CN105846664A - 一种列车紧急工况下辅助逆变器有序启动控制方法 - Google Patents

一种列车紧急工况下辅助逆变器有序启动控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种列车紧急工况下辅助逆变器有序启动控制方法，包括如下步骤：S1.为列车上各辅助逆变器设置有序编号；S2.接收紧急工况指令，根据所述编号和预设的标准时间周期，计算确定辅助逆变器的启动时序；S3.根据所述启动时序，有序启动辅助逆变器。本发明具有实施成本低，可靠性高等优点。

Description

一种列车紧急工况下辅助逆变器有序启动控制方法
技术领域
本发明涉及一种列车辅助逆变器启动控制方法，尤其涉及一种列车紧急工况下辅助逆变器有序启动控制方法。
背景技术
对于采用辅助逆变器并联供电方式的列车来说，辅助逆变器的启动时序是多台辅助逆变器能够成功并联供电的前提。正常工况下辅助逆变器的启动时序由列车网络系统(TCMS)来控制列车的所有辅助逆变器有序启动。然而当TCMS出现故障时，为保障列车继续运营避免出现清客现象，列车会采用紧急牵引运行模式，即紧急工况，该模式下列车的牵引运行由传动控制单元(DCU)自行控制，但对于列车上辅助逆变器的启动无法做到有序进行。因此，目前常用的控制方式都是断开列车上供电母线上的TB接触器，由各车的辅助逆变器独立工作，不进行并联供电。这种辅助逆变器供电控制方式可靠性不高，一旦某一个车的辅助逆变器发生故障，则会导致该车辅助设备如空调、照明、空压机等停止工作，严重影响列车辅助设备供电可靠性和乘客舒适度，甚至导致清客现象发生。
专利申请号为CN201510688568，名为《列车多台辅助逆变器正常启动顺序的恢复方法》的发明专利申请，属含多台逆变器的编组列车的逆变器启动顺序故障检测和故障排除方法领域，并且该方法只适用于TCMS正常工作的工况，无法满足紧急牵引工况的APU有序启动的需求。因此，研究一种在列车紧急工况下列车辅助逆变器有序启动的控制方法有着现实的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种满足列车在紧急工况下可靠、有序启动辅助逆变器的控制方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种列车紧急工况下辅助逆变器有序启动控制方法，包括如下步骤：
S1.为列车上各辅助逆变器设置有序编号；
S2.接收紧急工况指令，根据所述编号和预设的标准时间周期，计算确定辅助逆变器的启动时序；
S3.根据所述启动时序，有序启动辅助逆变器。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S2中所述预设的标准时间周期大于辅助逆变器接收启动指令到完成正常启动的时间周期。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S2中计算确定辅助逆变器的启动时序的具体步骤包括：根据辅助逆变器的编号计算所述标准时间周期的整数倍，确定该辅助逆变器的启动时序。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S3的具体步骤包括：
S3.1.判断辅助逆变器是否满足预设的启动条件，是则跳转到步骤S3.2，否则跳转到步骤S3.5；
S3.2.根据所述启动时序向辅助逆变器发送启动指令；
S3.3.监测所述辅助逆变器是否成功启动，是则跳转至步骤S3.5；否则跳转到步骤S3.4；
S3.4.将该辅助逆变器的启动时序中的启动时间向后推迟预设的整数个标准时间周期，跳转到步骤S3.1；
S3.5.结束辅助逆变器的启动步骤。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S3.4中的预设的整数包括第一整数和第二整数，具体步骤包括：
S3.4.1.判断电源母线上是否有电压，是则跳转到步骤S3.4.2，否则跳转到步骤S3.4.3；
S3.4.2.将该辅助逆变器的启动时序中的启动时间向后推迟第一整数个标准时间周期，跳转到步骤S3.1；
S3.4.3.将该辅助逆变器的启动时序中的启动时间向后推迟第二整数个标准时间周期，跳转到步骤S3.1。
作为本发明的进一步改进，所述第一整数为大于等于列车上辅助逆变器数量减二的整数，所述第二整数为大于等于列车上辅助逆变器数量减一的整数。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S3.4中的预设的整数为大于等于列车上辅助逆变器数量减一的整数。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S3.1之前还包括步骤S3.0：判断辅助逆变器是否已经启动，是则跳转到步骤S3.5，否则跳转到步骤S3.1。
作为本发明的进一步改进，通过传动控制器获取所述紧急工况启动指令，控制辅助逆变器的启动。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明无需要额外设备，通过现有设备即可实现整列车的辅助逆变器有序启动，并网工作，成本低；同时，本发明可靠性高，可有效保证列车上任意两台辅助逆变器的启动时序不会发生冲突，保证了辅助逆变器的有序启动。
附图说明
图1为本发明具体实施例的流程示意图。
图2为现有技术列车辅助供电系统结构示意图。
图3为本发明具体实施例辅助逆变器的初始启动时序图。
图4为本发明具体实施例辅助逆变器均正常启动时序图。
图5为本发明具体实施例2号APU启动失败且电源母线有电压的推迟启动时序图。
图6为本发明具体实施例1号APU启动失败且电源母线无电压的推迟启动时序图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
如图1所示，本实施例一种列车紧急工况下辅助逆变器有序启动控制方法，包括如下步骤：S1.为列车上各辅助逆变器设置有序编号；S2.接收紧急工况指令，根据编号和预设的标准时间周期，计算确定辅助逆变器的启动时序；S3.根据启动时序，有序启动辅助逆变器。
在本实施例中，列车中辅助逆变器的设置结构如图2所示，列车包括4节配备有辅助逆变器(APU)的车辆，每个辅助逆变器均配备有一个传动控制单元(DCU)，传动控制单元用于控制辅助逆变器，传动控制单元与列车网络控制系统(TCMS)连接，接收列车网络控制系统所发送的控制指令。在本实施例中，M1车的辅助逆变器编号为1，M2车的辅助逆变器编号为2，M3车的辅助逆变器编号为3，M4车的辅助逆变器编号为4。当列车进入紧急工况状态时，列车网络控制系统向传动控制单元发送紧急工况指令，传动控制单元接收到该紧急工况指令后，即根据辅助逆变器的编号和预设的标准时间周期计算辅助逆变器的启动时序。该预设的标准时间周期根据辅助逆变器正常启动所需要的时间设置，为了保证列车上各辅助逆变器启动有序进行，该标准时间周期大于辅助逆变器接收启动指令到完成正常启动的时间周期。在本实施例中，根据辅助逆变器的编号计算所述标准时间周期的整数倍，确定该辅助逆变器的启动时序。设标准时间周期为t，传动控制单元根据式(1)所示计算辅助逆变器的启动时序，
t1＝(n-1)*t (1)
式(1)中，t1为辅助逆变器的启动时序，n为辅助逆变器的编号，t为预设的标准时间周期。即M1车的传动控制单元所确定的1号辅助逆变器的启动时序为0，即M2车的传动控制单元所确定的2号辅助逆变器的启动时序为t，M3车的传动控制单元所确定的3号辅助逆变器的启动时序为2t，即M4车的传动控制单元所确定的4号辅助逆变器的启动时序为3t。在本实施例中，各辅助逆变器的初始启动时序如图3所示。
在本实施例中，步骤S3的具体步骤为：S3.1.判断辅助逆变器是否满足预设的启动条件，是则跳转到步骤S3.2，否则跳转到步骤S3.5；S3.2.根据启动时序向辅助逆变器发送启动指令；S3.3.监测辅助逆变器是否成功启动，是则跳转至步骤S3.5；否则跳转到步骤S3.4；S3.4.将该辅助逆变器的启动时序中的启动时间向后推迟预设的整数个标准时间周期，跳转到步骤S3.1；S3.5.结束辅助逆变器的启动步骤。步骤S3.1之前还包括步骤S3.0：判断辅助逆变器是否已经启动，是则跳转到步骤S3.5，否则跳转到步骤S3.1。
传动控制单元通过计算所确定辅助逆变器的启动时序，判断辅助逆变器是否已经启动，是则退出对该辅助逆变器的启动过程，否则判断辅助逆变器是否满足预设的启动条件，否则退出对该辅助逆变器的启动过程，是则根据启动时序向辅助逆变器发送启动指令启动该辅助逆变器。根据步骤S2所计算确定的启动时序为有序的启动时序，本列车上的4个辅助逆变器也将有序启动。在本实施例中，传动控制单元为辅助逆变器设置有启动允许标志，在初始状态下，该启动允许标志为不允许。传动控制单元在向辅助逆变器发送启动指令前，先判断该启动允许标志是否有效，直接向辅助逆变器发送启动指令，否则先将辅助逆变器的启动允许标志设置为有效，再向辅助逆变器发送启动指令。当辅助逆变器响应该启动指令成功启动，传动控制单元监测到辅助逆变器成功启动后，将该启动允许标志设置为无效。当列车中4个辅助逆变器均成功启动时，辅助逆变器的启动时序及启动状态如图4所示。
在本实施例中，步骤S3.4中的预设的整数包括第一整数和第二整数，具体步骤为：S3.4.1.判断电源母线上是否有电压，是则跳转到步骤S3.4.2，否则跳转到步骤S3.4.3；S3.4.2.将该辅助逆变器的启动时序中的启动时间向后推迟第一整数个标准时间周期，跳转到步骤S3.1；S3.4.3.将该辅助逆变器的启动时序中的启动时间向后推迟第二整数个标准时间周期，跳转到步骤S3.1。
在本实施例中，当其中某个辅助逆变器不能成功启动时，传动控制单元将修改该辅助逆变器的启动时序，将该辅助逆变器的启动时序根据预设的修改标准向后推迟启动时序，将启动时序向后推迟预设的整数个标准时间周期。预设的整数包括第一整数和第二整数，第一整数为大于等于列车上辅助逆变器数量减二的整数，第二整数为大于等于列车上辅助逆变器数量减一的整数。在本实施例中，第一整数取值为等于列车上辅助逆变器数量减二，第二整数取值为等于列车上辅助逆变器数量减一。并通过第一整数和标准时间周期计算辅助逆变器向后推迟的第一调整周期，如式(2)所示，
t2＝(m-2)*t (2)
式(2)中，t2为第一调整周期，m为本列车中辅助逆变器数量，t为预设的标准时间周期。当然，第一调周期可以是大于标准时间周期的m-2倍。
通过第二整数和标准时间周期计算辅助逆变器向后推迟的第二调整周期，如式(3)所示，
t3＝(m-1)*t (3)
式(3)中，t3为第二调整周期，m为本列车中辅助逆变器数量，t为预设的标准时间周期。当然，第二调周期可以是大于标准时间周期的m-1倍。
则当辅助逆变器启动不成功，且电源母线上有电压时，即表明此时列车上有其它辅助逆变器已经成功启动，则将该辅助逆变器的启动时序向后推迟m-2个标准时间周期，从而保证该辅助逆变器在下一次启动时，不会与本列车上其它辅助逆变器的启动时序相冲突。如1号辅助逆变器启动成功，2号辅助逆变器启动不成功，此时，由于1号辅助逆变器的成功启动，传动控制单元通过电压传感器即可获取电源母线上有电压，则M2车的传动控制单元将2号辅助逆变器的启动时序向后推迟2个标准时间周期。若3号辅助逆变器和4号辅助逆变器均成功启动，则此时列车上各辅助逆变器的启动时序如图5所示。
当辅助逆变器启动不成功，且电源母线上没有电压时，即表明此时列车上其它辅助逆变器均没有启动，则将该辅助逆变器的启动时序向后推迟m-1个标准时间周期，从而保证该辅助逆变器在下一次启动时，不会与本列车上其它辅助逆变器的启动时序相冲突。如1号辅助逆变器启动不成功，此时，由于列车上其它辅助逆变器根据启动时序均未启动，M1车的传动控制单元通过电压传感器检测到电源母线上无电压，则M1车的传动控制单元将1号辅助逆变器的启动时序向后推迟3个标准时间周期。若接下2辅助逆变器、3辅助逆变器和号4号辅助逆变器均成功启动，则此时列车上各辅助逆变器的启动时序如图6所示。
当然，当辅助逆变器启动不成功时，也可以不对电源母线上是否有电压进行判断，均按照电压母线上无电压的情况处理，直接将辅助逆变器的启动时序向后推迟至少列车上辅助逆变器数量减一倍个标准时间周期，即直接将预设的整数设置为大于等于列车上辅助逆变器数量减一的整数。在本实施例中，列车上辅助逆变器的数量为4，则预设的整数为大于等于3，保证列车上各辅助逆变器均能有序启动。
通过本发明的控制策略，可有效保证列车上各辅助逆变器的启动时序不发生冲突，保证各辅助逆变器有序启动，可靠性高；提高了列车在紧急工况下列车辅助设备供电的可靠性的乘客的舒适度；同时，本发明的实施无需要额外配置其它设备，实施成本低。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种列车紧急工况下辅助逆变器有序启动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.为列车上各辅助逆变器设置有序编号；
S2.接收紧急工况指令，根据所述编号和预设的标准时间周期，计算确定辅助逆变器的启动时序；
S3.根据所述启动时序，有序启动辅助逆变器。
2.根据权利要求1所述的列车紧急工况下辅助逆变器有序启动控制方法，其特征在于：所述步骤S2中所述预设的标准时间周期大于辅助逆变器接收启动指令到完成正常启动的时间周期。
3.根据权利要求2所述的列车紧急工况下辅助逆变器有序启动控制方法，其特征在于：所述步骤S2中计算确定辅助逆变器的启动时序的具体步骤包括：根据辅助逆变器的编号计算所述标准时间周期的整数倍，确定该辅助逆变器的启动时序。
4.根据权利要求3所述的列车紧急工况下辅助逆变器有序启动控制方法，其特征在于，所述步骤S3的具体步骤包括：
S3.1.判断辅助逆变器是否满足预设的启动条件，是则跳转到步骤S3.2，否则跳转到步骤S3.5；
S3.2.根据所述启动时序向辅助逆变器发送启动指令；
S3.3.监测所述辅助逆变器是否成功启动，是则跳转至步骤S3.5；否则跳转到步骤S3.4；
S3.4.将该辅助逆变器的启动时序中的启动时间向后推迟预设的整数个标准时间周期，跳转到步骤S3.1；
S3.5.结束辅助逆变器的启动步骤。
5.根据权利要求4所述的列车紧急工况下辅助逆变器有序启动控制方法，其特征在于，所述步骤S3.4中的预设的整数包括第一整数和第二整数，具体步骤包括：
S3.4.1.判断电源母线上是否有电压，是则跳转到步骤S3.4.2，否则跳转到步骤S3.4.3；
S3.4.2.将该辅助逆变器的启动时序中的启动时间向后推迟第一整数个标准时间周期，跳转到步骤S3.1；
S3.4.3.将该辅助逆变器的启动时序中的启动时间向后推迟第二整数个标准时间周期，跳转到步骤S3.1。
6.根据权利要求5所述的列车紧急工况下辅助逆变器有序启动控制方法，其特征在于：所述第一整数为大于等于列车上辅助逆变器数量减二的整数，所述第二整数为大于等于列车上辅助逆变器数量减一的整数。
7.根据权利要求4所述的列车紧急工况下辅助逆变器有序启动控制方法，其特征在于：所述步骤S3.4中的预设的整数为大于等于列车上辅助逆变器数量减一的整数。
8.根据权利要求4至7任一项所述的列车紧急工况下辅助逆变器有序启动控制方法，其特征在于：所述步骤S3.1之前还包括步骤S3.0：判断辅助逆变器是否已经启动，是则跳转到步骤S3.5，否则跳转到步骤S3.1。
9.根据权利要求8所述的列车紧急工况下辅助逆变器有序启动控制方法，其特征在于：通过传动控制器获取所述紧急工况启动指令，控制辅助逆变器的启动。
10.根据权利要求1～7任一项所述的列车紧急工况下辅助逆变器有序启动控制方法，其特征在于：通过传动控制器获取所述紧急工况启动指令，控制辅助逆变器的启动。
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