[發明專利]一種車載變流器直流支撐電容器的容值估算裝置及方法

在審

• 申請號: 202211574104.4
• 申請日: 2022-12-08
• 公開（公告）號: CN115932524A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 仝彤;吳慶豐;傅亞林;趙海龍;倪正龍;解翔翔
• 申請（專利權）人: 新譽龐巴迪牽引系統有限公司
• 主分類號: G01R31/26
• 分類號: G01R31/26
• 代理公司: 常州市天龍專利事務所有限公司 32105
• 代理人: 于雅潔

1.一種車載變流器直流支撐電容器的容值估算裝置，其特征在于，它包括：

網壓監測單元，所述網壓監測單元用于監測受電弓或者受流器供電時的線路網壓；

電流檢測單元，所述電流檢測單元用于測量所述車載變流器充電過程中直流支撐電容器的電流；

電壓檢測單元，所述電壓檢測單元用于測量所述車載變流器充電過程中直流支撐電容器的電壓；

列車控制管理系統，所述列車控制管理系統用于接收和處理車載變流器發送的狀態信息以及控制顯示屏單元顯示故障和提示信息；

顯示屏單元，所述顯示屏單元用于顯示故障和提示信息；

數據采集單元，所述數據采集單元用于采集網壓監測單元、電流檢測單元和電壓檢測單元的測量數據，并對網壓監測單元、電流檢測單元、電壓檢測單元與牽引控制單元進行電氣隔離；

牽引控制單元，所述牽引控制單元用于計算直流支撐電容器的電容估算值，根據電容估算值對電容狀態進行判斷，并將判斷信息傳輸至車輛控制管理系統；

充電單元，所述充電單元用于對直流支撐電容器進行充電。

2.根據權利要求1所述的車載變流器直流支撐電容器的容值估算裝置，其特征在于，所述牽引控制單元包括：

數字信號處理單元，所述數字信號處理單元包括數字信號處理控制板，用于計算直流支撐電容器的電容估算值；

微機控制單元，所述微機控制單元包括微機控制板，用于根據電容估算值對電容狀態進行判斷，并與車輛控制管理系統通信，將判斷信息傳輸至車輛控制管理系統。

3.根據權利要求1所述的車載變流器直流支撐電容器的容值估算裝置，其特征在于：所述網壓監測單元包括一個網壓繼電器。

4.根據權利要求1所述的車載變流器直流支撐電容器的容值估算裝置，其特征在于：所述電流檢測單元包括1個電流傳感器。

5.根據權利要求1所述的車載變流器直流支撐電容器的容值估算裝置，其特征在于：所述電壓檢測單元包括1個電壓傳感器。

6.根據權利要求1所述的車載變流器直流支撐電容器的容值估算裝置，其特征在于：所述列車控制管理系統包括1個列車控制單元。

7.根據權利要求1所述的車載變流器直流支撐電容器的容值估算裝置，其特征在于：所述充電單元包括充電電阻、充電接觸器和分離接觸器。

8.一種如權利要求1～7中任一項所述的車載變流器直流支撐電容器的容值估算裝置的容值估算方法，其特征在于，它包括：

步驟S1、網壓繼電器監控受電弓或者受流器供電狀態，并將線路網壓狀態反饋給列車控制管理系統，列車控制管理系統根據線路網壓狀態使能車載變流器的充電操作；

步驟S2、牽引控制單元根據列車控制管理系統充電指令控制閉合充電單元的充電接觸器，使能直流支撐電容器的容值估算；

步驟S3、牽引控制單元的數字信號處理模塊采集在直流支撐電容器充電過程中的電流檢測單元數值和電壓檢測單元數值，經過運算處理將電壓和電流測量值進行積分和微分運算，計算出直流支撐電容器的電容估算值；

步驟S4、牽引控制單元的數字信號處理模塊將電容估算值傳輸到牽引控制單元的微控制單元，并通過電容估算值對直流支撐電容器的狀態進行判斷，根據判斷信息對車載變流器進行保護。

9.根據權利要求8所述的容值估算方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括如下步驟：

所述直流支撐電容器容值估算過程在充電過程中執行，在車載變流器動車前排除電容器故障；

利用車載變流器上現有的電流檢測單元和電壓檢測單元測量所需電壓值和電流值；

所述直流支撐電容器的容值估算方程為：

其中，C是直流支撐電容器的容值，u是直流支撐電容器的電壓值，ic是直流支撐電容器的電流值，t是直流支撐電容器的容值估算時間。

10.根據權利要求8所述的容值估算方法，其特征在于，所述步驟S4中，通過電容估算值對直流支撐電容器的狀態進行判斷，具體包括如下步驟：

如果電容估算值大于最大可接受值或者小于最小可接受值，則牽引控制單元封鎖車載變流器，并將故障信息通過多功能列車總線發送至列車控制管理系統，列車控制系統將故障信息在駕駛員司機顯示屏上進行顯示，提示直流支撐電容器容值異常；

如果電容估算值小于低等級，則牽引控制單元將對判斷信息進行內部事件提示和存儲；

檢查直流支撐電容器的電壓狀態，如果DC-Link電壓正常充電上升，則閉合充電單元的分離接觸器，復位直流支撐電容器容值估算使能。