[发明专利]电动车组变流器控制装置及系统

摘要

本发明公开了一种电动车组变流器控制装置，包括：模拟量采集处理单元插件，对包括电压或电流信号在内的各种模拟量进行采集处理；脉冲转换单元插件，生成变流器控制脉冲和进行故障信号处理；网侧信号处理单元插件，根据模拟量采集处理单元插件信号判断并进行保护；机侧信号处理单元插件，采集电机速度信号，根据模拟量采集处理单元插件信号判断并进行保护；实时控制单元插件和系统管理单元插件，实现变流器系统控制和保护；数字量输入输出单元插件，实现主断路器及接触器信号反馈和控制。本发明能够实现列车电气系统整流器、逆变器及辅助逆变器实时控制，根据不同的控制要求灵活地选择单元控制插件配置，充分满足目前轨道交通领域的绝大部分应用。

主权项

1.一种电动车组变流器控制装置，其特征在于，包括：模拟量采集处理单元插件、脉冲转换单元插件、网侧信号处理单元插件（206）、机侧信号处理单元插件（207）、实时控制单元插件、数字量输入输出单元插件（210）和系统管理单元插件（211）；所述模拟量采集处理单元插件采集来自于电网（300）、变压器（8）和变流器的电压或电流信号；所述脉冲转换单元插件将所述实时控制单元插件发出的控制信号进行转换后输出至所述变流器，并接收所述变流器的元件故障信息进行转换后输出至所述实时控制单元插件；所述网侧信号处理单元插件（206）根据所述模拟量采集处理单元插件采集到的信号向所述实时控制单元插件输出保护动作信号，并根据所述脉冲转换单元插件采集到的元件故障信息执行保护动作，同时将元件故障信息输出至所述系统管理单元插件（211）；所述机侧信号处理单元插件（207）向所述实时控制单元插件输出电机（7）的速度信号，根据所述模拟量采集处理单元插件、脉冲转换单元插件采集到的信号执行保护动作，并将相应的信息输出至所述系统管理单元插件（211）；所述实时控制单元插件根据所述模拟量采集处理单元插件、网侧信号处理单元插件（206）和机侧信号处理单元插件（207）的输出信号实现所述变流器的控制和保护；所述数字量输入输出单元插件（210）实现主断路器及接触器控制电路（1）控制，并将主断路器及接触器状态反馈信号输出至系统管理单元插件（211）；所述系统管理单元插件（211），根据所述网侧信号处理单元插件（206）和机侧信号处理单元插件（207）输出的信号进行牵引/制动特性的控制，并向所述数字量输入输出单元插件（210）输出主断路器及接触器控制指令；所述模拟量采集处理单元插件，采集来自于电压/电流传感器（11）的电网（300）、变压器（8）原边、次边、整流模块（2）、滤波中间直流电路（3）、逆变模块（4）和辅变模块（5）的电压或电流信号；所述脉冲转换单元插件，将所述实时控制单元插件发出的控制脉冲信号进行电平转换后并分别输出至对应的所述整流模块（2）、滤波中间直流电路（3）、逆变模块（4）和辅变模块（5）；同时接收来自于对应所述整流模块（2）、滤波中间直流电路（3）、逆变模块（4）和辅变模块（5）的元件故障信息，进行电平转换后输出至所述实时控制单元插件实现元件的保护；所述网侧信号处理单元插件（206），对来自于所述模拟量采集处理单元插件的电网（300）的电压信号、整流模块（2）的输入电流信号、变压器（8）的原边电流信号，以及滤波中间直流电路（3）的中间直流电压信号、半电压信号进行判断后作出相应的保护动作，并同时对来自于所述模拟量采集处理单元插件的信号进行滤波处理后输出至所述实时控制单元插件；接收来自于所述脉冲转换单元插件的整流模块（2）元件故障信息，根据设定的控制策略进行相应的保护动作，并将所述元件故障信息输出至所述系统管理单元插件（211）；所述机侧信号处理单元插件（207），对来自于电机（7）的速度信号进行处理，并输出至实时控制单元插件；对来自于所述模拟量采集处理单元插件的逆变模块（4）的输入电流、斩波电流信号，以及滤波中间直流电路（3）的中间直流电压信号、半电压信号进行判断并根据设定的控制策略作出相应的保护动作，同时对所述模拟量采集处理单元插件的输出信号进行滤波处理后输出至所述实时控制单元插件；接收来自于所述脉冲转换单元插件的逆变模块（4）和辅变模块（5）元件故障信息，根据设定的控制策略进行相应的保护动作，并将所述元件故障信息输出至所述系统管理单元插件（211）；所述实时控制单元插件，根据所述模拟量采集处理单元插件、网侧信号处理单元插件（206）和机侧信号处理单元插件（207）输出的信号生成分别用于控制所述整流模块（2）、逆变模块（4）和辅变模块（5）的控制脉冲信号；根据所述网侧信号处理单元插件（206）和机侧信号处理单元插件（207）传输的元件故障信息对所述整流模块（2）、逆变模块（4）和辅变模块（5）进行脉冲封锁保护；所述数字量输入输出单元插件（210），将来自于主断路器及接触器控制电路（1）的主断路器及接触器状态反馈信号输出至系统管理单元插件（211），并向所述主断路器及接触器控制电路（1）发出接触器控制指令；所述系统管理单元插件（211），根据所述网侧信号处理单元插件（206）和机侧信号处理单元插件（207）输出的信号进行牵引/制动特性的控制，向所述整流模块（2）、逆变模块（4）和辅变模块（5）输出启停控制信号，并向所述数字量输入输出单元插件（210）输出主断路器及接触器控制指令。