[發(fā)明專利]一種城軌牽引系統(tǒng)電機(jī)端短接故障數(shù)字模擬系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010217748.2
• 申請(qǐng)日: 2020-03-25
• 公開（公告）號(hào): CN113447811B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 應(yīng)婷;王繼麗;李江紅;陳文光;張朝陽;徐立恩;張宇;張杰;陳柳松;劉麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司
• 主分類號(hào): G01R31/34
• 分類號(hào): G01R31/34
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 廖元寶

1.一種城軌牽引系統(tǒng)電機(jī)端短接故障數(shù)字模擬系統(tǒng)，其特征在于，包括人機(jī)交互模塊和故障模擬仿真模型；

所述人機(jī)交互模塊，用于預(yù)置需要模擬的故障場(chǎng)景，并將故障場(chǎng)景的預(yù)置內(nèi)容發(fā)送至故障模擬仿真模型；

所述故障模擬仿真模型，用于接收故障場(chǎng)景的預(yù)置內(nèi)容進(jìn)行仿真，得到仿真結(jié)果，并將仿真結(jié)果發(fā)送至人機(jī)交互模塊進(jìn)行顯示；

所述故障模擬仿真模型包括

主電路模型，基于VVVF逆變器-電動(dòng)機(jī)構(gòu)成的電傳動(dòng)系統(tǒng)搭建；

逆變控制器模型，用于輸出VVVF逆變器的控制脈沖，以對(duì)變流器單元進(jìn)行控制；

故障模擬單元，用于根據(jù)預(yù)置內(nèi)容模擬各相和地之間的短接情況；

結(jié)果輸出單元，用于輸出仿真結(jié)果；

所述故障模擬單元包括電氣接口A～C和ground、理想開關(guān)Ideal Switch1～6、短接阻感RL_short_AB、RL_short_BC、RL_short_AC、RL_short_AG、RL_short_BG、RL_short_CG、故障控制指令Switch Control；

所述電氣接口A、B、C、ground分別連接主電路模型中的電機(jī)端輸出ABC三相接口、大地；

所述故障控制指令Switch Control，用于控制故障發(fā)生，根據(jù)計(jì)算值判斷，若計(jì)算值等于預(yù)置內(nèi)容，則觸發(fā)故障發(fā)生，Switch Control輸出為“1”，否則為“0”；

所述理想開關(guān)Ideal Switch1～6，用于接收開關(guān)控制指令；

所述短接阻感，用于模擬短接雙方間的阻感值；

所述電氣接口A分別與Ideal Switch1、Ideal Switch3、Ideal Switch4的一端相連，所述Ideal Switch1的另一端與所述RL_short_AB的一端相連，所述Ideal Switch3的另一端與RL_short_AC的一端相連，所述Ideal Switch4的另一端與RL_short_AG的一端相連；

所述電氣接口B分別與RL_short_AB的另一端、Ideal Switch2的一端、Ideal Switch5的一端相連，所述Ideal Switch2的另一端與RL_short_BC的一端相連，所述Ideal Switch5的另一端與RL_short_BG的一端相連；

所述電氣接口C分別與RL_short_BC的另一端、RL_short_AC的另一端、Ideal Switch6的一端相連，所述Ideal Switch6的另一端與RL_short_CG的一端相連；

所述RL_short_AG的另一端、RL_short_BG的另一端、RL_short_CG的另一端均與ground相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城軌牽引系統(tǒng)電機(jī)端短接故障數(shù)字模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述主電路模型包括依次相連的濾波單元、變流器單元和牽引電動(dòng)機(jī)單元，所述變流器單元和牽引電動(dòng)機(jī)單元之間設(shè)有電信號(hào)檢測(cè)單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求1～2中任意一項(xiàng)所述的城軌牽引系統(tǒng)電機(jī)端短接故障數(shù)字模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述故障場(chǎng)景的預(yù)置內(nèi)容包括故障電機(jī)臺(tái)數(shù)、故障時(shí)刻電機(jī)速度、故障時(shí)刻電機(jī)角度、故障短接電阻、故障短接雙方中的一種或多種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1～2中任意一項(xiàng)所述的城軌牽引系統(tǒng)電機(jī)端短接故障數(shù)字模擬系統(tǒng)，所述仿真結(jié)果包括中間直流電壓、逆變器輸出總電流、正線直流電流、負(fù)線直流電流中的一種或多種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1～2中任意一項(xiàng)所述的城軌牽引系統(tǒng)電機(jī)端短接故障數(shù)字模擬系統(tǒng)，所述仿真結(jié)果以同軸波形的形式在人機(jī)交互模塊上進(jìn)行顯示。

6.一種基于權(quán)利要求1～5中任意一項(xiàng)所述的城軌牽引系統(tǒng)電機(jī)端短接故障數(shù)字模擬系統(tǒng)的模擬方法，其特征在于，包括步驟：

1)所述人機(jī)交互模塊預(yù)置需要模擬的故障場(chǎng)景，并將故障場(chǎng)景的預(yù)置內(nèi)容發(fā)送至故障模擬仿真模型；

2)故障模擬仿真模型接收故障場(chǎng)景的預(yù)置內(nèi)容進(jìn)行仿真，得到仿真結(jié)果，并將仿真結(jié)果發(fā)送至人機(jī)交互模塊進(jìn)行顯示。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的模擬方法，其特征在于，在步驟2)的仿真過程中，在低速啟動(dòng)區(qū)采用間接轉(zhuǎn)矩控制方法，通過SVPWM控制技術(shù)，保證開關(guān)頻率充分利用，降低VVVF逆變器輸出電流的諧波含量，保證牽引系統(tǒng)工作在較低的噪聲范圍內(nèi)；

在高速區(qū)和恒功區(qū)采用十八邊形磁鏈軌跡優(yōu)化控制技術(shù)，直接轉(zhuǎn)矩控制各種脈沖方式以平滑自由切換，降低同步調(diào)制各種分頻模式切換帶來的電流沖擊引起的系統(tǒng)噪聲，抑制牽引系統(tǒng)電磁噪聲。