一种变流器的预充电方法及相关组件与流程

本发明涉及轨道车辆控制领域，特别是涉及一种变流器的预充电方法及相关组件。

背景技术：

1、目前，动车组的牵引系统普遍采用交流-直流-交流的变流器为牵引电机供电，即牵引系统从交流电接触网受流，交流电经过变压、整流、逆变后，即接触网的交流电经整流器变成直流，逆变器对直流电逆变后，供给牵引系统中的牵引电动机使用。如果在变流器的整流器与逆变器之间，还设置有用于滤波的直流电容，为了避免电流直接施加在直流电容上，导致瞬间冲击电流过大、出现直流电容损坏的情况，通常采用预充电电路对直流电容进行预充电，将充电电流限制在一个可控、合理的范围内。

2、现有技术中，为了提高牵引系统的冗余性，一般会由多个预充电电路和多个变流模块共同构成变流器，变流模块由整流器、直流电容、逆变器构成，与多个预充电电路一一对应连接，且各变流模块之间并联，具体请参考图1，图1为常见变流器的结构示意图：预充电电路101通过变流模块中的整流器102和直流电容103连接，当变流器106启动时，首先同时闭合全部预充电电路中的全部预充电接触器，交流电经过全部预充电电阻和全部整流器，对直流环节的直流电容103进行充电，实现对启动电流的抑制，待直流电压上升到合理范围，同时断开全部预充电接触器，并闭合预充电电路中的全部主接触器，即完成整个预充电过程。但预充电回路由于包含接触器这类机械动作的开关，频繁对预充电接触器进行开闭控制，易导致预充电接触器损坏等故障出现，缩短接触器寿命，浪费资源的同时，安全性较差，严重时会导致整个牵引系统无法启动。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种变流器的预充电方法及相关组件，避免预充电接触器的触头由于长时间不使用出现氧化，进而导致触头粘连的情况；且各预充电接触器可以按照预设的开启顺序轮流进行开启，动作次数减少，降低机械动作对预充电接触器的损耗，延长预充电接触器的寿命，降低变流器的维修成本，并提高了列车整体的安全性和运营效率。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种变流器的预充电方法，变流器包括n个变流模块和n个预充电电路，各所述变流模块中包括依次连接的整流器、直流电容和变流器，各所述整流器的输出端并联，各所述变流模块中的整流器的输入端与各所述预充电电路的输出端一一对应连接，各所述预充电电路中包括预充电接触器和预充电电阻，还包括主接触器，所述预充电接触器及所述预充电电阻串联后与所述主接触器并联，n个所述预充电电路被分为m个预充电电路组，m、n为不小于2的整数，所述预充电方法包括：

3、接收到变流器启动指令时，根据预设的开启顺序确定当前待闭合的预充电电路组中的预充电接触器；

4、控制确定的预充电电路组中的预充电接触器闭合；

5、确定各所述直流电容的直流电压；

6、判断所述直流电压是否不小于预设的直流电容的阈值电压；

7、若是，则控制确定的预充电电路组中的预充电接触器断开，并控制确定的预充电电路组中的主接触器闭合。

8、一方面，当m等于n且各预充电电路组中的预充电接触器的数量为1时，根据预设的开启顺序确定当前待闭合的预充电电路组中的预充电接触器，包括：

9、确定上一次闭合的预充电接触器对应的预充电电路组；

10、根据预设的开启顺序，将开启顺序在上一次闭合的预充电电路组之后的预充电电路组作为当前待闭合的预充电电路组；

11、确定当前待闭合的预充电电路组中的预充电接触器。

12、一方面，在控制确定的预充电电路组中的预充电接触器闭合之后，还包括：

13、锁存确定的预充电电路组中的预充电接触器对应的闭合信号；

14、解除对上一次闭合的预充电接触器对应的闭合信号的锁存动作。

15、一方面，当m和n都等于2时，所述变流器包括第一预充电电路和第二预充电电路，根据预设的开启顺序确定当前待闭合的预充电电路组中的预充电接触器，包括：

16、判断所述第一预充电电路中的第一预充电接触器对应的闭合信号是否已经被锁存；

17、若所述第一预充电接触器对应的闭合信号已经被锁存，将所述第二预充电电路中的第二预充电接触器作为当前待闭合的预充电电路组中的预充电接触器；

18、若所述第一预充电接触器对应的闭合信号未被锁存，判断所述第二预充电接触器对应的闭合信号是否已经被锁存；

19、若所述第二预充电接触器闭合信号已经被锁存，将所述第一预充电电路中的第一预充电接触器作为当前待闭合的预充电电路组中的预充电接触器。

20、一方面，当所述变流器还包括n个电压传感器时，各所述电压传感器的输入端与各所述预充电电路中的输出端一一对应连接，锁存确定的预充电电路组中的预充电接触器对应的闭合信号，包括：

21、通过与确定的预充电电路组中的预充电电路连接的电压传感器，获取确定的预充电电路组中的预充电接触器在闭合时的电信号；

22、将所述电信号作为确定的预充电电路组中的预充电接触器对应的闭合信号进行锁存。

23、一方面，接收到变流器启动指令，包括：

24、确定各所述直流电容的直流电压；

25、判断所述直流电压是否小于预设的直流电容的阈值电压；

26、若是，则判定接收到变流器启动指令。

27、本发明还提供一种变流器的预充电装置，变流器包括n个变流模块和n个预充电电路，各所述变流模块中包括依次连接的整流器、直流电容和变流器，各所述整流器的输出端并联，各所述变流模块中的整流器的输入端与各所述预充电电路的输出端一一对应连接，各所述预充电电路中包括预充电接触器和预充电电阻，还包括主接触器，所述预充电接触器及所述预充电电阻串联后与所述主接触器并联，n个所述预充电电路被分为m个预充电电路组，m、n为不小于2的整数，所述预充电装置包括：

28、预充电接触器确定模块，用于接收到变流器启动指令时，根据预设的开启顺序确定当前待闭合的预充电电路组中的预充电接触器；

29、预充电接触器闭合模块，用于控制确定的预充电电路组中的预充电接触器闭合；

30、直流电压确认模块，用于确定各所述直流电容的直流电压；

31、牵引供电判别模块，用于判断所述直流电压是否不小于预设的直流电容的阈值电压；

32、主接触器闭合模块，用于若所述直流电压小于预设的直流电容的阈值电压，则控制确定的预充电电路组中的预充电接触器断开，并控制确定的预充电电路组中的主接触器闭合。

33、本发明还提供一种变流器的预充电系统，包括：

34、处理器，与变流器连接，用于实现如上述所述的变流器的预充电方法的步骤；

35、所述变流器，包括n个变流模块和n个预充电电路；

36、各所述变流模块中包括依次连接的整流器、直流电容和变流器，各所述整流器的输出端并联，各所述变流模块中的整流器的输入端与各所述预充电电路的输出端一一对应连接；

37、各所述预充电电路中包括预充电接触器和预充电电阻，还包括主接触器，所述预充电接触器及所述预充电电阻串联后与所述主接触器并联，n个所述预充电电路被分为m个预充电电路组，m、n为不小于2的整数。

38、一方面，还包括：

39、n个电压传感器，各所述电压传感器的输入端与各所述预充电电路一一对应连接，用于获取所述预充电电路组中的预充电接触器在闭合时发送的电信号。

40、本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的变流器的预充电方法的步骤。

41、本发明提供了一种变流器的预充电方法及相关组件，在根据预设的开启顺序确定当前待闭合的预充电电路组中的预充电接触器时，由于n个预充电电路被分为m个预充电电路组，即每个预充电电路中的预充电接触器都有对应预充电电路组，且m、n为不小于2的整数，即不存在只有一个预充电电路组的情况，保证了在控制确定的预充电电路组中的预充电接触器闭合时，每个预充电电路中的预充电接触器都会定期进行机械动作，避免预充电接触器的触头由于长时间不使用出现氧化，进而导致触头粘连的情况；且各预充电接触器可以按照预设的开启顺序轮流进行开启，动作次数减少，降低机械动作对预充电接触器的损耗，延长预充电接触器的寿命，降低变流器的维修成本，并提高了列车整体的安全性和运营效率。