CN108983003B - 一种车载电网系统试验台 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车载电网系统试验台，主控台、升压斩波器测试单元、440V开关箱/24V开关箱测试单元、440V电池/24V电池测试单元和车载电网控制器测试单元；主控台在获取列车测试指令时，对升压斩波器测试单元、440V开关箱/24V开关箱测试单元、440V开关箱/24V开关箱测试单元和车载电网控制器测试单元进行控制，从而对车载电网的供电能力或者车载电网故障模式进行测试，以对磁悬浮列车的整车供电架构和供电电源的设计进行指导。

Description

一种车载电网系统试验台

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，具体而言，涉及一种车载电网系统试验台。

背景技术

目前，高速列车的速度是越来越快，如即将投入使用的磁悬浮列车的最高时速可以到达503公里/小时。在磁悬浮列车高速运行的时候，车体处于悬浮状态，那么是无法通过传统列车的受电弓等供电设备通过可接触的方式获取电能，而只能通过非接触的方式即：通过直线发电机获取电能。而直线发电机的发电能力与磁悬浮列车的速度相关，因此磁浮列车的供电功率与速度相关。说明磁悬浮列车所使用的车载电网的供电方式与传统列车的车载电网的供电方式不同。

由于磁悬浮列车所使用的车载电网的供电方式与传统列车的车载电网的供电方式不同，那么针对传统列车的车载电网的供电能力进行测试的实验设备就不能对磁悬浮列车所使用的车载电网的供电能力进行测试。

目前，没有对磁悬浮列车所使用的车载电网的供电能力进行测试的设备。

发明内容

为解决上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种车载电网系统试验台。

第一方面，本发明实施例提供了一种车载电网系统试验台，包括：主控台、升压斩波器测试单元、440V开关箱/24V开关箱测试单元、440V电池/24V电池测试单元和车载电网控制器测试单元；

所述主控台、所述升压斩波器测试单元、所述440V开关箱/24V开关箱测试单元、所述440V开关箱/24V开关箱测试单元和所述车载电网控制器测试单元之间能够进行数据交互；

所述主控台，用于获取列车测试指令，并根据获取到的所述列车测试指令对升压斩波器测试单元、440V开关箱/24V开关箱测试单元、440V开关箱/24V开关箱测试单元和车载电网控制器测试单元进行控制，对车载电网的供电能力或者车载电网故障模式进行测试。

本发明实施例上述第一方面提供的方案中，提供一种车载电网系统试验台，包括主控台、升压斩波器测试单元、440V开关箱/24V开关箱测试单元、440V电池/24V电池测试单元和车载电网控制器测试单元；主控台在获取列车测试指令时，对升压斩波器测试单元、440V开关箱/24V开关箱测试单元、440V开关箱/24V开关箱测试单元和车载电网控制器测试单元进行控制，从而对车载电网的供电能力或者车载电网故障模式进行测试，与相关技术中没有对磁悬浮列车所使用的车载电网的供电能力进行测试的设备相比，可以对磁悬浮列车的车载电网的供电能力或者车载电网故障模式进行测试，对磁悬浮列车的整车供电架构和供电电源的设计进行指导。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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他的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的车载电网系统试验台通讯架构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的车载电网系统试验台组网架构示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的车载电网系统试验台中，列车速度与单位时间内的额定输出电能的对应关系；

图4示出了本发明实施例所提供的车载电网系统试验台中，列车速度与单位时间内的负载电能的对应关系；

图5示出了本发明实施例所提供的车载电网系统试验台中，主控台对磁悬浮列车每节车厢所安装的升压斩波器的逻辑模拟示意图；

图6示出了本发明实施例所提供的车载电网系统试验台的配电示意图；

图7示出了本发明实施例所提供的车载电网系统试验台中，发电机转子频率与电阻值关系曲线图。

图标：1-主控台；2-车载电网控制器控制柜；3-车载电网控制器安装台；4-升压斩波器控制柜；5-升压斩波器模拟供电轨柜；6-升压斩波器模拟直线发电机柜；7-升压斩波器电阻柜；8-升压斩波器安装台；9-直/直变换器控制柜；10-直/直变换器接触器柜；11-直/直变换器电阻柜；12-直/直变换器安装台；13-440V开关箱/24V开关箱控制柜；14-440V可逆电源柜；15-440V开关箱/24V开关箱接触器柜；16-440V开关箱/24V开关箱电阻柜；17-440V开关箱安装台；18-逆变电源控制柜；19-逆变电源接触器柜；20-逆变电源电阻柜；21-逆变电源1安装台；22-440V电池/24V电池控制柜；23-440V电池充放电功率柜；24-440V电池安装台；25-24V电池安装台25。

具体实施方式

在磁悬浮列车高速运行的时候，车体处于悬浮状态，那么是无法通过传统列车的受电弓等供电设备通过可接触的方式获取电能，而只能通过非接触的方式即：通过直线发电机获取电能。而直线发电机的发电能力与磁悬浮列车的速度相关，因此磁浮列车的供电功率与速度相关。说明磁悬浮列车所使用的车载电网的供电方式与传统列车的车载电网的供电方式不同。由于磁悬浮列车所使用的车载电网的供电方式与传统列车的车载电网的供电方式不同，那么针对传统列车的车载电网的供电能力进行测试的实验设备就不能对磁悬浮列车所使用的车载电网的供电能力进行测试。目前，没有对磁悬浮列车所使用的车载电网的供电能力进行测试的设备。基于此，本申请实施例提供一种车载电网系统试验台，该车载电网系统试验台包括：主控台、升压斩波器测试单元、440V开关箱/24V开关箱测试单元、440V电池/24V电池测试单元和车载电网控制器测试单元；主控台在获取列车测试指令时，对升压斩波器测试单元、440V开关箱/24V开关箱测试单元、440V开关箱/24V开关箱测试单元和车载电网控制器测试单元进行控制，从而对车载电网的供电能力或者车载电网故障模式进行测试。

本申请方案通过提供一种车载电网系统试验台，该车载电网系统试验台包括：主控台、升压斩波器测试单元、440V开关箱/24V开关箱测试单元、440V电池/24V电池测试单元和车载电网控制器测试单元；主控台在获取列车测试指令时，对升压斩波器测试单元、440V开关箱/24V开关箱测试单元、440V开关箱/24V开关箱测试单元和车载电网控制器测试单元进行控制，从而对车载电网的供电能力或者车载电网故障模式进行测试，以对磁悬浮列车的整车供电架构和供电电源的设计进行指导。

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请做进一步详细的说明。

实施例

参见图1所示的车载电网系统试验台通讯架构示意图，以及图2所示的车载电网系统试验台组网架构示意图，本实施例提出的车载电网系统试验台，可以包括以下设备：

主控台1、升压斩波器测试单元、440V开关箱/24V开关箱测试单元、440V电池/24V电池测试单元和车载电网控制器测试单元。

上述主控台1、上述升压斩波器测试单元、上述440V开关箱/24V开关箱测试单元、上述440V开关箱/24V开关箱测试单元和上述车载电网控制器测试单元之间能够进行数据交互。

上述主控台1，用于获取列车测试指令，并根据获取到的上述列车测试指令对升压斩波器测试单元、440V开关箱/24V开关箱测试单元、440V开关箱/24V开关箱测试单元和车载电网控制器测试单元进行控制，对车载电网的供电能力或者车载电网故障模式进行测试。

在一个实现方式中，上述主控台1，可以包括：中央控制单元、打印机、显示器、键盘和鼠标。

其中，中央控制单元，分别与上述打印机、上述显示器、上述键盘和上述鼠标连接。

通过上述主控台1的描述可以看出，上述主控台1可以采用现有技术中任何可以对升压斩波器测试单元、440V开关箱/24V开关箱测试单元、440V电池/24V电池测试单元和车载电网控制器测试单元进行控制的计算设备，这里不再赘述。

根据测试不同，上述列车测试指令包括但不限于：供电能力测试指令、强制停车模式测试指令、和车载电网关闭模式测试指令。

当对车载电网的供电能力进行测试时，上述主控台，具体用于执行以下步骤(1)至步骤(8)：

(1)获取供电能力测试指令，上述供电能力测试指令中携带有列车速度；

(2)根据上述列车速度，确定与上述列车速度对应的模拟直线发电机柜参数；

(3)根据上述模拟直线发电机柜参数，对升压斩波器测试单元进行控制，使得上述升压斩波器测试单元在单位时间内产生第一电能；

(4)获取上述升压斩波器测试单元在单位时间内产生的上述第一电能；

(5)当上述第一电能与上述列车速度对应的单位时间内的额定输出电能相同时，确定上述列车速度对应的单位时间内的负载电能，并根据上述单位时间内的负载电能对440V开关箱/24V开关箱测试单元进行控制，使得440V开关箱/24V开关箱测试单元能够在单位时间内消耗上述负载电能；

(6)根据上述升压斩波器测试单元产生的上述第一电能和负载电能，得到上述440V电池/24V电池测试单元在单位时间内应产生的需求电能，并根据上述需求电能对上述440V电池/24V电池测试单元进行控制，使得上述440V电池/24V电池测试单元在单位时间内产生第二电能；

(7)获取上述440V电池/24V电池测试单元在单位时间内产生第二电能；

(8)根据上述第一电能、上述第二电能和上述负载电能，得到供电能力测试结果。

在上述步骤(1)中，技术人员可以通过主控台上设置的键盘和鼠标选择想要测试的磁悬浮列车的列车速度，触发供电能力测试指令。

上述的列车速度在0至600公里/小时之间。

在上述步骤(2)中，可以通过预设在主控台中的列车速度与模拟直线发电机柜参数的对应关系中，得到与上述列车速度对应的模拟直线发电机柜参数。

其中，列车速度与模拟直线发电机柜参数的对应关系中，模拟直线发电机柜参数包括但不限于：电阻1.76Ω、电感930μH、电压0至622V、发电机转子频率0至1938Hz。

上述模拟直线发电机柜参数中，电压0至622V和发电机转子频率0至1938Hz在0至600公里/小时之间线性均匀分布、电阻是随发电机转子频率变化的、电感是固定值。

在一个实施方式中，上述电阻的电阻值＝K*0.12*(1+80*0.0039)；其中，系数K的取值可以是如图7所示的发电机转子频率与电阻值关系曲线图中得到。

比如：300公里时，发电机转子频率为969Hz，通过图7所示可以得知969Hz对应的系数K的数值为4.1，那么，300公里时电阻的电阻值应该设置为4.1*0.12*(1+80*0.0039)＝0.646Ω。

那么，300公里对应的模拟直线发电机柜参数可以是：电阻0.646Ω、电感930μH、电压311V、发电机转子频率969Hz。

在上述步骤(3)中，主控台根据上述模拟直线发电机柜参数，对升压斩波器测试单元中的升压斩波器模拟直线发电机柜进行控制，使得升压斩波器模拟直线发电机柜向升压斩波器测试单元中的升压斩波器供电，那么升压斩波器在升压斩波器模拟直线发电机柜的供电下，在单位时间内产生第一电能。

其中，升压斩波器测试单元中的所有升压斩波器在单位时间内产生的电能之和为单位时间内的第一电能。

当磁悬浮列车的速度在0至125公里/小时的任意速度运行时，由于磁悬浮列车的速度较低，仅通过直线发电机(本申请中是升压斩波器模拟直线发电机柜)不能提供足够的电能，因此需要使用外部供电来补足供电不足的部分，为了对0至125公里/小时之间的速度时的供电能力进行测试，上述主控台，用于根据上述模拟直线发电机柜参数，对升压斩波器测试单元进行控制，使得上述升压斩波器测试单元在单位时间内产生第一电能，可以执行以下步骤(31)至步骤(32)：

(31)根据上述模拟直线发电机柜参数，对上述升压斩波器模拟直线发电机柜进行控制，使得上述升压斩波器模拟直线发电机柜向上述至少两个升压斩波器中的每个升压斩波器进行供电；

(32)当上述列车速度小于等于速度阈值时，控制上述升压斩波器模拟供电轨柜向上述至少两个升压斩波器中的每个升压斩波器进行供电；从而使得每个升压斩波器在上述升压斩波器模拟直线发电机柜和上述升压斩波器模拟供电轨柜共同供电下，在单位时间内产生第一电能。

在上述步骤(32)中，上述速度阈值为125公里/小时。

上述升压斩波器模拟供电轨柜，设置在上述升压斩波器测试单元中，用于在对0至125公里/小时之间的速度时的供电能力进行测试时提供实际的电能，以从磁悬浮列车外部对磁悬浮列车提供电量。

通过以上步骤(31)至步骤(32)的描述可以看出，当磁悬浮列车的速度较低时，启动升压斩波器测试单元中的升压斩波器模拟供电轨柜提供外部供电，对磁悬浮列车的速度较低时的磁悬浮列车的供电能力进行测试。

在上述步骤(4)中，主控台通过升压斩波器测试单元中设置的升压斩波器控制柜获取上述升压斩波器测试单元在单位时间内产生的第一电能。

在上述步骤(5)中，主控台中可以预存有图3所示的列车速度与单位时间内的额定输出电能(输出功率)的对应关系；以及图4所示的列车速度与单位时间内的负载电能(负载功率)的对应关系。

具体地，上述主控台可以从列车速度与单位时间内的额定输出电能的对应关系中获取当前测试的列车速度下的单位时间内的额定输出电能，并将当前测试的列车速度下的单位时间内的额定输出电能与第一电能进行比对，当上述第一电能与上述列车速度对应的单位时间内的额定输出电能相同时，说明升压斩波器测试单元中设置的升压斩波器是属于正常工作状态，并未出现故障。

那么主控台就继续从列车速度与单位时间内的负载电能的对应关系中获取当前测试的列车速度下磁悬浮列车在单位时间内消耗的负载电能；并按照单位时间内消耗的负载电能对440V开关箱/24V开关箱测试单元的440V可逆电源柜进行控制，使得440V可逆电源柜能够在单位时间内消耗上述负载电能。

在上述步骤(6)中，上述440V电池/24V电池测试单元的440V可逆电源柜在单位时间内应产生的需求电能＝负载电能-第一电能。

根据上述需求电能对上述440V电池/24V电池测试单元中的440V电池充放电功率柜进行控制，在单位时间内产生第二电能。

在上述步骤(7)中，通过440V电池/24V电池测试单元中的440V电池/24V电池控制柜，获取上述440V电池充放电功率柜产生的上述第二电能。

上述步骤(8)，可以包括以下步骤(81)至步骤(83)：

(81)计算上述第一电能和上述第二电能之和；

(82)当上述第一电能和上述第二电能之和大于等于负载电能时，得到供电能力合格的供电能力测试结果；

(83)当上述第一电能和上述第二电能之和小于负载电能时，得到供电能力不合格的供电能力测试结果。

在通过以上描述对供电能力进行测试的主控台的功能进行描述之后，继续通过以下内容，对升压斩波器测试单元、440V开关箱/24V开关箱测试单元和440V电池/24V电池测试单元所包含的设备以及在供电能力进行测试过程中实现的功能做进一步描述。

上述升压斩波器测试单元，包括：升压斩波器控制柜4、升压斩波器模拟直线发电机柜6、升压斩波器模拟供电轨柜5、升压斩波器电阻柜7、和至少两个升压斩波器(图1中未示出)。

上述升压斩波器控制柜4，分别与上述升压斩波器模拟直线发电机柜6、上述升压斩波器模拟供电轨柜5、上述升压斩波器电阻柜7、上述至少两个升压斩波器中的每个升压斩波器连接。

上述升压斩波器控制柜4、上述升压斩波器模拟直线发电机柜6、和上述升压斩波器模拟供电轨柜5还能够分别与上述主控台1进行数据交互。

上述升压斩波器模拟直线发电机柜6和上述升压斩波器模拟供电轨柜5，用于在上述主控台1的控制下向上述至少两个升压斩波器中的每个升压斩波器供电。

上述至少两个升压斩波器中的每个升压斩波器供电，用于在单位时间内产生第一电能。

上述升压斩波器控制柜4，用于将上述至少两个升压斩波器产生的上述第一电能反馈给上述主控台1。

在一个实施方式中，每个升压斩波器安装可以分别安装在不同的升压斩波器安装台8上。

可选地，如图2所示，升压斩波器测试单元可以设置有两个升压斩波器且这两个升压斩波器并联连接。当然，也可以根据测试需要增加升压斩波器测试单元中的升压斩波器数量，这里不再赘述。

在一个实现方式中，上述升压斩波器模拟供电轨柜5的工作参数是：功率是150千瓦、直流电压是274V至358V。

具体地，上述440V开关箱/24V开关箱测试单元，包括：440V开关箱/24V开关箱控制柜13、440V开关箱/24V开关箱接触器柜15、440V开关箱/24V开关箱电阻柜16、440V电网开关箱(图1中未示出)、24V电网开关箱(图1中未示出)和440V可逆电源柜14。

上述440V开关箱/24V开关箱控制柜13，分别与上述440V开关箱/24V开关箱接触器柜15、上述440V开关箱/24V开关箱电阻柜16、上述440V电网开关箱和上述24V电网开关箱和440V可逆电源柜14连接。

上述440V开关箱/24V开关箱控制柜13和上述440V可逆电源柜14能够与上述主控台1进行数据交互；

上述440V可逆电源柜14，用于在上述主控台1的控制下在单位时间内消耗上述负载电能。

在上述440V开关箱/24V开关箱测试单元中，上述440V电网开关箱安装在440V开关箱安装台17上，上述24V电网开关箱安装在24V开关箱安装台上。

具体地，上述440V电池/24V电池测试单元，包括：440V电池/24V电池控制柜22、440V电池充放电功率柜23、440V蓄电池(图1中未示出)和24V蓄电池(图1中未示出)。

上述440V电池/24V电池控制柜22，分别与上述440V电池充放电功率柜23、上述440V蓄电池和上述24V蓄电池连接；

上述440V电池/24V电池控制柜22和上述440V电池充放电功率柜23还能够分别与上述主控台1进行数据交互。

上述440V电池充放电功率柜23，用于在上述主控台1的控制下，在单位时间内产生第二电能。

上述440V电池/24V电池控制柜22，用于将上述440V电池充放电功率柜23产生的上述第二电能反馈给上述主控台。

其中，上述440V蓄电池设置在440V电池安装台24上，上述24V蓄电池设置在24V电池安装台25上。

在通过以上内容对车载电网的供电能力测试的过程进行描述之后，继续通过以下内容对车载电网故障模式的测试流程进行描述。

上述车载电网故障模式，包括但不限于：车载电网关闭模式和强制停车模式。

当对强制停车模式进行测试时，上述主控台，还具体用于执行以下步骤(1)至步骤(4)：

(1)当获取到强制停车模式测试指令时，向上述440V电池/24V电池控制柜发送上述440V蓄电池的放电指令；其中，上述放电指令中携带有上述440V蓄电池的电池放电量；

(2)接收上述升压斩波器控制柜发送的第一升压斩波器故障信息，上述第一升压斩波器故障信息包括：上述升压斩波器测试单元中已经故障的第一升压斩波器数量；

(3)根据预存的强制停车升压斩波器故障数量和上述第一升压斩波器数量，得到需要模拟出现故障的升压斩波器的第二升压斩波器数量；

(4)模拟上述第二升压斩波器数量的升压斩波器出现故障，并向上述车载电网控制器测试单元发送第二升压斩波器故障信息，使得上述车载电网控制器测试单元向磁悬浮列车的运行控制系统发出强制停车指令；其中，上述第二升压斩波器故障信息包括：第二升压斩波器数量。

在上述步骤(1)中，技术人员可以通过主控台上设置的键盘和鼠标选择上述440V蓄电池的电池放电量，从而触发供电能力测试指令。

在上述步骤(3)中，升压斩波器在出现故障时会对440V电网的供电造成影响，当升压斩波器发生故障的数目达到一定值的时候，会引发强制停车。在不同故障组合下导致磁悬浮列车强制停车的升压斩波器故障数量是不相同的。

在一个实施方式中，参见图5所示的磁悬浮列车每节车厢所安装的升压斩波器的逻辑模拟示意图。

其中，磁悬浮列车的每个电网所属的8个升压斩波器被分为4个组，一组有两个升压斩波器。每个“与”门与4个电网的同一组的2个升压斩波器相连，每个“与”门的输出信号状态与8个升压斩波器状态相关。同一电网同一组的两个升压斩波器通过一个“或”门连接。升压斩波器的状态信号以高电平表示工作正常，低电平表示故障。当同一电网的同一组的两个升压斩波器出现故障(低电平)时，会导致一个“与”门的输出为低电平。当2个与门的输出都为低电平，会导致组合逻辑器件的输出为低电平，当组合逻辑器件的输出为低电平时会引起强制停车。只有当3个以上的“与”门输出为高电平，组合逻辑器件的输出才为高电平，当组合逻辑器件为高电平时，表示不会引发强制停车。从图5可以看出，磁悬浮列车当每一电网每一组有一个升压斩波器发生故障时，都不会引发强制停车。一个电网有1到3个升压斩波器出现故障时不会引发强制停车(考虑其它3个电网都正常，只有1个电网有升压斩波器故障的情况)，4到5个升压斩波器发生故障时可能发生强制停车，6到8个升压斩波器发生故障时则会引发强制停车。一节磁悬浮列车车厢可以不引起强制停车的升压斩波器故障最大数目为20个。

如果是磁悬浮列车的端车，则由于有2个电网只有7个升压斩波器，当只有7个升压斩波器的电网出现升压斩波器故障时，有1到2个升压斩波器出现故障时不会发生强制停车，当有3到4个升压斩波器出现故障时可能但不必然发生强制停车，当有5到8个升压斩波器发生故障时则会产生强制停车。一节端车可以不引起强制停车的升压斩波器故障最大数目为18个。

所以，第二升压斩波器数量＝强制停车升压斩波器故障数量-第一升压斩波器数量。

通过以上的描述可以看出，强制停车的是非端车车厢时，强制停车升压斩波器故障数量为21；强制停车的是端车车厢时，强制停车升压斩波器故障数量为19。

在一个实施方式中，如图2所示，升压斩波器测试单元中设置有两个升压斩波器，那么强制停车的是非端车车厢时，第二升压斩波器数量为19；强制停车的是端车车厢时，第二升压斩波器数量为17。

在上述步骤(4)中，主控台可以按照图5所示的逻辑示意图，模拟出多个升压斩波器正常工作的情况，并在需要进行强制停车模式测试时，将模拟出的多个升压斩波器中的第二升压斩波器数量的升压斩波器置于低电平，从而模拟上述第二升压斩波器数量的升压斩波器出现故障。

为了完成上述强制停车模式测试，上述440V电池/24V电池控制柜，还具体用于执行以下步骤(1)至步骤(3)：

(1)当接收到上述主控台发送的放电指令时，按照上述放电指令中携带的上述440V蓄电池的电池放电量控制上述440V蓄电池进行放电操作；

(2)获取上述440V蓄电池的实际放电量；

(3)当上述440V蓄电池的实际放电量大于预设的预留允许放电量时，向上述升压斩波器控制柜发送蓄电池放电量过大信息。

在上述步骤(3)中，上述预留允许放电量，是指磁悬浮列车在刹车时所需要使用的放电量。如果电池放电量大于预留允许放电量，那么表示升压斩波器的电能输出异常，表示升压斩波器出现了故障。所以，在强制停车模式测试过程中令440V蓄电池的放电量大于预留允许放电量，以得到升压斩波器出现故障的情况。

相应的，为了完成上述强制停车模式测试，上述升压斩波器控制柜，还具体用于执行以下步骤(1)至步骤(4)：

(1)接收上述440V电池/24V电池控制柜发送的上述蓄电池放电量过大信息；

(2)将上述蓄电池放电量过大信息分别发送给上述至少两个升压斩波器中的每个升压斩波器，使得每个升压斩波器将自身设置为故障状态；

(3)当确定与自身连接的所有升压斩波器均为故障状态时，获取所连接的升压斩波器的上述第一升压斩波器数量，并根据上述第一升压斩波器数量生成上述第一升压斩波器故障信息；

(4)向上述主控台和上述车载电网控制器测试单元发送上述第一升压斩波器故障信息。

在上述步骤(2)中，接收到蓄电池放电量过大信息的升压斩波器通过设置的控制模块将自身设置为低电平，使得自身处于故障状态，并将故障状态通过上述控制模块反馈给升压斩波器控制柜。

在上述步骤(3)中，上述第一升压斩波器数量预设在主控台中。

相应的，为了完成上述强制停车模式测试，上述车载电网控制器测试单元，包括：与上述主控台连接的车载电网控制器控制柜2和与上述车载电网控制器控制柜连接的车载电网控制器(图1中未示出)。

上述车载电网控制器控制柜2，用于接收上述第一升压斩波器故障信息和上述第二升压斩波器故障信息；并将获取到的上述第一升压斩波器故障信息和上述第二升压斩波器故障信息发送给上述车载电网控制器。

上述车载电网控制器，设置在车载电网控制器安装台3上，用于接收上述车载电网控制器控制柜2发送的上述第一升压斩波器故障信息和上述第二升压斩波器故障信息；计算上述第一升压斩波器故障信息中携带的第一升压斩波器数量与上述第二升压斩波器故障信息中携带的第二升压斩波器数量的和，得到第三升压斩波器数量；当上述第三升压斩波器数量与预设的强制停车升压斩波器故障数量一致时，生成强制刹车指令；将上述强制刹车指令发送到磁悬浮列车的运行控制系统，通过上述运行控制系统执行上述磁悬浮列车的强制刹车操作。

在通过以上内容对强制刹车测试的过程进行描述之后，继续通过以下内容对车载电网关闭模式的测试过程进行描述。

当对车载电网关闭模式进行测试时，上述主控台，还具体用于执行以下(1)至步骤(5)：

(1)获取车载电网关闭模式测试指令，上述车载电网关闭模式测试指令，包括：列车未悬浮状态信息和无外部供电状态信息；其中，上述列车未悬浮状态信息，用于使上述主控台确定磁悬浮列车处于非工作状态；上述无外部供电状态信息，使上述主控台确定磁悬浮列车处于无外部供电状态；

(2)向上述440V电池/24V电池控制柜发送上述440V蓄电池的电池放电指令；其中，上述电池放电指令中携带有上述440V蓄电池的电池放电量；

(3)接收上述升压斩波器控制柜发送的第三升压斩波器故障信息，上述第三升压斩波器故障信息包括：上述升压斩波器测试单元中已经故障的第一升压斩波器数量；

(4)根据预存的电网关闭升压斩波器故障数量和上述第一升压斩波器数量，得到需要模拟出现故障的升压斩波器的第四升压斩波器数量；

(5)模拟上述第四升压斩波器数量的升压斩波器出现故障，并向上述车载电网控制器测试单元发送第四升压斩波器故障信息，使得上述车载电网控制器测试单元向磁悬浮列车的运行控制系统发出强制停车指令；其中，上述第四升压斩波器故障信息包括：第四升压斩波器数量。

在上述步骤(1)中，技术人员可以通过主控台上设置的键盘和鼠标选择预设的列车未悬浮状态信息和无外部供电状态信息，从而触发车载电网关闭模式测试指令。

在上述步骤(2)中，上述电池放电量可以预设在主控台中。

那么，上述步骤(2)具体包括以下过程：主控台会获取上述电池放电量，并基于上述电池放电量生成上述440V蓄电池的电池放电指令，然后将生成的上述440V蓄电池的电池放电指令发送到上述440V电池/24V电池控制柜。

在上述步骤(4)中，确定第四升压斩波器数量的过程与上述强制刹车测试的过程中确定第二升压斩波器数量的过程类似，这里不再赘述。

在上述步骤(5)中，模拟上述第四升压斩波器数量的升压斩波器出现故障的过程与上述强制刹车测试的过程中模拟第二升压斩波器数量的升压斩波器出现故障的过程类似，这里不再赘述。

上述向上述车载电网控制器测试单元发送第四升压斩波器故障信息的过程包括：基于第四升压斩波器数量生成第四升压斩波器故障信息，并向上述车载电网控制器测试单元发送第四升压斩波器故障信息。

相应的，为了完成上述车载电网关闭模式测试，上述440V电池/24V电池控制柜，还具体用于执行以下步骤(1)至步骤(3)：

(1)当接收到上述主控台发送的电池放电指令时，按照上述电池放电指令中携带的上述440V蓄电池的电池放电量控制上述440V蓄电池进行放电操作；

(2)获取上述440V蓄电池的实际放电量；

(3)当上述440V蓄电池的实际放电量大于预设的涡流制动预留放电量时，向上述升压斩波器控制柜发送放电量过大信息。

在上述步骤(3)中，上述涡流制动预留放电量，是指磁悬浮列车在制动时需要440V蓄电池提供的电量，一般为2.7Ah。当440V蓄电池的实际放电量大于2.7Ah时，由于此时升压斩波器并不能提供磁悬浮列车在制动时需要的电量，而出现故障，导致磁悬浮列车无法进行制动，存在安全隐患。所以，令440V蓄电池的实际放电量大于2.7Ah，并将升压斩波器置于故障状态，从而对车载电网关闭模式进行测试。

相应的，为了完成上述车载电网关闭模式测试，上述升压斩波器控制柜，还具体用于执行以下步骤(1)至步骤(4)：

(1)接收上述440V电池/24V电池控制柜发送的上述放电量过大信息；

(2)将上述放电量过大信息分别发送给上述至少两个升压斩波器中的每个升压斩波器，使得每个升压斩波器将自身设置为故障状态；

(3)当确定与自身连接的所有升压斩波器均为故障状态时，获取所连接的升压斩波器的上述第一升压斩波器数量，并根据上述第一升压斩波器数量生成上述第三升压斩波器故障信息；

(4)向上述主控台和上述车载电网控制器控制柜发送上述第三升压斩波器故障信息。

上述步骤(2)中，每个升压斩波器将自身设置为故障状态的过程已在上述强制刹车测试的过程中进行了说明，这里不再赘述。

相应的，为了完成上述车载电网关闭模式测试，上述车载电网控制器控制柜，还用于：接收上述第一升压斩波器故障信息和上述第二升压斩波器故障信息；并将获取到的上述第三升压斩波器故障信息和上述第四升压斩波器故障信息发送给上述车载电网控制器。

上述车载电网控制器，还用于接收上述车载电网控制器控制柜发送的上述第三升压斩波器故障信息和上述第四升压斩波器故障信息；计算上述第三升压斩波器故障信息中携带的第一升压斩波器数量与上述第四升压斩波器故障信息中携带的第四升压斩波器数量的和，得到第五升压斩波器数量；当上述第五升压斩波器数量与预设升压斩波器故障数量一致时，生成车载电网关闭指令；将上述车载电网关闭指令发送到磁悬浮列车的上述运行控制系统，通过上述运行控制系统执行上述磁悬浮列车的车载电网关闭操作。

通过以上的描述，对供电能力测试、强制停车模式测试、和车载电网关闭模式测试进行了描述。

车载电网系统试验台除了上述主控台1、升压斩波器测试单元、440V开关箱/24V开关箱测试单元、440V电池/24V电池测试单元和车载电网控制器测试单元之外，还包括：与上述主控台1连接的直/直变换器测试单元和逆变电源测试单元。

上述直/直变换器测试单元，可以包括：直/直变换器控制柜9、直/直变换器接触器柜10、直/直变换器电阻柜11和24V直-直变换器(图1中未示出)。

直/直变换器控制柜9，分别与直/直变换器接触器柜10、直/直变换器电阻柜11和24V直-直变换器连接。

上述24V直-直变换器安装在直/直变换器安装台12上。

上述直/直变换器测试单元，用于对车载电网的440V可逆电源柜发出的440V直流电压转换为24V直流电压的过程进行测试。

逆变电源测试单元，包括：逆变电源控制柜18、逆变电源接触器柜19、逆变电源电阻柜20、AC230V三相非隔离逆变器(图1中未示出)、和AC230V单相隔离逆变器(图1中未示出)。

逆变电源控制柜18，分别与上述逆变电源接触器柜19、逆变电源电阻柜20、AC230V三相非隔离逆变器、和AC230V单相隔离逆变器连接。

上述AC230V三相非隔离逆变器安装在逆变电源1安装台21上；上述AC230V单相隔离逆变器安装在逆变电源2安装台上。

上述逆变电源测试单元，用于对车载电网中的AC230V三相非隔离逆变器和AC230V单相隔离逆变器进行测试。

除了上述供电能力测试、强制停车模式测试、和车载电网关闭模式测试之外，本实施例提出的车载电网系统试验台还可以对车载电网进行以下测试：

(1)440V电网测试

1)控制车载电网控制器、升压斩波器、440V开关箱、440V蓄电池组成440V电网，通过控制软件制定试验方案，模拟不同速度等级、不同外部供电模式、不同故障模式下运行工况，并采集、显示运行信息。

2)单台升压斩波器工作由模拟供电轨柜模拟供电轨供电、模拟直线发电机轨柜模拟直线发电机供电。单台输出满功率。

3)两台升压斩波器并联工作，模拟时速0到600公里直线发电机供电。

(2)24V电网测试

控制直/直变换器、24V开关箱、24V蓄电池组成24V电网，通过控制软件制定试验方案，模拟不同外部供电模式、不同故障模式下运行工况，并采集、显示运行信息。

(3)230V电网测试

控制逆变电源与440V主电网连接，通过控制软件制定试验方案，模拟不同外部供电模式、不同故障模式下运行工况，并采集、显示运行信息。

在一个实现方式中，如图6所示为本实施例提出的车载电网系统试验台的配电示意图，上述440V电池充放电功率柜23，包括：依次连接的第一变压器、第一绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)器件和第一电感。

上述升压斩波器模拟直线发电机柜6，包括：AC/AC变换器、第二变压器、第二电感器、第三电感器、第一开关和第二开关；其中，上述AC/AC变换器、上述第二变压器的一端与上述AC/AC变换器连接，另一端分别与上述第二电感器和上述第三电感器连接；上述第二电感器还与上述第一开关连接；上述第二电感器还与上述第二开关连接。

上述升压斩波器模拟供电轨柜5，包括：依次连接的第三变压器、第二IGBT、第四电感器、第一电容器和电阻器。

上述440V可逆电源柜14，包括：依次连接的第四变压器、第三IGBT、第五电感器和第三开关。

综上所述，本实施例提出的一种车载电网系统试验台，包括主控台、升压斩波器测试单元、440V开关箱/24V开关箱测试单元、440V电池/24V电池测试单元和车载电网控制器测试单元；主控台在获取列车测试指令时，对升压斩波器测试单元、440V开关箱/24V开关箱测试单元、440V开关箱/24V开关箱测试单元和车载电网控制器测试单元进行控制，从而对车载电网的供电能力或者车载电网故障模式进行测试，与相关技术中没有对磁悬浮列车所使用的车载电网的供电能力进行测试的设备相比，可以对磁悬浮列车的车载电网的供电能力或者车载电网故障模式进行测试，对磁悬浮列车的整车供电架构和供电电源的设计进行指导。

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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种车载电网系统试验台，其特征在于，包括：主控台、升压斩波器测试单元、440V开关箱/24V开关箱测试单元、440V电池/24V电池测试单元和车载电网控制器测试单元；

所述主控台、所述升压斩波器测试单元、所述440V开关箱/24V开关箱测试单元、所述440V开关箱/24V开关箱测试单元和所述车载电网控制器测试单元之间能够进行数据交互；

所述主控台，用于获取列车测试指令，并根据获取到的所述列车测试指令对升压斩波器测试单元、440V开关箱/24V开关箱测试单元、440V开关箱/24V开关箱测试单元和车载电网控制器测试单元进行控制，对车载电网的供电能力或者车载电网故障模式进行测试；

当对车载电网的供电能力进行测试时，所述主控台，具体用于：

获取供电能力测试指令，所述供电能力测试指令中携带有列车速度；

根据所述列车速度，确定与所述列车速度对应的模拟直线发电机柜参数；

根据所述模拟直线发电机柜参数，对升压斩波器测试单元进行控制，使得所述升压斩波器测试单元在单位时间内产生第一电能；

获取所述升压斩波器测试单元在单位时间内产生的所述第一电能；

当所述第一电能与所述列车速度对应的单位时间内的额定输出电能相同时，确定所述列车速度对应的单位时间内的负载电能，并根据所述单位时间内的负载电能对440V开关箱/24V开关箱测试单元进行控制，使得440V开关箱/24V开关箱测试单元能够在单位时间内消耗所述负载电能；

根据所述升压斩波器测试单元产生的所述第一电能和负载电能，得到所述440V电池/24V电池测试单元在单位时间内应产生的需求电能，并根据所述需求电能对所述440V电池/24V电池测试单元进行控制，使得所述440V电池/24V电池测试单元在单位时间内产生第二电能；

获取所述440V电池/24V电池测试单元在单位时间内产生第二电能；

根据所述第一电能、所述第二电能和所述负载电能，得到供电能力测试结果。

2.根据权利要求1所述的车载电网系统试验台，其特征在于，所述升压斩波器测试单元，包括：升压斩波器控制柜、升压斩波器模拟直线发电机柜、升压斩波器模拟供电轨柜、升压斩波器电阻柜、和至少两个升压斩波器；

所述升压斩波器控制柜，分别与所述升压斩波器模拟直线发电机柜、所述升压斩波器模拟供电轨柜、所述升压斩波器电阻柜、所述至少两个升压斩波器中的每个升压斩波器连接；

所述升压斩波器控制柜、所述升压斩波器模拟直线发电机柜、和所述升压斩波器模拟供电轨柜还能够分别与所述主控台进行数据交互；

所述升压斩波器模拟直线发电机柜和所述升压斩波器模拟供电轨柜，用于在所述主控台的控制下向所述至少两个升压斩波器中的每个升压斩波器供电；

所述至少两个升压斩波器中的每个升压斩波器供电，用于在单位时间内产生第一电能；

所述升压斩波器控制柜，用于将所述至少两个升压斩波器产生的所述第一电能反馈给所述主控台。

3.根据权利要求2所述的车载电网系统试验台，其特征在于，所述主控台，用于根据所述模拟直线发电机柜参数，对升压斩波器测试单元进行控制，使得所述升压斩波器测试单元在单位时间内产生第一电能，包括：

根据所述模拟直线发电机柜参数，对所述升压斩波器模拟直线发电机柜进行控制，使得所述升压斩波器模拟直线发电机柜向所述至少两个升压斩波器中的每个升压斩波器进行供电；

当所述列车速度小于等于速度阈值时，控制所述升压斩波器模拟供电轨柜向所述至少两个升压斩波器中的每个升压斩波器进行供电；从而使得每个升压斩波器在所述升压斩波器模拟直线发电机柜和所述升压斩波器模拟供电轨柜共同供电下，在单位时间内产生第一电能。

4.根据权利要求1所述的车载电网系统试验台，其特征在于，所述440V开关箱/24V开关箱测试单元，包括：440V开关箱/24V开关箱控制柜、440V开关箱/24V开关箱接触器柜、440V开关箱/24V开关箱电阻柜、440V电网开关箱、24V电网开关箱和440V可逆电源柜；

所述440V开关箱/24V开关箱控制柜，分别与所述440V开关箱/24V开关箱接触器柜、所述440V开关箱/24V开关箱电阻柜、所述440V电网开关箱和所述24V电网开关箱和440V可逆电源柜连接；

所述440V开关箱/24V开关箱控制柜和所述440V可逆电源柜能够与所述主控台进行数据交互；

所述440V可逆电源柜，用于在所述主控台的控制下在单位时间内消耗所述负载电能。

5.根据权利要求2所述的车载电网系统试验台，其特征在于，所述440V电池/24V电池测试单元，包括：440V电池/24V电池控制柜、440V电池充放电功率柜、440V蓄电池和24V蓄电池；

所述440V电池/24V电池控制柜，分别与所述440V电池充放电功率柜、所述440V蓄电池和所述24V蓄电池连接；

所述440V电池/24V电池控制柜和所述440V电池充放电功率柜还能够分别与所述主控台进行数据交互；

所述440V电池充放电功率柜，用于在所述主控台的控制下，在单位时间内产生第二电能；

所述440V电池/24V电池控制柜，用于将所述440V电池充放电功率柜产生的所述第二电能反馈给所述主控台。

6.根据权利要求5所述的车载电网系统试验台，其特征在于，所述车载电网故障模式，包括：车载电网关闭模式和强制停车模式；

当对强制停车模式进行测试时，所述主控台，还具体用于：

当获取到强制停车模式测试指令时，向所述440V电池/24V电池控制柜发送所述440V蓄电池的放电指令；其中，所述放电指令中携带有所述440V蓄电池的电池放电量；

接收所述升压斩波器控制柜发送的第一升压斩波器故障信息，所述第一升压斩波器故障信息包括：所述升压斩波器测试单元中已经故障的第一升压斩波器数量；

根据预存的强制停车升压斩波器故障数量和所述第一升压斩波器数量，得到需要模拟出现故障的升压斩波器的第二升压斩波器数量；

模拟所述第二升压斩波器数量的升压斩波器出现故障，并向所述车载电网控制器测试单元发送第二升压斩波器故障信息，使得所述车载电网控制器测试单元向磁悬浮列车的运行控制系统发出强制停车指令；其中，所述第二升压斩波器故障信息包括：第二升压斩波器数量。

7.根据权利要求6所述的车载电网系统试验台，其特征在于，所述440V电池/24V电池控制柜，还具体用于：

当接收到所述主控台发送的放电指令时，按照所述放电指令中携带的所述440V蓄电池的电池放电量控制所述440V蓄电池进行放电操作；

获取所述440V蓄电池的实际放电量；

当所述440V蓄电池的实际放电量大于预设的预留允许放电量时，向所述升压斩波器控制柜发送蓄电池放电量过大信息。

8.根据权利要求7所述的车载电网系统试验台，其特征在于，所述升压斩波器控制柜，还具体用于：

接收所述440V电池/24V电池控制柜发送的所述蓄电池放电量过大信息；

将所述蓄电池放电量过大信息分别发送给至少两个升压斩波器中的每个升压斩波器，使得每个升压斩波器将自身设置为故障状态；

当确定与自身连接的所有升压斩波器均为故障状态时，获取所连接的升压斩波器的所述第一升压斩波器数量，并根据所述第一升压斩波器数量生成所述第一升压斩波器故障信息；

向所述主控台和所述车载电网控制器测试单元发送所述第一升压斩波器故障信息。

9.根据权利要求8所述的车载电网系统试验台，其特征在于，所述车载电网控制器测试单元，包括：与所述主控台连接的车载电网控制器控制柜和与所述车载电网控制器控制柜连接的车载电网控制器；

所述车载电网控制器控制柜，用于接收所述第一升压斩波器故障信息和所述第二升压斩波器故障信息；并将获取到的所述第一升压斩波器故障信息和所述第二升压斩波器故障信息发送给所述车载电网控制器；

所述车载电网控制器，用于接收所述车载电网控制器控制柜发送的所述第一升压斩波器故障信息和所述第二升压斩波器故障信息；计算所述第一升压斩波器故障信息中携带的第一升压斩波器数量与所述第二升压斩波器故障信息中携带的第二升压斩波器数量的和，得到第三升压斩波器数量；当所述第三升压斩波器数量与预设的强制停车升压斩波器故障数量一致时，生成强制刹车指令；将所述强制刹车指令发送到磁悬浮列车的运行控制系统，通过所述运行控制系统执行所述磁悬浮列车的强制刹车操作。

10.根据权利要求9所述的车载电网系统试验台，其特征在于，当对车载电网关闭模式进行测试时，所述主控台，还具体用于：

获取车载电网关闭模式测试指令，所述车载电网关闭模式测试指令，包括：列车未悬浮状态信息和无外部供电状态信息；其中，所述列车未悬浮状态信息，用于使所述主控台确定磁悬浮列车处于非工作状态；所述无外部供电状态信息，使所述主控台确定磁悬浮列车处于无外部供电状态；

向所述440V电池/24V电池控制柜发送所述440V蓄电池的电池放电指令；其中，所述电池放电指令中携带有所述440V蓄电池的电池放电量；

接收所述升压斩波器控制柜发送的第三升压斩波器故障信息，所述第三升压斩波器故障信息包括：所述升压斩波器测试单元中已经故障的第一升压斩波器数量；

根据预存的电网关闭升压斩波器故障数量和所述第一升压斩波器数量，得到需要模拟出现故障的升压斩波器的第四升压斩波器数量；

模拟所述第四升压斩波器数量的升压斩波器出现故障，并向所述车载电网控制器测试单元发送第四升压斩波器故障信息，使得所述车载电网控制器测试单元向磁悬浮列车的运行控制系统发出强制停车指令；其中，所述第四升压斩波器故障信息包括：第四升压斩波器数量。

11.根据权利要求10所述的车载电网系统试验台，其特征在于，所述440V电池/24V电池控制柜，还具体用于：

当接收到所述主控台发送的电池放电指令时，按照所述电池放电指令中携带的所述440V蓄电池的电池放电量控制所述440V蓄电池进行放电操作；

获取所述440V蓄电池的实际放电量；

当所述440V蓄电池的实际放电量大于预设的涡流制动预留放电量时，向所述升压斩波器控制柜发送放电量过大信息。

12.根据权利要求11所述的车载电网系统试验台，其特征在于，所述升压斩波器控制柜，还具体用于：

接收所述440V电池/24V电池控制柜发送的所述放电量过大信息；

将所述放电量过大信息分别发送给至少两个升压斩波器中的每个升压斩波器，使得每个升压斩波器将自身设置为故障状态；

当确定与自身连接的所有升压斩波器均为故障状态时，获取所连接的升压斩波器的所述第一升压斩波器数量，并根据所述第一升压斩波器数量生成所述第三升压斩波器故障信息；

向所述主控台和所述车载电网控制器控制柜发送所述第三升压斩波器故障信息。

13.根据权利要求12所述的车载电网系统试验台，其特征在于，所述车载电网控制器控制柜，还用于：接收所述第一升压斩波器故障信息和所述第二升压斩波器故障信息；并将获取到的所述第三升压斩波器故障信息和所述第四升压斩波器故障信息发送给所述车载电网控制器；

所述车载电网控制器，还用于接收所述车载电网控制器控制柜发送的所述第三升压斩波器故障信息和所述第四升压斩波器故障信息；计算所述第三升压斩波器故障信息中携带的第一升压斩波器数量与所述第四升压斩波器故障信息中携带的第四升压斩波器数量的和，得到第五升压斩波器数量；当所述第五升压斩波器数量与预设升压斩波器故障数量一致时，生成车载电网关闭指令；将所述车载电网关闭指令发送到磁悬浮列车的所述运行控制系统，通过所述运行控制系统执行所述磁悬浮列车的车载电网关闭操作。

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