[發(fā)明專利]一種雙機(jī)熱備切換系統(tǒng)及切換方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210011202.7
• 申請(qǐng)日: 2012-01-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102570591A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王肖兵;劉代兵;顧錦篩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京鼎漢技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): H02J9/06
• 分類號(hào): H02J9/06
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 宋松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及列車安全控制系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種雙機(jī)熱備切換系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

智能交通系統(tǒng)(Intelligent?Transport?System，簡(jiǎn)稱ITS)將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、電子控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等有效地集成運(yùn)用于整個(gè)交通運(yùn)輸管理體系，可靠性是其中的一個(gè)基本要求。為了保證列車牽引，制動(dòng)等系統(tǒng)的正常運(yùn)行，車上設(shè)有各種必須的輔助機(jī)械裝置，包括冷卻用風(fēng)機(jī)、變壓器冷卻用油泵、變流器冷卻用水泵及為制動(dòng)、受電弓等各種氣動(dòng)機(jī)械裝置提供風(fēng)源的空氣壓縮機(jī)等。同時(shí)，為保證良好、舒適的乘坐環(huán)境和工作環(huán)境，車上還設(shè)置了空調(diào)、電熱器、通風(fēng)機(jī)、冰箱、信息顯示裝置、自動(dòng)售貨機(jī)等電器設(shè)備。上述設(shè)備的配備使得列車上必須有三相交流輔助電源系統(tǒng)。

三相交流輔助電源系統(tǒng)由兩臺(tái)35kVA三相逆變器、一臺(tái)10～15kVA三相隔離變壓器(容量可選)，結(jié)合相應(yīng)的配電單元構(gòu)成。所述配電單元主要作為列車交流供電裝備，為列車空調(diào)、電熱器等設(shè)備提供三相交流380V或單相交流220V電源。為了穩(wěn)定可靠供電兩臺(tái)逆變器要求相互熱備，正常工作時(shí)兩臺(tái)逆變器分別給負(fù)載供電，當(dāng)其中一臺(tái)逆變器發(fā)生永久性故障時(shí)，切換正常工作的逆變器為減載后的兩路負(fù)載供電。

參見(jiàn)圖1，為現(xiàn)有技術(shù)中雙機(jī)熱備切換系統(tǒng)框圖。該系統(tǒng)包括逆變器1、逆變器2、熱備接觸器及負(fù)載。兩臺(tái)逆變器都工作正常情況下，熱備接觸器處于斷開(kāi)狀態(tài)，逆變器1為負(fù)載1供電，逆變器2為負(fù)載2供電，兩臺(tái)逆變器循環(huán)檢測(cè)自身故障，并相互交換故障信息。當(dāng)一臺(tái)逆變器工作正常，并檢測(cè)到另一臺(tái)逆變器發(fā)生永久性故障情況下，故障逆變器關(guān)機(jī)停止輸出、發(fā)出減載信號(hào)，同時(shí)工作正常的逆變器關(guān)機(jī)，延時(shí)30S后工作正常的逆變器驅(qū)動(dòng)熱備接觸器吸合，工作正常的逆變器開(kāi)機(jī)。此時(shí)工作正常逆變器的為減載后的負(fù)載1和負(fù)載2供電。當(dāng)逆變器發(fā)生的是可自恢復(fù)故障情況下，2臺(tái)逆變器重啟，熱備接觸器不動(dòng)作。

現(xiàn)有技術(shù)方案中，兩臺(tái)逆變器冗余控制，整個(gè)控制系統(tǒng)都由逆變器中的DSP來(lái)完成，一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，將會(huì)影響逆變器的熱備切換功能，正常的逆變器也將停止輸出，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)陷入癱瘓；或者可能導(dǎo)致熱備接觸器誤動(dòng)作或者不動(dòng)作，如果由于誤動(dòng)作導(dǎo)致短路，可能會(huì)損壞用電設(shè)備，引起逆變器炸機(jī)等等，存在極大的用電安全和設(shè)備安全隱患。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種雙機(jī)熱備切換系統(tǒng)及切換方法，保證其中一主機(jī)發(fā)生故障時(shí)不會(huì)影響熱備轉(zhuǎn)換，從而保障列車能夠安全、可靠運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和不足，本發(fā)明公開(kāi)一種雙機(jī)熱備切換系統(tǒng)及切換方法，通過(guò)一個(gè)獨(dú)立的高可靠性的熱備切換裝置來(lái)控制驅(qū)動(dòng)裝置的熱備轉(zhuǎn)換，保證其中一主機(jī)的控制系統(tǒng)故障不會(huì)對(duì)熱備轉(zhuǎn)換產(chǎn)生影響，以達(dá)到系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定的運(yùn)行。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種雙機(jī)熱備切換系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括逆變?cè)O(shè)備A、逆變?cè)O(shè)備B、熱備切換裝置、驅(qū)動(dòng)裝置及負(fù)載，其中，逆變?cè)O(shè)備A和逆變?cè)O(shè)備B為雙主機(jī)互為主備分別為各自的負(fù)載供電，熱備切換裝置通過(guò)雙路數(shù)據(jù)循環(huán)檢測(cè)雙主機(jī)的工作狀態(tài)，對(duì)檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并進(jìn)行故障分析，當(dāng)檢測(cè)其中一主機(jī)發(fā)生故障時(shí)，熱備切換裝置通過(guò)控制雙主機(jī)及驅(qū)動(dòng)裝置的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)正常工作主機(jī)為雙路負(fù)載供電。

進(jìn)一步地，所述熱備切換裝置包括：

雙路數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊，檢測(cè)雙主機(jī)的工作狀態(tài)并將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒胩幚砟K；

中央處理模塊，分析處理雙路數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊檢測(cè)的數(shù)據(jù)，根據(jù)處理結(jié)果控制雙主機(jī)及驅(qū)動(dòng)裝置的狀態(tài)；

熱備驅(qū)動(dòng)模塊，控制驅(qū)動(dòng)裝置的斷開(kāi)或閉合狀態(tài)；

隔離電源模塊，為中央處理模塊及雙路數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊供電。

進(jìn)一步地，所述雙路數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊包括I/O數(shù)據(jù)檢測(cè)電路單元和通訊電路單元，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)的雙路備份。

進(jìn)一步地，所述隔離電源模塊采用三路隔離電源，實(shí)現(xiàn)三路隔離電源相互備份。

進(jìn)一步地，所述三路隔離電源包括逆變?cè)O(shè)備A提供的直流電源、逆變?cè)O(shè)備B提供的直流電源及110V直流電源，其中，每路電源通過(guò)處理分成兩路隔離電源，分別給中央處理模塊和雙路數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊供電。

進(jìn)一步地，所述三路隔離電源包括逆變?cè)O(shè)備A提供的15V直流電源、逆變?cè)O(shè)備B提供的15V直流電源及110V直流電源，其中，每路電源通過(guò)電壓跟隨器分成兩路隔離電源，分別給中央處理模塊和雙路數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊供電。

本發(fā)明還公開(kāi)一種雙機(jī)熱備切換方法，包括如下步驟：

S1：熱備切換裝置初始化，驅(qū)動(dòng)裝置處于斷開(kāi)狀態(tài)，雙主機(jī)分別為各自負(fù)載供電；