[发明专利]地铁的逆变控制器的测试装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及地铁测试技术领域，具体涉及一种地铁的逆变控制器的测试装置和方法。

背景技术

牵引逆变器(如ONIX1500型牵引逆变器)在城市地铁车辆系统的牵引控制中得到广泛应用。在长期使用过程中，其运行故障不断发生；

同时，根据定期维保的要求，城市轨道交通车辆系统都将进入大修周期。其中的车辆系统牵引逆变器系统面临功能测试复杂、故障诊断难度大、设备器件更换成本高等特点。

ONIX1500型交流牵引系统是专用于电力机车、轻轨地铁动车的VVVF交流传动系统(VVVF意为可变电压、可变频率，也就是变频调速系统)，其组成主要有三部分：1)牵引电子控制单元，该控制单元使用2个32位微处理器：美国intel公司i960CA级微处理器进行一般的处理与监控功能，美国TI公司TM320C31信号处理器进行快速精确计算和准确的功率控制；2)3300V、1200A、IGBT组成电压型三相桥式逆变器；3)185kW全封闭自通风三相鼠笼式牵引电机。

在牵引逆变器各组成部分中，牵引控制器Agate、牵引逆变模块PIM1和牵引制动模块PIM2是最重要的模块。这三个模块也是功能检测、故障诊断以及维修更换的难点。目前，这些模块的检测主要依赖国外厂商提供的专用检测仪器，且存在故障检测不完备、响应不及时等缺陷。同时，传统的检测方法需要将牵引逆变器安装到电力机车上，采用实际运行的方法检测，这就占用了大量线路试验时间，这就为城市轨道交通车辆系统的正常运行和大修保障带来了很大难度。

要解决这样的问题，就引入了一种方便实用的车辆系统的地铁的逆变控制器的测试装置，所述牵引逆变控制器包括牵引变流器单元和辅助变流器单元，所述专用测试装置包含电源生成系统、控制生成系统和负载生成系统。

其中，所述电源生成系统包括保护控制柜、调压器柜、整流电源柜和隔离开关柜，所述电源生成系统用于为所述牵引逆变控制器、所述控制生成系统以及所述负载生成系统供电。

所述控制生成系统包括手动控制屏、手动控制柜、PLC控制柜、变流器控制逻辑适配器。其中PLC全称为programmable logic controller，译为可编程控制器。PLC控制柜即可编程控制控制柜，本发明中的控制柜可实现电机开关的控制。

所述负载生成系统包括中间接触器模块、制动电阻负载、牵引电机负载、蓄电池负载及辅逆电阻负载。

所述电源生成系统能够根据所述牵引变流器单元和所述辅助变流器单元的功率测试需要确定相应的电源供电方案，使得一外部电源经所述调压器柜调节成0～850Vac的交流电压，然后通过所述整流电源柜进行三相全桥整流得到0～2000Vdc的直流电源。

所述控制生成系统用于生成测试控制逻辑和反馈信号检测，以及进行测试检测结果的逻辑判断。

所述专用测试装置中所述PLC控制柜用于提供自动控制，所述手动控制柜和所述手动控制屏用于提供手动控制。

所述负载生成系统用于配置牵引逆变器功能测试和故障检测所需的变流器负载，以及执行牵引变流器单元或辅助变流器单元的出力测试。

所述电源生成系统中的保护控制柜用于对电源进行保护和控制，所述隔离开关柜用于一试验用电源的最后一级投入与切除，以及提供安全放电。

所述手动控制屏包括电源控制屏、投切控制屏、负载控制屏和测量控制屏，所述手动控制柜包括220V交流单相隔离输出、110V直流双路隔离输出、24V直流双路隔离输出和15V直流双路隔离输出，所述PLC控制柜包括PLC控制模块、工控机模块、网络接口模块和串口通信接口模块。

所述牵引电机负载用于模拟所述牵引逆变控制器的电机负载、以及用作所述牵引变流器单元的轻载出力试验的负载，所述辅逆电阻负载用于模拟所述辅助变流器单元的电阻负载、以及用作所述辅助变流器单元的交流轻载出力测试的负载；所述制动电阻负载用作所述牵引逆变控制器的再生制动功能测试的负载；所述蓄电池负载用于测试所述辅助变流器单元的交流轻载出力、以及用作一中间接触器。

通过生成牵引逆变控制器主回路运行所需要的电源输入和功率负载以及相应的控制逻辑，能够实现对车辆系统牵引逆变器主回路控制功能进行测试，从而实现牵引逆变器主回路运行的控制逻辑和控制效果进行离线测试，以判断其功能是否正常以及相应的故障情况，从而为该牵引逆变器的维修和维护带来便利。