[发明专利]地铁列车VVVF故障工况下HSCB自动重投的控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及到地铁列车的控制领域，特指一种地铁列车VVVF故障工况下HSCB自动重投的控制装置及方法。

背景技术

随着城市规模的扩张，城市交通问题日益突出，地铁列车以其运量大、速度快、安全可靠、运行准时等特点，成为解决城市交通的重要手段之一。变频调速系统（以下简称VVVF）是地铁列车牵引控制的核心部件。变频调速系统(Variable Voltage and Variable Frequency)是一种可通过同时改变频率和电压达到磁通恒定和控制电机转速的设备。地铁列车运营期间，存在因VVVF故障导致断高速断路器（High-Speed Circuit breaker，以下简称HSCB）的工况。列车高速断路器主要用于主电路VVVF的保护，当列车启动，升起受电弓或受电靴后，闭合高速断路器，向主电路提供高压。当主电路VVVF出现过压、过流等故障时，高速断路器可快速断开主电路的高压，从而实现对主电路VVVF的保护。若司机不能及时确认故障信息及VVVF当前状态，复位故障，重新闭合HSCB，将使列车在损失故障动车动力的情况下运行，这不但将增加司机的操作压力，而且将导致列车运行发生晚点，从而对整条地铁线路运营造成较大影响。

目前，在国内外城市轨道交通地铁的运用领域，当地铁列车VVVF的HSCB因故障而断开后，一般要求司机通过司机室显示器确认故障信息，再由司机手动操作故障复位按键复位故障，最后司机将按HSCB合按键重新闭合HSCB，使失去动力列车重新投入运行。

上述地铁列车HSCB因故障断开处理方案存在以下不足：

（1）现有的处理方案一般只在司机室显示器提示分断HSCB故障信息，不提示VVVF当前状态信息，能否复位故障重新闭合HSCB，只能司机人为判断；这就容易出现司机因对系统不熟或不愿承担责任而不再闭合HSCB（司机认为VVVF多次报分断HSCB故障，担心手动复位故障重新闭合HSCB导致VVVF再次发生故障而烧损）。

（2）牵引系统在程序设计上，分断HSCB故障发生后，会对故障做一定时间锁定，以便司机室显示器能显示并存储故障信息。为防止HSCB短时间内频繁分断闭合而烧损，DCU程序一旦检测到HSCB断开，将固定一段时间不允许HSCB闭合。因此，即使司机在这段固定时间内操作故障复位按键复位故障，再按HSCB合按键，VVVF也不能闭合HSCB。因正线运营过程中司机还需关注列车大量其它信息，故现有处理方案对司机操作要求较高，司机难以及时确认故障VVVF状态，易造成因故障分断HSCB动车不能及时恢复动力投入运行，从而导致整条地铁线路正线运营晚点。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种运行速度快、采样精确、控制精准、自动化程度高、可减轻司机操作强度、提高运行可靠性的地铁列车VVVF故障工况下HSCB自动重投的控制装置及控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种地铁列车VVVF故障工况下HSCB自动重投的控制装置，包括传动控制单元，所述传动控制单元包括模拟电路处理单元、数字信号处理单元、实时故障保护可编程逻辑单元、数字量输入/输出可编程逻辑控制单元、嵌入式处理单元、并行数据总线；所述模拟电路处理单元用于将VVVF的电压、电流传感器输入的电流信号转化为实时故障保护可编程逻辑单元和数字信号处理单元能接收的电压信号，并将所述电压信号通过硬连线实时输出给实时故障保护可编程逻辑单元和数字信号处理单元做实时故障硬件保护和实时电压电流采样使用，所述数字信号处理单元通过并行数据总线与嵌入式处理单元相连；所述实时故障保护可编程逻辑单元、数字量输入/输出可编程逻辑控制单元通过并行数据总线与嵌入式处理单元相连，所述数字量输入/输出可编程逻辑控制单元与HSCB控制电路相连；所述嵌入式处理单元通过MVB总线与地铁列车网络系统相连。