一种便携式地铁列车逆变器智能检测装置的制作方法

本发明属于城市轨道交通技术领域，尤其涉及一种便携式地铁列车逆变器智能检测装置。

背景技术：

随着中国城市的快速发展、城市人口的直线上升，我国的城市轨道交通行业步入一个跨越式发展的阶段。地铁是人员密集的公共交通系统，具有运量大、速度高、低污染、乘坐舒适等特点，设施的自动化程度高。

牵引逆变器和辅助逆变器是地铁列车的核心部件，牵引逆变器不仅需要满足车辆的动力性能、故障运行以及实现预期的运行速度，还需要满足地铁车辆特有的运行工况，辅助逆变器提供空调系统、控制电源、照明设备、空气压缩机、控制系统等交流和直流电源。

牵引逆变器和辅助逆变器的性能直接影响到地铁车辆的安全稳定运行，必须对其进行定期的检测。目前对地铁列车逆变器检测第一种是依赖整车的列车网络系统，在对整列车辆连通高压电的情况下，对列车各逆变器的运行状态、整体动作输出性能进行检测，这种方式依赖逆变器及其控制器本身的逻辑检测和列车网络通讯，而对单个逆变器的各种器件检测、各种模拟故障的逻辑动作则并不能实现，检测的结果不全面；而第二种是从列车上拆下被测逆变器，运送到专用试验台架上，由于被测逆变器的微机控制器硬件接口和被测逆变器箱硬件接口是相连通的，因此通过对逆变器微机控制器硬件接口输入控制信号，模拟故障检测动作及功能性动作，即可测试逆变器各个器件，但这个操作过程比较复杂，列车逆变器拆卸不方便，一般测试的情况下也不允许对各逆变器进行反复拆装。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种可移动式的、操作简单、检测全面且无需连接高压电源的便携式地铁列车逆变器智能检测装置。

本发明的技术方案是，一种便携式地铁列车逆变器智能检测装置，包括试验微机箱、电源箱、pc机、移动式的柜体，pc机内设有被测逆变器的测试软件，可显示和保存测试结果，试验微机箱设有与被测逆变器的微机控制器相连接的硬件接口及被测逆变器箱硬件接口相匹配的测量硬件接口并分别连通，试验微机箱与所述pc机为通信连接，所述试验微机箱设有cpu板、a/d转换板、d/a转换板、i/o输入输出板、通信板和电源板，cpu板用于接收pc机的指令，并对a/d转换板、d/a转换板、i/o输入输出板、通信板进行控制；a/d转换板采集被测逆变器的性能检测参数并传给cpu板；d/a转换板输出设定的电压电流信号给被测逆变器的微机控制器，一是实现虚拟的高压运行工况，二是用来模拟逆变器的高压运行的性能保护参数和运行故障，检测被测逆变器的保护动作并且传给cpu板；i/o输入输出板检测被测逆变器的输入输出开关信号是否正常并传给cpu板；通信板分别与pc机和地铁逆变器微机控制器进行连接，用于与pc机的数据通讯和地铁逆变器微机控制器的数据通讯；电源板将电源箱输入的dc110v直流电转化为试验微机箱所需的直流电源；试验微机箱通过接收pc机的指令，向被测逆变器的微机控制器发出控制信号或模拟量，被测逆变器的微机控制器根据自身固化程序发出开关控制信号给试验微机箱，试验微机箱再输出控制信号给被测逆变器箱并接收被测逆变器箱的反馈信号，以达到同时检测逆变器的微机控制器和逆变器箱的效果；电源箱将市电转换为110v直流电源并给整个检测装置和被测试逆变器提供电源，试验微机箱和电源箱置于移动式的柜体内。

优选的，还包括打印机，打印机将pc机中保存的检测结果打印出来。

优选的，所述试验微机箱与所述pc机通过以太网实现通信连接的。

优选的，该检测装置亦可通过列车网络与被检测逆变器的微机控制器实现通信。

本发明的有益技术效果是，地铁列车停靠至车库后，将该智能检测装置移动到地铁列车逆变器旁边，将试验微机箱分别与被检测逆变器的微机控制器和被检测逆变器箱相连通，通过试验微机箱发出模拟电压量和电流量给被检测逆变器的微机控制器的电压电流ad转换端口，实现虚拟的高压运行工况，从而在不连通地铁列车逆变器高压电dc1500v或dc750v的工况下，打开pc机发出检测指令，即可检测被检测逆变器的性能参数和模拟各种运行故障，整个操作简单、检测全面。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明与被检测逆变器及其微机控制器的硬件接口连接示意图；

图3为本发明所涉及的pc机软件界面示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

参照附图，一种便携式地铁列车逆变器智能检测装置，包括试验微机箱1、电源箱2、pc机3、移动式的柜体4，pc机3内设有被测逆变器的测试软件，可显示和保存测试结果，试验微机箱1设有与被测逆变器的微机控制器相连接的硬件接口及被测逆变器箱硬件接口相匹配的测量硬件接口并分别连通，试验微机箱1与所述pc机3通过以太网通信连接，所述试验微机箱1设有cpu板1-1、a/d转换板1-2、d/a转换板1-3、i/o输入输出板1-4、通信板1-5、电源板1-6，cpu板1-1用于接收pc机3的指令，并对a/d转换板1-2、d/a转换板1-3、i/o输入输出板1-4、通信板1-5进行控制；a/d转换板1-2采集被测逆变器的性能检测参数并传给cpu板1-1；d/a转换板1-3输出设定的电压电流信号给被测逆变器的微机控制器，一是实现虚拟的高压运行工况，二是用来模拟逆变器的高压运行的性能保护参数和运行故障，检测被测逆变器的保护动作并且传给cpu板1-1；i/o输入输出板1-4检测被测逆变器的输入输出开关信号是否正常并传给cpu板1-1；通信板1-5分别与pc机3和地铁逆变器微机控制器进行连接，用于与pc机3的数据通讯和地铁逆变器微机控制器的数据通讯；电源板1-6将电源箱2输入的dc110v直流电转化为试验微机箱1所需的直流电源；试验微机箱1通过接收pc机3的指令，向被测逆变器的微机控制器发出控制信号或模拟量，被测逆变器的微机控制器根据自身固化程序发出开关控制信号给试验微机箱1，试验微机箱1再输出控制信号给被测逆变器箱并接收被测逆变器箱的反馈信号，以达到同时检测逆变器的微机控制器和逆变器箱的效果；电源箱2将市电转换为110v直流电源并给整个检测装置和被测试逆变器提供电源，试验微机箱1和电源箱2置于移动式的柜体4内,还包括打印机5，打印机5将pc机3中保存的检测结果打印出来，该检测装置亦可通过列车网络与被检测逆变器的微机控制器实现通信。

参照附图1，本发明智能检测装置的工作过程为，地铁列车停靠至车库后，本发明该智能检测装置移动到地铁列车逆变器旁边，将试验微机箱1分别与被检测逆变器的微机控制器和被检测逆变器箱相连通，试验微机箱1接收pc机3的指令，向被测逆变器的微机控制器发出控制信号或模拟量，被测逆变器的微机控制器根据自身固化程序发出开关控制信号给试验微机箱1，试验微机箱1再输出控制信号给被测逆变器箱并接收被测逆变器箱的反馈信号，达到同时检测逆变器的微机控制器和逆变器箱的效果。所述试验微机箱1的cpu板1-1用于接收pc机3的指令，并对a/d转换板1-2、d/a转换板1-3、i/o输入输出板1-4、通信板1-5进行控制；a/d转换板1-2采集被测逆变器的微机控制器输出的功率器件驱动电压、控制电源电压、模拟输出的电机电流信号、温度信号、模拟负载给定等地铁列车实时需要检测考量的信号并传给cpu板1-1；d/a转换板1-3先输出一个电压信号给被检测逆变器的微机控制器，模拟列车运行时的网压信号，微机控制器根据网压信号及模拟给定的输入向前牵引指令，输出占空比变化的功率单元控制信号，试验微机箱1根据与被测逆变器的硬件连接端口实时检测被测逆变器的高速断路器及继电器动作、功率单元的控制信号，d/a转换板1-3再输出一个电流信号模拟u相电机电流，被测逆变器微机控制器模数转换此信号后得到u相电机电流检测值，与微机控制器里面的电机u相电流保护设定值进行比较，若检测此电机的u相电流过流，则微机控制器输出封锁被测逆变器功率器件的控制脉冲和断开被测逆变器主回路的高速断路器的命令，并把u过流的信号、u相过流的检测值、以及被测逆变器的开关动作传给试验微机箱1，试验微机箱1通过网络传给pc机3，pc机3接收这些信号和数据，进行记录和显示；所述i/o输入输出板1-4的功能为检测被测逆变器的输入输出开关信号是否正常传给cpu板1-1；所述通信板1-5，用于与pc机3的连接和地铁逆变器微机控制器的连接，分别用于与pc机3的数据通讯和地铁逆变器微机控制器的通讯；电源板1-6将电源箱2输入的dc110v直流电转化为试验微机箱1所需的直流电源。

参照附图2，所述电源箱2将市电转换为110v直流电源并给试验微机箱1和被测逆变器箱和被测逆变器微机控制器提供电源。所述试验微机箱1包含10个硬件接口cn1～cn10分别与被测逆变器箱5个硬件接口cn1-1～cn5-1和被测逆变器微机控制器5个硬件接口cn1-2～cn5-2连接，在使用该智能检测装置时断开逆变器与微机控制器的硬件连接，将该检测装置的5个硬件接口与微机控制器的硬件接口连接，另外5个硬件接口与被测逆变器箱硬件接口相匹配的测量硬件接口连接，用于被测逆变器、被测逆变器的微机控制器与试验微机箱1的信号数据传递。

本发明智能检测装置的所述pc机3上安装该智能检测装置的pc机软件，利用该pc机软件发出控制指令给试验微机箱1，试验微机箱1再发送指令数据给被测逆变器微机控制器和逆变器其它开关器件和检测装置，并采集被测逆变器及其微机控制器的反馈数据，通过试验微机箱1的通讯板1-5把数据传输到pc机3的pc机软件，在检测过程中pc机3显示并控制逆变器检测流程和结果，可把检测数据存储到pc机3上。

该检测装置可在地铁列车逆变器已装车的情况下，不连通地铁列车逆变器高压电dc1500v或dc750v的工况下，完成对单台逆变器的功能性测试工作，具有多种功能，主要包括：

该检测装置可对牵引逆变器vvvf或辅助逆变器siv的状态进行检测，例如110v控制电供电状态，通信网络状态等。

该检测装置可模拟地铁列车正常运行逻辑，发送控制指令、对控制指令进行确认，即对逆变器系统开关器件的开关动作进行检测，并对反馈信号进行判断。

该检测装置可由所述d/a转换板1-3发送指令，对逆变器系统相关传感器、电压、电流、温度采集信号进行模拟给定及转换，判断逆变器微机控制器系统电压、电流等保护阈值是否正常。

该检测装置可模拟列车运行故障，检测逆变器系统开关动作是否正常。

该检测装置可通过发送模拟开关pwm信号静态检测逆变器igbt功率单元是否正常，检测逆变器功率单元驱动板与igbt连接关系等。

参照附图3，本发明所涉及的pc机软件界面示意图，检测前，先接通检测装置的电源，再接通pc机3的电源。检测时，如附图3所示，打开本发明pc机软件，进入界面后选择检测的逆变器、检查种类、试验种类、进级模式，检测装置便可自动智能完成逆变器一系列功能性测试。测试完成后，可生成及打印最终的试验报告。

该检测装置可完成的测试试验有但不局限于以下试验：

1)控制电源电源、驱动板电源电压的确认

2)通信是否正常

3)牵引指令确认

4)主电路元件开关动作的确认

5)电流传感器检测

6)过压、过流保护动作确认

7)模拟冷却器故障

8)模拟pwm指令异常

9)保护动作时的时序确认

在测试过程中，该检测装置按顺序检测各试验项目，将各项测定值与已设置好的基准值进行比较，判断是否在阈值范围内，如正常继续进行下一项试验，如不正常将报错，操作者可在pc机软件界面中断测试及时处理故障，也可选择暂时忽略故障继续执行测试并记录故障。当测试过程中因故障中断测试，处理完故障需重新从第一项试验项目开始检测逆变器的各项功能。

如上所述，结合附图和具体实施方式，可以衍生出类似的技术方案。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。