[發明專利]一種城軌牽引系統電機端短接故障數字模擬系統及方法

有效

• 申請號: 202010217748.2
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN113447811B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 應婷;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（專利權）人: 中車株洲電力機車研究所有限公司
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 廖元寶

本發明公開了一種城軌牽引系統電機端短接故障數字模擬系統及方法，屬于軌道交通技術領域，用于解決目前模擬系統成本高、靈性性差、通用性差的技術問題，此系統包括人機交互模塊和故障模擬仿真模型；所述人機交互模塊，用于預置需要模擬的故障場景，并將故障場景的預置內容發送至故障模擬仿真模型；所述故障模擬仿真模型，用于接收故障場景的預置內容進行仿真，得到仿真結果，并將仿真結果發送至人機交互模塊進行顯示。本發明的城軌牽引系統電機端短接故障數字模擬系統及方法具有成本低、試驗效率高、安全可靠性高、靈活性高且通用性好等優點。

技術領域

本發明主要涉及軌道交通技術領域，具體涉及一種城軌牽引系統電機端短接故障數字模擬系統及方法。

背景技術

隨著現代工業電氣化和自動化程度的不斷提高，對電氣傳動系統可靠性的要求也越來越高，為提高城軌牽引系統可靠性，需要對逆變器及電機系統進行故障研究。

目前有相關的專利申請，如《小型航空發動機多點碰摩故障模擬實驗裝置》采用與小型航空發動機真實結構一致的發動機，以及驅動系統、碰摩系統和測控系統，模擬小型航空發動機轉子系統在多個位置出現多種形式的碰摩故障。該方法采用實物實驗裝置，模擬代價大，且由于依賴實物開展實驗，裝置無法實現靈活配置，參數的更換等均需要實物替換，通用性差。

專利申請《永磁同步電機故障模擬系統及故障診斷方法》用于永磁同步電機故障模擬,采用永磁同步電機安裝位置檢測器、轉矩傳感器、電機控制器等設備，永磁同步電機上的故障點通過電纜與短路故障模擬執行器實現。故障實驗涉及的實驗裝置繁多，需較高代價，部分故障需更換電機系統故障配件，相關測試參數只能在工控機中顯示，無法修改。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種成本低、試驗效率高的城軌牽引系統電機端短接故障數字模擬系統及方法。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種城軌牽引系統電機端短接故障數字模擬系統，包括人機交互模塊和故障模擬仿真模型；

所述人機交互模塊，用于預置需要模擬的故障場景，并將故障場景的預置內容發送至故障模擬仿真模型；

所述故障模擬仿真模型，用于接收故障場景的預置內容進行仿真，得到仿真結果，并將仿真結果發送至人機交互模塊進行顯示。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述故障模擬仿真模型包括

主電路模型，基于VVVF逆變器-電動機構成的電傳動系統搭建；

逆變控制器模型，用于輸出VVVF逆變器的控制脈沖，以對變流器單元進行控制；

故障模擬單元，用于根據預置內容模擬各相和地之間的短接情況；

結果輸出單元，用于輸出仿真結果。

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機單元，所述變流器單元和牽引電動機單元之間設有電信號檢測單元。

所述故障模擬單元包括電氣接口A～C和ground、理想開關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，用于控制故障發生，根據計算值判斷，若計算值等于預置內容，則觸發故障發生，Switch Control輸出為“1”，否則為“0”；