[發明專利]一種電傳動牽引系統的保護方法及檢測裝置

在審

• 申請號: 202011409492.1
• 申請日: 2020-12-06
• 公開（公告）號: CN112255524A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 楊高興;路瑤;張吉斌;張瑞峰;柴璐軍;牛劍博
• 申請（專利權）人: 中車永濟電機有限公司
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26;G01R31/00;H02H7/12
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

本發明涉及電傳動牽引系統，特別涉及電傳動牽引系統的保護方法及檢測裝置，具體為一種電傳動牽引系統的保護方法及檢測裝置。克服現有技術中的不足。本發明通過牽引控制單元發出的PWM信號，以及反饋回來的功率開關管狀態信號，來判斷功率開關管的動作是否和控制PWM信號保持一致；可以檢測PWM脈沖輸出故障、PWM脈沖線路故障、驅動電路故障、反饋線路故障、反饋信號接收故障；并且實時監測環路運行中的狀態；且檢測延時時間可以進行設置。本發明減小系統狀態測試的復雜程度，且移植性較高，大大降低了檢測設計成本。

技術領域

本發明涉及電傳動牽引系統，特別涉及電傳動牽引系統的保護方法及檢測裝置，具體為一種電傳動牽引系統的保護方法及檢測裝置。

背景技術

在電傳動牽引系統中，采用PWM控制的電壓源型牽引變流器，對于變流器中的功率開關器件而言，同一橋臂的上下兩個功率開關器件施加互補的驅動信號,由于功率開關器件均存在導通延時和關斷延時，且導通時間往往小于關斷時間,所以容易發生同橋臂兩只功率開關器件同時導通的短路故障。

在變流器PWM控制中必須引入一段封鎖時間,此時上下橋臂均將驅動信號封鎖以保證同橋臂上一只開關管可靠關斷后另一只開關管才能導通,以免上、下橋臂因同時導通而損壞；這段時間被稱為開關時滯,亦稱為死區時間。死區時間可以由硬件驅動電路來實現，也可以在軟件中由PWM信號發生單元來實現。

在牽引系統中，牽引控制單元輸出的PWM電平信號，經過驅動電路隔離和放大后來控制功率開關管的導通與關斷動作。此時，作為牽引控制單元檢測PWM脈沖與功率開關管的動作一致性就顯得非常重要。

對于橋式變流器而言，為了防止這種短路故障的發生,目前大多采用驅動電路來檢測功率開關管的工作狀態以對其進行保護，檢測到故障時提供一個故障信號給牽引控制單元，使牽引控制單元及時做出響應以保護牽引系統。

驅動電路具有功率開關管短路檢測和保護功能，作為牽引控制單元，只是通過收到驅動電路的故障信號來判斷是否有故障，進而進行保護動作；但驅動電路本身故障或誤報，牽引控制單元無法判別，容易導致故障的進一步擴大化或故障的誤判。

發明內容

本發明為克服現有技術中的不足，提供一種電傳動牽引系統的保護方法及檢測裝置。本發明結合功率開關管驅動電路，通過牽引控制單元檢測PWM脈沖與功率開關管的動作一致性來判斷功率開關管的狀態，對牽引系統及功率開關管進行二級保護，且可以實時檢測牽引系統中的環路系統運行狀態。

本發明是采用如下技術方案實現的：一種電傳動牽引系統的檢測裝置，包含牽引控制單元和牽引功率單元；

牽引控制單元包含主控制芯片、PWM脈沖生成與檢測判斷模塊、PWM輸出模塊、信號接收模塊；主控制芯片向PWM脈沖生成與檢測判斷模塊發送數據，PWM輸出模塊輸出六路PWM脈沖，分別為：PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、PWM5、PWM6；

牽引功率單元包含有三個橋臂，每個橋臂分為上橋臂IGBT和下橋臂IGBT；每個橋臂的上橋臂IGBT和下橋臂IGBT分別連接一個驅動電路；

第一橋臂的上橋臂IGBT1與其對應的驅動電路一連接點對應為c1、g1、e1，第一橋臂的下橋臂IGBT2與其對應的驅動電路二連接點對應為c2、g2、e2；同理，第二橋臂的上橋臂IGBT3與其對應的驅動電路三連接點對應為c3、g3、e3，第二橋臂的下橋臂IGBT4與其對應的驅動電路四連接點對應為c4、g4、e4；第三橋臂的上橋臂IGBT5與其對應的驅動電路五連接點對應為c5、g5、e5，第三橋臂的下橋臂IGBT6與其對應的驅動電路六連接點對應為c6、g6、e6；