一种地铁列车牵引逆变器高压带负载测试平台的制作方法

本发明涉及轨道交通牵引系统领域，尤其涉及一种地铁列车牵引逆变器高压带负载测试平台。

背景技术：

地铁列车牵引系统逆变模块作为一套专用于轨道交通的专业设备，大多设备来自于进口，因技术和市场垄断，其控制方式、模块接口、器件功能等信息并不对外开放，市场上并无针对地铁列车牵引系统逆变模块进行带负载试验的专用设备。本实用新型可填补这一市场空白，能对地铁列车牵引系统逆变模块进行带负载试验，判断逆变模块功能的完整，发现逆变模块的故障，为地铁列车运行和维修提供辅助。

技术实现要素：

本发明提供一种地铁列车牵引逆变器高压带负载测试平台，不光具备各型号列车牵引系统功率模块关键器件如IGBT、IGBT驱动器等的常规测试的能力，还具备牵引系统功率模块整机动态测试能力，可模拟车辆正常运行环境，为模块提供全面、准确的测试环境，同时本平台还具备设备组成简易、操作简便、安全性高且成本低等特点。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种地铁列车牵引逆变器高压带负载测试平台，包括：DC1500V 静调电源柜、高压电源柜、滤波设备、牵引逆变模组、负载、主逆变器测试控制台，其特征在于，所述DC1500V静调电源柜连接所述高压电源柜，所述高压电源柜连接滤波设备，所述滤波设备连接所述牵引逆变模组，所述牵引逆变模组连接三相负载。

进一步地，所述主逆变器测试控制台包括按钮指示灯、工控机、控制软件、示波器、便携式操作终端，通过所述主逆变器测试控制台判断反馈脉冲是否正常及逆变模块功能的完整性。

进一步地，所述主逆变器是集三相全桥逆变器与制动斩波与一体的牵引功率模块。

进一步地，所述高压电源柜分为三个彼此独立的隔间以提供必要的电气防护措施，降低相互之间的干扰，分别为：高压接线隔间、主逆变电源隔间、弱电控制隔间。

进一步地，所述滤波设备包括一种电源滤波柜，内部含由LC滤波电路、放电电路、浪涌吸收电路构成。

进一步地，所述牵引逆变模组包括一个机座，用于固定主逆变模块的安装座，并且可以用于主逆变模块温度检测及冷却。

进一步地，所述负载由三相感性负载和制动电阻两部分组成。

本实用新型模拟列车牵引系统控制单元产生脉冲信号，并控制脉冲的开启和关断。按一定的规则对各脉冲信号进行脉宽调制，满足线性调整逆变器输出功率的功能要求。本实用新型通过对列车牵引系统功率模块反馈脉冲的检测，判断反馈脉冲是否正常，依次判断逆变模块功能的完整性，发现逆变模块的故障，在短路、过压、过流、过温等异常情况下及时保护。

1、主逆变器

主逆变器是集三相全桥逆变器与制动斩波与一体的牵引功率模块。如图1，其中三相全桥电路在微处理器的闭环控制下运行，产生 VVVF输出，在低频段采用异步调制方式，载波频率相对提高，改善输出特性对称性；中频段采用分段同步调制方式，输出三相波形严格对称；高频段采用方波输出，使输出效率最高。而制动斩波部分在电阻制动时将电流消耗在制动电阻上。

2、试验台主要设备构成

主逆变器试验台主要由高压电源柜、滤波电感器、试验机座、三相负载、测试控制台几个部分组成。见图2。

系统1500V高压电源由地铁1500V静调电源柜引出，经高压电源柜底部线槽出线接入主逆变器试验台电源滤波柜，电源经过滤波后接入中压电气箱；中压电气箱高压侧输出端经底部线槽接入主逆变器试验台输入端；试验台输出端由底部线槽接入中压电气箱中压输入侧，再由中压电气箱中压输出侧连接负载。

主逆变模块测试控制台控制各个断路器、接触器的合闸和分闸，控制各控制板件工作模式，并且通过读取设置在系统内各个位置的传感器和仪器仪表信号实时监控系统运行数据。

2.1高压电源柜

高压电源柜分为三个彼此独立的隔间以提供必要的电气防护措施，降低相互之间的干扰，分别为：高压接线隔间、主逆变电源隔间、弱电控制隔间。

高压电源柜作为专门的电源分配柜：

用来引入、隔离和分配1500V直流母线电源；

用来接地隔离1500V输入电路，保护操作检修人员安全；

对母线过电压过电流进行有效保护的机柜；

用于上电瞬间电流抑制的预充电电路。

2.2电源滤波柜

电源滤波柜内部含由LC滤波电路、放电电路、浪涌吸收电路构成：

用于抑制IGBT频繁开通关断、以及电流谐波对母线产生的干扰，保证输入电压的稳定，也减小传到及辐射干扰，避免对周边电子设备而产生的误动作及误显示；

用于1500V供电电路断电后，储能器件中的能量释放；

用于高断、接触器分合瞬间的电压尖峰吸收。

2.3实验机座

用于固定主逆变模块的安装座；

用于主逆变模块温度检测及冷却。

2.4负载

负载由三相感性负载和制动电阻两部分组成。感性负载为三相逆变模块提供负载，模拟实际运行中电机，在测试中让模块输出电流能达到其允许最大值。

制动电阻为不锈钢电阻，其特点是耐受脉冲能量能力较强，模拟实际车运行中斩波制动情况，测试斩波部分是否能正常工作。

主负载及制动电阻均采用冷却风机强迫风冷，并装有温度传感器。

2.5主逆变器测试控制台

主逆变测试控制台：

主逆变测试控制台(含按钮指示灯、工控机、控制软件、打印机、 UPS电源)、示波器、便携式操作终端等组成。

测试控制台位于控制间内，采用220V/380V供电，琴台式结构。控制台的上部是操作和显示区域，有显示器、牵引控制器、按钮、指示灯等；下部柜子内是低压电气控制柜，主要是继电器、接触器、计算机、工控机、接线排、测试仪器等。测试控制台给试验设备提供所有的控制信号、风机电源并接受所有的反馈信号，实现对牵引逆变模块运行的控制和检测。

用于控制实验系统主逆变测试系统所有设备的启停等控制命令的输入及显示、人机界面、安全保护、数据监测、数据储存、数据输出。

本实用新型的有益效果：

本实用新型是一种集成的对列车牵引系统功率模块进行测试的平台，不但可进行单项电气元器件性能测试，更可模拟列车控制单元发出信号脉冲进行模块的动态测试，以此来初步判断被检测模块是否符合要求，能否完成长期上道工作任务。

本实用新型所测试的模块各电气元件数据可一次性集成获取，系统集成度高，数据处理速度快，实现了系统的高效性和及时性，真正做到了低成本高效能。

本实用新型较之传统单项测试仪器仪表的优点如下：

1、精确测试功率模块各项电气元件的性能；

2、初步判定组成模块的各电气元件之间的兼容性、配合度；

3、测试数据实时显示。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为主逆变器试验台原理图框图；

图2为主逆变器的电路图；

图3为实验机座结构图；其中，1-风道；2-ocu模块；3-风机。

图4为负载结构图；其中，4-制动电阻箱；5-感性负载；6-风扇。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。下文中将详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和 /或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本实用新型用于对列车牵引逆变模块进行检测，不仅可以测试关键器件的性能参数，同时可以对模块整机的性能进行试验，可以较为方便的鉴别模块性能是否满足使用要求。

产品设计以满足牵引逆变模块的各项例行试验为目的，将多种仪器有机结合，通过软件程序进行资源的调配和控制，模拟列车运行时牵引逆变模块的工作状态，对反馈信号进行检测，判断模块是否正常工作。

本产品的结构主要可分为五部分：高压电源柜、滤波电感器、试验机座、三相负载、测试控制台。

高压电源柜分为三个彼此独立的隔间以提供必要的电气防护措施，降低相互之间的干扰，分别为：高压接线隔间、主逆变电源隔间、弱电控制隔间。

系统1500V高压电源由地铁1500V静调电源柜引出，经高压电源柜底部线槽出线接入主逆变器试验台电源滤波柜，电源经过滤波后接入中压电气箱；中压电气箱高压侧输出端经底部线槽接入主逆变器试验台输入端；试验台输出端由底部线槽接入中压电气箱中压输入侧，再由中压电气箱中压输出侧连接负载。

电源滤波柜内部含由LC滤波电路、放电电路、浪涌吸收电路构成：。用于抑制IGBT频繁开通关断、以及电流谐波对母线产生的干扰，保证输入电压的稳定，也减小传到及辐射干扰，避免对周边电子设备而产生的误动作及误显示；用于1500V供电电路断电后，储能器件中的能量释放；用于高断、接触器分合瞬间的电压尖峰吸收。

实验机座用于固定主逆变模块的安装座；用于主逆变模块温度检测及冷却。

负载由三相感性负载和制动电阻两部分组成。

感性负载为三相逆变模块提供负载，模拟实际运行中电机，在测试中让模块输出电流能达到其允许最大值。

制动电阻为不锈钢电阻，其特点是耐受脉冲能量能力较强，模拟实际车运行中斩波制动情况，测试斩波部分是否能正常工作。

主负载及制动电阻均采用冷却风机强迫风冷，并装有温度传感器。

主逆变测试控制台(含按钮指示灯、工控机、控制软件、打印机、 UPS电源)、示波器、便携式操作终端等组成。

测试控制台位于控制间内，采用220/380V供电，琴台式结构。控制台的上部是操作和显示区域，有显示器、牵引控制器、按钮、指示灯等；下部柜子内是低压电气控制柜，主要是继电器、接触器、计算机、工控机、接线排、测试仪器等。测试控制台给试验设备提供所有的控制信号、风机电源并接受所有的反馈信号，实现对牵引逆变模块运行的控制和检测。

本产品除了具有完善的功能、较高的测试精度之外，还拥有良好的人机交互界面，非常方便人员操作，可用于牵引逆变模块的日常检测和维修后试验，能够极大的提高工作效率。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。