵引变流器高压带载自检方法和***的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：1、无需依靠人工经验进行测试，提高了测试的全面性和准确性；2、不需要增加外置检测装置，降低了测试操作难度与测试成本，提高了测试效率。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轨道车辆牵引变流器高压带载自检方法，其特征在于，所述方法包括：
接收司机发送的第一请求数据；
当所述第一请求数据为测试请求时，对轨道车辆当前是否满足自检条件进行判断并根据判断结果生成对应的第一指令数据；
对牵引变流器当前的自检状态信息进行识别；
当所述自检状态信息为等待自检状态时，对所述第一指令数据进行识别；若所述第一指令数据为自检启动指令时，则对所述牵引变流器当前是否满足自检条件进行判断生成对应的第一状态数据；
当所述第一状态数据为满足状态时，对所述牵引变流器的类型进行识别；
当所述牵引变流器的类型为交流供电牵引变流器类型时，对所述牵引变流器进行交流供电牵引变流器自检处理生成对应的自检报告数据；
当所述牵引变流器的类型为直流供电牵引变流器类型时，对所述牵引变流器进行直流供电牵引变流器自检处理生成所述自检报告数据；
将所述自检报告数据向司机回发。
2.根据权利要求1所述的轨道车辆牵引变流器高压带载自检方法，其特征在于，
所述牵引变流器将与之连接的牵引电机、制动电阻箱和其他直流侧负载作为工作负载；所述牵引变流器在其类型为交流供电牵引变流器类型时包括四象限整流器、直流转换电路和牵引逆变器，在其类型为直流供电牵引变流器类型时包括所述直流转换电路和所述牵引逆变器；
在所述牵引变流器的类型为交流供电牵引变流器类型时，所述四象限整流器的输入端与交流供电设备连接、输出端分别和所述直流转换电路的输入端以及所述其他直流侧负载的输入端连接；在所述牵引变流器的类型为直流供电牵引变流器类型时，所述直流转换电路的输入端与直流供电设备连接；
所述直流转换电路的输出端分别与所述牵引逆变器的输入端以及所述制动电阻箱连接；
所述牵引逆变器的输出端与所述牵引电机的输入端连接；
所述四象限整流器包括输入电流传感器和多个整流IGBT器件；所述直流转换电路包括输出斩波电流传感器和多个斩波IGBT器件；所述牵引逆变器包括输出三相电流传感器和多个逆变IGBT器件。
3.根据权利要求1所述的轨道车辆牵引变流器高压带载自检方法，其特征在于，所述对轨道车辆当前是否满足自检条件进行判断并根据判断结果生成对应的第一指令数据，具体包括：
判断所述轨道车辆当前所有主断路器中是否至少有一个已经闭合，若是则设置第一判断结果为满足；
判断所述轨道车辆的当前车速是否低于预设的最低允许速度Vmin，若是则设置第二判断结果为满足；
判断所述牵引变流器当前是否处于故障隔离状态，若否则设置第三判断结果为满足；
判断所述轨道车辆当前方向手柄方位是否处于向前位或向后位，若是则设置第四判断结果为满足；
若所述第一、第二、第三和第四判断结果均为满足，则设置所述第一指令数据为自检启动指令。
4.根据权利要求2所述的轨道车辆牵引变流器高压带载自检方法，其特征在于，所述对所述牵引变流器当前是否满足自检条件进行判断生成对应的第一状态数据，具体包括：
判断所述轨道车辆的当前车速是否低于预设的最低允许速度Vmin，若是则设置第五判断结果为满足；
若所述牵引变流器的类型为交流供电牵引变流器类型，则判断所述四象限整流器当前是否处于故障隔离状态，若否则设置第六判断结果为满足；
判断所述直流转换电路当前是否已经完成预充电，若是则设置第七判断结果为满足；
判断所述牵引逆变器当前是否处于非故障隔离状态且所述逆变IGBT器件未驱动使能，若是则设置第八判断结果为满足；
若所述牵引变流器的类型为交流供电牵引变流器类型，则当所述第五、第六、第七和第八判断结果均为满足时，设置所述第一状态数据为满足状态；
若所述牵引变流器的类型为直流供电牵引变流器类型，则当所述第五、第七和第八判断结果均为满足时，设置所述第一状态数据为满足状态。
5.根据权利要求2所述的轨道车辆牵引变流器高压带载自检方法，其特征在于，所述对所述牵引变流器进行交流供电牵引变流器自检处理生成对应的自检报告数据，具体包括：
将所述自检状态信息切换为牵引逆变器自检状态；并对所述牵引逆变器进行第一自检处理生成对应的第一自检结果数据；
所述第一自检处理结束时，将所述自检状态信息切换为直流转换电路自检状态；并对所述直流转换电路进行第二自检处理生成对应的第二自检结果数据；
所述第二自检处理结束时，将所述自检状态信息切换为四象限整流器自检状态；并对所述四象限整流器进行第三自检处理生成对应的第三自检结果数据；
所述第三自检处理结束时，将所述自检状态信息切换为自检结束状态；并对所述第一、第二、第三自检结果数据进行第一数据整合处理生成所述自检报告数据；
得到所述自检报告数据后，将所述自检状态信息切换回等待自检状态。
6.根据权利要求2所述的轨道车辆牵引变流器高压带载自检方法，其特征在于，所述对所述牵引变流器进行直流供电牵引变流器自检处理生成所述自检报告数据，具体包括：
将所述自检状态信息切换为牵引逆变器自检状态；并对所述牵引逆变器进行第一自检处理生成对应的第一自检结果数据；
所述第一自检处理结束时，将所述自检状态信息切换为直流转换电路自检状态；并对所述直流转换电路进行第二自检处理生成对应的第二自检结果数据；
所述第二自检处理结束时，将所述自检状态信息切换为自检结束状态；并对所述第一、第二自检结果数据进行第二数据整合处理生成所述自检报告数据；
得到所述自检报告数据后，将所述自检状态信息切换回等待自检状态。
7.根据权利要求5或6所述的轨道车辆牵引变流器高压带载自检方法，其特征在于，所述对所述牵引逆变器进行第一自检处理生成对应的第一自检结果数据，具体包括：
将所述牵引电机作为自检负载；
设定三相电流目标值Is_aim；并根据所述牵引电机的单相等效电路，计算得到开环调制电压给定值VS_cons和开环调制频率给定值fs_cons；
根据所述三相电流目标值Is_aim和预设的三相电流误差系数Tinv，计算三相电流最小值Is_min＝Is_aim*(1-Tinv)，三相电流最大值Is_max＝Is_aim*(1+Tinv)；并以Is_min为下限、Is_max为上限，构建第一电流范围；
通过对所述轨道车辆在静止状态下进行空气停放制动操作，来控制所述牵引电机处于转子堵转状态；并根据所述开环调制电压给定值VS_cons和所述开环调制频率给定值fs_cons调制控制脉冲向所述逆变IGBT器件发送，控制所述牵引逆变器进入开环控制模式；
当所述牵引逆变器在开环控制模式下的持续工作时长超过第一预设时长m1时，获取所述输出三相电流传感器的反馈信息生成对应的第一电流Is；并对所述逆变IGBT器件的故障信息进行获取，生成对应的第一故障数据；
当所述第一电流Is满足所述第一电流范围且所述第一故障数据为空时，设置所述第一自检结果数据为自检成功；当所述第一电流Is不满足所述第一电流范围或所述第一故障数据不为空时，由所述第一电流Is、所述第一观测电流范围和所述第一故障数据组成所述第一自检结果数据；
得到所述第一自检结果数据后，控制所述牵引逆变器返回闭环控制模式。
8.根据权利要求5或6所述的轨道车辆牵引变流器高压带载自检方法，其特征在于，所述对所述直流转换电路进行第二自检处理生成对应的第二自检结果数据，具体包括：
将所述制动电阻箱作为自检负载；通过向所述直流转换电路的所述斩波IGBT器件发送控制脉冲，以控制所述直流转换电路进入开环控制模式，其占空比为设定占空比Kcons；
根据所述设定占空比Kcons和预设的直流转换电路输入电压Vdc、制动电阻箱电阻值Rchop、斩波电流误差系数Tchop，计算斩波电流最小值Ichop_min＝Vdc*(1-Tchop)*Kcons/Rchop，斩波电流最大值Ichop_max＝Vdc*(1+Tchop)*Kcons/Rchop；并以Ichop_min为下限、Ichop_max为上限，构建第二电流范围；
当所述直流转换电路在开环控制模式下的持续工作时长超过第二预设时长m2时，获取所述输出斩波电流传感器的反馈信息生成对应的第二电流Ichop；并对所述斩波IGBT器件的故障信息进行获取，生成对应的第二故障数据；
当所述第二电流Ichop满足所述第二电流范围且所述第二故障数据为空时，设置所述第二自检结果数据为自检成功；当所述第二电流Ichop不满足所述第二电流范围或所述第二故障数据不为空时，由所述第二电流Ichop、所述第二电流范围和所述第二故障数据组成所述第二自检结果数据；
得到所述第二自检结果数据后，控制所述直流转换电路返回闭环控制模式。
9.根据权利要求5所述的轨道车辆牵引变流器高压带载自检方法，其特征在于，所述对所述四象限整流器进行第三自检处理生成对应的第三自检结果数据，具体包括：
将所述制动电阻箱以及所述其他直流侧负载作为自检负载；并通过向所述四象限整流器的所述整流IGBT器件发送控制脉冲，控制所述四象限整流器处于闭环控制模式，使其工作在带载状态；并通过向所述直流转换电路的所述斩波IGBT器件发送控制脉冲，控制所述直流转换电路进入开环控制模式，其占空比为设定占空比Kcons；
构建第三电流范围；所述第三电流范围的下限为四象限输入电流最小值I4QC_min、上限为四象限输入电流最大值I4QC_max，
I4QC_min＝Pchop/(N4QC*VAC)，
I4QC_max＝(Pchop+PAux_max)/(N4QC*VAC),
Figure FDA0003517593530000061
Pchop为所述直流转换电路的消耗功率，PAux_max为所述其他直流侧负载的最大功率，N4QC为所述四象限整流器的并联整流模块数量，VAC为所述四象限整流器的输入电源电压；
当所述直流转换电路在开环控制模式下的持续工作时长超过第三预设时长m3时，获取所述输入电流传感器的反馈信息生成对应的第三电流I4QC；并对所述整流IGBT器件的故障信息进行获取，生成对应的第三故障数据；
当所述第三电流I4QC满足所述第三电流范围且所述第三故障数据为空时，设置所述第三自检结果数据为自检成功；当所述第三电流I4QC不满足所述第三电流范围或所述第三故障数据不为空时，由所述第三电流I4QC、所述第三电流范围和所述第三故障数据组成所述第三自检结果数据；
得到所述第三自检结果数据后，控制所述四象限整流器维持闭环控制模式，所述直流转换电路返回闭环控制模式。
10.一种用于实现权利要求1-9任一项所述的轨道车辆牵引变流器高压带载自检方法的***，其特征在于，所述***包括：人机接口单元、牵引控制单元、牵引变流器和负载设备组；
所述人机接口单元包括司机操作面板和通信接口；所述司机操作面板与所述通信接口连接；所述通信接口与所述牵引控制单元连接；所述司机操作面板用于接收司机发送的第一请求数据；并当所述第一请求数据为测试请求时，对轨道车辆当前是否满足自检条件进行判断并根据判断结果生成对应的第一指令数据；并将所述第一指令数据通过所述通信接口向所述牵引控制单元发送；并接收从所述牵引控制单元回发的自检报告数据向司机回发；
所述牵引控制单元与所述牵引变流器连接；所述牵引控制单元用于对牵引变流器当前的自检状态信息进行识别；并当所述自检状态信息为等待自检状态时，对所述第一指令数据进行识别；若所述第一指令数据为自检启动指令时，则对所述牵引变流器当前是否满足自检条件进行判断生成对应的第一状态数据；并当所述第一状态数据为满足状态时，对所述牵引变流器的类型进行识别；并当所述牵引变流器的类型为交流供电牵引变流器类型时，对所述牵引变流器进行交流供电牵引变流器自检处理生成所述自检报告数据；并当所述牵引变流器的类型为直流供电牵引变流器类型时，对所述牵引变流器进行直流供电牵引变流器自检处理生成所述自检报告数据；并将所述自检报告数据向所述人机接口单元回发；
所述牵引变流器与所述负载设备组连接；所述牵引变流器在其类型为交流供电牵引变流器类型时包括四象限整流器、直流转换电路和牵引逆变器，在其类型为直流供电牵引变流器类型时包括所述直流转换电路和所述牵引逆变器；
所述四象限整流器在所述牵引变流器的类型为交流供电牵引变流器类型时，其输入端与交流供电设备连接，其输出端分别和所述直流转换电路的输入端以及所述负载设备组的其他直流侧负载的输入端连接；所述四象限整流器包括输入电流传感器和多个整流IGBT器件；所述输入电流传感器用于对所述四象限整流器的输入电流进行采集，并将采集信息向所述牵引控制单元反馈；所述整流IGBT器件用于接收从所述牵引控制单元发送的控制脉冲，并根据控制脉冲调整所述四象限整流器实现开环或闭环控制模式；
所述直流转换电路的输入端在所述牵引变流器的类型为直流供电牵引变流器类型时与直流供电设备连接；所述直流转换电路的输出端分别与所述牵引逆变器的输入端以及所述负载设备组的制动电阻箱连接；所述直流转换电路包括输出斩波电流传感器和多个斩波IGBT器件；所述输出斩波电流传感器用于对所述直流转换电路的输出斩波电流进行采集，并将采集信息向所述牵引控制单元反馈；所述斩波IGBT器件用于接收从所述牵引控制单元发送的控制脉冲，并根据控制脉冲调整所述直流转换电路实现开环或闭环控制模式；
所述牵引逆变器的输出端与所述负载设备组的牵引电机的输入端连接；所述牵引逆变器包括输出三相电流传感器和多个逆变IGBT器件；所述输出三相电流传感器用于对所述牵引逆变器的输出三相电流进行采集，并将采集信息向所述牵引控制单元反馈；所述逆变IGBT器件用于接收从所述牵引控制单元发送的控制脉冲，并根据控制脉冲调整所述牵引逆变器进入开环或闭环控制模式；
所述负载设备组包括所述其他直流侧负载、所述制动电阻箱和所述牵引电机。
CN202210170966.4A 2022-02-23 2022-02-23 一种轨道车辆牵引变流器高压带载自检方法和*** Active CN114475255B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210170966.4A CN114475255B (zh) 2022-02-23 2022-02-23 一种轨道车辆牵引变流器高压带载自检方法和***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210170966.4A CN114475255B (zh) 2022-02-23 2022-02-23 一种轨道车辆牵引变流器高压带载自检方法和***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114475255A true CN114475255A (zh) 2022-05-13
CN114475255B CN114475255B (zh) 2023-08-08

Family

ID=81483682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210170966.4A Active CN114475255B (zh) 2022-02-23 2022-02-23 一种轨道车辆牵引变流器高压带载自检方法和***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114475255B (zh)

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5998880A (en) * 1997-08-07 1999-12-07 General Electric Company AC locomotive operation without DC current sensor
CN101633322A (zh) * 2009-08-26 2010-01-27 上海磁浮交通发展有限公司 可向电网回馈制动能量的磁浮牵引供电***
CN103296945A (zh) * 2012-03-02 2013-09-11 阿尔斯通运输股份有限公司 同步电机馈电链、含该链的电牵引***及该链的控制方法
KR20130106480A (ko) * 2012-03-20 2013-09-30 한국철도공사 철도차량용 가변전압 가변주파수 전력변환장치의 주회로 이상검출 및 보호장치
CN103837815A (zh) * 2012-11-21 2014-06-04 浙江海得新能源有限公司 一种变流器机侧du/dt滤波电路的故障检测电路及其检测方法
CN108696149A (zh) * 2018-05-25 2018-10-23 中车青岛四方车辆研究所有限公司 牵引变流器及其控制、故障处理和载波移相方法
CN109421539A (zh) * 2017-08-28 2019-03-05 株洲中车时代电气股份有限公司 一种列车救援供电装置及其控制方法
CN109459651A (zh) * 2018-11-12 2019-03-12 中车永济电机有限公司 机车变流器接地故障检测电路及方法
CN110143204A (zh) * 2019-06-06 2019-08-20 中车大连机车车辆有限公司 一种城轨车辆电池应急牵引控制方法及其控制***
DE102018209583A1 (de) * 2018-06-14 2019-12-19 Bombardier Transportation Gmbh Verbund aus Fahrzeugen und Verfahren zum Speisen eines elektrischen Bordnetzwerks in einem solchen Verbund
CN111157809A (zh) * 2018-11-08 2020-05-15 中车永济电机有限公司 牵引变流器的故障确定方法和装置
CN111308311A (zh) * 2018-12-12 2020-06-19 北京金风科创风电设备有限公司 变流器滤波电路的故障诊断方法、装置、存储介质
CN111521950A (zh) * 2020-04-23 2020-08-11 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 一种轨道车辆牵引无流故障排查处置方法
CN111766534A (zh) * 2020-06-07 2020-10-13 中车永济电机有限公司 牵引变流器接地故障检测方法及装置
CN111989839A (zh) * 2018-04-06 2020-11-24 三菱电机株式会社 漏电检测装置及漏电断路器
CN112165126A (zh) * 2020-09-27 2021-01-01 新风光电子科技股份有限公司 双向变流器并联运行环流抑制自适应控制方法
CN112255530A (zh) * 2020-10-13 2021-01-22 中车株洲电力机车研究所有限公司 一种高速磁浮牵引***的电气设备自检装置和方法
CN112345917A (zh) * 2020-10-29 2021-02-09 株洲中车时代电气股份有限公司 一种变流器直流回路异常的监控方法及装置

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5998880A (en) * 1997-08-07 1999-12-07 General Electric Company AC locomotive operation without DC current sensor
CN101633322A (zh) * 2009-08-26 2010-01-27 上海磁浮交通发展有限公司 可向电网回馈制动能量的磁浮牵引供电***
CN103296945A (zh) * 2012-03-02 2013-09-11 阿尔斯通运输股份有限公司 同步电机馈电链、含该链的电牵引***及该链的控制方法
KR20130106480A (ko) * 2012-03-20 2013-09-30 한국철도공사 철도차량용 가변전압 가변주파수 전력변환장치의 주회로 이상검출 및 보호장치
CN103837815A (zh) * 2012-11-21 2014-06-04 浙江海得新能源有限公司 一种变流器机侧du/dt滤波电路的故障检测电路及其检测方法
CN109421539A (zh) * 2017-08-28 2019-03-05 株洲中车时代电气股份有限公司 一种列车救援供电装置及其控制方法
CN111989839A (zh) * 2018-04-06 2020-11-24 三菱电机株式会社 漏电检测装置及漏电断路器
CN108696149A (zh) * 2018-05-25 2018-10-23 中车青岛四方车辆研究所有限公司 牵引变流器及其控制、故障处理和载波移相方法
DE102018209583A1 (de) * 2018-06-14 2019-12-19 Bombardier Transportation Gmbh Verbund aus Fahrzeugen und Verfahren zum Speisen eines elektrischen Bordnetzwerks in einem solchen Verbund
CN111157809A (zh) * 2018-11-08 2020-05-15 中车永济电机有限公司 牵引变流器的故障确定方法和装置
CN109459651A (zh) * 2018-11-12 2019-03-12 中车永济电机有限公司 机车变流器接地故障检测电路及方法
CN111308311A (zh) * 2018-12-12 2020-06-19 北京金风科创风电设备有限公司 变流器滤波电路的故障诊断方法、装置、存储介质
CN110143204A (zh) * 2019-06-06 2019-08-20 中车大连机车车辆有限公司 一种城轨车辆电池应急牵引控制方法及其控制***
CN111521950A (zh) * 2020-04-23 2020-08-11 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 一种轨道车辆牵引无流故障排查处置方法
CN111766534A (zh) * 2020-06-07 2020-10-13 中车永济电机有限公司 牵引变流器接地故障检测方法及装置
CN112165126A (zh) * 2020-09-27 2021-01-01 新风光电子科技股份有限公司 双向变流器并联运行环流抑制自适应控制方法
CN112255530A (zh) * 2020-10-13 2021-01-22 中车株洲电力机车研究所有限公司 一种高速磁浮牵引***的电气设备自检装置和方法
CN112345917A (zh) * 2020-10-29 2021-02-09 株洲中车时代电气股份有限公司 一种变流器直流回路异常的监控方法及装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
尚林岳;陈建峰;左喻君;高锦慧;: "基于Stateflow电力机车变流器控制设计与实现", 自动化与仪器仪表, no. 03, pages 113 - 117 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114475255B (zh) 2023-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112297877B (zh) 车辆驱动***输出扭矩监控***、方法及车辆
KR101339239B1 (ko) 모터를 구비한 차량의 제어방법
JP3218954B2 (ja) 交流モータ制御回路の異常検出装置
EP3033288B1 (en) Elevator braking in a battery powered elevator system
CN105723233A (zh) 逆变器试验装置
KR20150078662A (ko) 3상 교류 모터 제어 방법 및 장치
CN107800333B (zh) 电动机控制装置
US10605843B2 (en) Inverter open/short failure detection
CN105391356A (zh) 无刷双馈电机启动控制***和方法
JP5300349B2 (ja) モータ制御装置およびモータ地絡検出方法
Shu et al. Fault diagnosis and fault-tolerant control scheme for open-circuit faults in three-stepped bridge converters
JP4893486B2 (ja) 電力補償システム
JP2002233180A (ja) 電力変換装置
CN114475255A (zh) 一种轨道车辆牵引变流器高压带载自检方法和***
JPH07231513A (ja) 電気自動車制御装置
JP4122858B2 (ja) 漏電検出装置
CN113359671B (zh) 一种交流电机控制器的安全运行控制***
JP2004007991A (ja) 電気車の駆動装置
CN114157167A (zh) 一种基于实时仿真控制器的两电平驱动装置
JP7229425B2 (ja) 電力変換装置
Wang et al. Comprehensive Design and Control of Electric Powertrain Evaluation Platform for Next Generation EV/HEV Development
JP4342019B2 (ja) Ｖｖｖｆインバータの試験装置
Trounce et al. Evaluation of direct torque control using space vector modulation for electric vehicle applications
Gou et al. A fault diagnosis and fault tolerant control method for DC-link circuit using notch filter in power traction converter
CN113492780B (zh) 一种行车自发电***及控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant