CN110445252A - 一种列车及其逆变器带制氧机的启动控制方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种逆变器带制氧机的启动控制方法，包括：在接收到任意一台制氧机发送的启动请求信号之后，检测该制氧机对应的逆变器是否正常，并在检测出该逆变器正常时，向该制氧机自动发送启动允许信号，并控制该逆变器为该制氧机供电；在检测出任一逆变器异常，且接收到该异常逆变器对应的制氧机发送的启动请求信号之后，按照预设的备份策略从正常工作的逆变器中选取出目标逆变器并向目标逆变器发送减载互备信号，向该异常逆变器对应的制氧机自动发送启动允许信号，并控制目标逆变器为该异常逆变器对应的制氧机供电。应用本申请的方案，可以保障列车的氧气供给。本申请还提供了一种列车及其逆变器带制氧机的启动控制系统，具有相应效果。

Description

一种列车及其逆变器带制氧机的启动控制方法和系统

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别是涉及一种列车及其逆变器带制氧机的启动控制方法和系统。

背景技术

高海拔的铁路列车因运行环境所限，需要配置相应的制氧和供氧系统，从而保证旅客有舒适的乘车环境。

为了保证氧气含量，在传统方案中，通常是每辆硬卧车中配置两台制氧机，由1号逆变器输出AC380V电源供1号制氧机启动运行，2号逆变器输出AC380V电源供2号制氧机启动运行，两路制氧和供电系统独立工作并且互不干扰，有的车型中也会仅配置一台制氧空压机，由1台对应的逆变器供电。

这样的方案，当任意一台逆变器故障时，对应的制氧机便无法使用，降低了车厢的氧气供给，甚至有可能危及旅客人身安全。

综上所述，如何提高列车中的供氧系统对故障的抵抗能力，保障氧气供给，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种逆变器带制氧机的启动控制方法，以提高列车中的供氧系统对故障的抵抗能力，保障氧气供给。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种逆变器带制氧机的启动控制方法， N台逆变器以及N台制氧机均与控制转换单元连接，N为不小于2的正整数，每台制氧机对应一台逆变器，所述逆变器带制氧机的启动控制方法应用于所述控制转换单元中，包括：

在接收到任意一台制氧机发送的启动请求信号之后，检测该制氧机对应的逆变器是否正常，并在检测出该逆变器正常时，向该制氧机自动发送启动允许信号，并且控制该逆变器为该制氧机供电；

在检测出任意一台逆变器异常，并且接收到该异常逆变器对应的制氧机发送的启动请求信号之后，按照预设的备份策略从正常工作的逆变器中选取出目标逆变器并向所述目标逆变器发送减载互备信号，向该异常逆变器对应的制氧机自动发送启动允许信号，并控制所述目标逆变器为该异常逆变器对应的制氧机供电。

优选的，N=2，所述在检测出任意一台逆变器异常，并且接收到该异常逆变器对应的制氧机发送的启动请求信号之后，按照预设的备份策略从正常工作的逆变器中选取出目标逆变器并向所述目标逆变器发送减载互备信号，向该异常逆变器对应的制氧机自动发送启动允许信号，并控制所述目标逆变器为该异常逆变器对应的制氧机供电，包括：

当检测出第1逆变器异常，第2逆变器正常，并且接收到所述第1逆变器对应的第1制氧机发送的启动请求信号之后，按照预设的备份策略选取出第2逆变器，并向所述第2逆变器发送减载互备信号以使得所述第2逆变器通过互备线路进行电源共享，向所述第1制氧机自动发送启动允许信号，并控制所述第2逆变器为所述第1制氧机供电；

当检测出所述第2逆变器异常，所述第1逆变器正常，并且接收到所述第2逆变器对应的第2制氧机发送的启动请求信号之后，按照预设的备份策略选取出第1逆变器，并向所述第1逆变器发送减载互备信号以使得所述第1逆变器通过互备线路进行电源共享，向所述第2制氧机自动发送启动允许信号，并控制所述第1逆变器为所述第2制氧机供电。

优选的，还包括：

当向任意一台制氧机自动发送所述启动允许信号发送失败时，通过手动线路发送启动允许信号。

优选的，还包括：

在检测出任意一台逆变器故障时，输出提示信息。

优选的，所述控制转换单元在控制任一逆变器为任一制氧机供电时，通过控制该逆变器重启，并且重启之后控制电压逐步上升的方式实现软启动。

一种逆变器带制氧机的启动控制系统，包括：

N台逆变器；

N台制氧机，N为不小于2的正整数，每台制氧机对应一台逆变器；

与N台逆变器以及N台制氧机均连接的控制转换单元，用于：

在接收到任意一台制氧机发送的启动请求信号之后，检测该制氧机对应的逆变器是否正常，并在检测出该逆变器正常时，向该制氧机自动发送启动允许信号，并且控制该逆变器为该制氧机供电；

在检测出任意一台逆变器异常，并且接收到该异常逆变器对应的制氧机发送的启动请求信号之后，按照预设的备份策略从正常工作的逆变器中选取出目标逆变器并向所述目标逆变器发送减载互备信号，向该异常逆变器对应的制氧机自动发送启动允许信号，并控制所述目标逆变器为该异常逆变器对应的制氧机供电。

优选的，所述控制转换单元还用于：

当向任意一台制氧机自动发送所述启动允许信号发送失败时，通过手动线路发送启动允许信号。

优选的，所述控制转换单元还用于：

在检测出任意一台逆变器故障时，输出提示信息。

优选的，所述控制转换单元在控制任一逆变器为任一制氧机供电时，通过控制该逆变器重启，并且重启之后控制电压逐步上升的方式实现软启动。

一种列车，包括上述任一项所述的逆变器带制氧机的启动控制系统。

本申请的方案中，列车中设置了N台逆变器以及N台制氧机。当N台逆变器以及N台制氧机均正常时，每一台制氧机均可以发送启动请求信号，控制转换单元在接收到任意一台制氧机发送的启动请求信号之后，并且检测出该制氧机对应的逆变器正常时，便会向该制氧机自动发送启动允许信号，从而控制该逆变器为该制氧机供电。而如果检测出任意一台逆变器异常，并且接收到该异常逆变器对应的制氧机发送的启动请求信号时，控制转换单元会按照预设的备份策略从正常工作的逆变器中选取出目标逆变器，接收到减载互备信号的该目标逆变器可以通过电源共享，为该异常逆变器对应的制氧机供电，即通过选取出的目标逆变器接替该异常逆变器的工作，因此有利于保证氧气供给。因此，本申请的方案可以提高列车中的供氧系统对故障的抵抗能力，保障氧气供给。

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为本发明中一种逆变器带制氧机的启动控制方法的实施流程图；

图2为本发明一种实施方式中各逆变器均正常时的制氧机的启动控制的结构示意图；

图3为本发明一种实施方式中第1逆变器异常且第2逆变器正常时的制氧机的启动控制的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种逆变器带制氧机的启动控制方法，可以提高列车中的供氧系统对故障的抵抗能力，保障氧气供给。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明中一种逆变器带制氧机的启动控制方法的实施流程图，该逆变器带制氧机的启动控制方法应用于控制转换单元中，可以包括以下步骤：

步骤S101：控制转换单元在接收到任意一台制氧机发送的启动请求信号之后，检测该制氧机对应的逆变器是否正常，并在检测出该逆变器正常时，向该制氧机自动发送启动允许信号，并且控制该逆变器为该制氧机供电。

本申请的方案中，设置了N台逆变器以及N台制氧机，并且N台逆变器以及N台制氧机均与控制转换单元连接，N为不小于2的正整数，每台制氧机对应一台逆变器，即第i逆变器对应第i制氧机，1≤i≤N。

每台制氧机在启动前均会进行自检，只有自检成功之后，才会允许该制氧机上电运行，自检成功后的制氧机会发送启动请求信号至控制转换单元。

控制转换单元接收到第i制氧机发送的启动请求信号时，说明第i制氧机自检完成。控制转换单元会检测该制氧机对应的逆变器是否正常，即检测第i逆变器是否正常。在实际应用中，控制转换单元通常会实时检测各台逆变器是否正常，或者以较短的间隔周期性地检测各台逆变器是否正常。

控制转换单元在检测逆变器是否正常时，具体的指标可以根据实际情况进行设定和调整，例如，可以检测逆变器的输出电压和输出电流是否正常，可以检测是否能够接收到逆变器发送的针对测试信号的反馈信号等。

控制转换单元在接收第i制氧机发送的启动请求信号之后，并且检测出第i逆变器正常工作时，便会向第i制氧机自动发送启动允许信号，并且控制第i逆变器为第i制氧机供电。也就是说，当各台逆变器以及各台制氧机均正常工作时，每台制氧机由对应的逆变器供电。

本申请中描述的控制转换单元向制氧机自动发送启动允许信号，是指控制转换单元在自动模式下，自动触发的启动允许信号。例如步骤S101中，当控制转换单元接收到第i制氧机发送的启动请求信号，并且检测出第i制氧机对应的第i逆变器正常工作，便会自动向第i制氧机发送启动允许信号。

而在一种具体实施方式中，当控制转换单元向任意一台制氧机自动发送启动允许信号发送失败时，可以通过手动线路发送启动允许信号。即该种实施方式中提供了两种发送启动允许信号的路径，例如前述例子中，控制转换单元自动向第i制氧机发送启动允许信号并且发送失败时，可以通过手动线路发送启动允许信号，即通过手动操作使得相关线路导通，通常是手动闭合相关开关，使得制氧机接收到启动允许信号，即实现了向第i制氧机自动发送启动允许信号失败时，通过手动路径向第i制氧机发送启动允许信号。有利于进一步提高了本申请的方案对故障的抵抗能力，保障氧气供给。

步骤S102：控制转换单元在检测出任意一台逆变器异常，并且接收到该异常逆变器对应的制氧机发送的启动请求信号之后，按照预设的备份策略从正常工作的逆变器中选取出目标逆变器并向目标逆变器发送减载互备信号，向该异常逆变器对应的制氧机自动发送启动允许信号，并控制目标逆变器为该异常逆变器对应的制氧机供电。

预设的备份策略可以根据实际情况进行设定，例如为不同的逆变器设置不同的优先级，当任意一台逆变器异常时，从正常工作的逆变器中选取出优先级最高的逆变器接替该异常逆变器的工作，或者是，从正常工作且当前仅为一台制氧机供电的逆变器中选取出优先级最高的逆变器接替该异常逆变器的工作。又如，每两台逆变器互为一组，当同组的其中一台逆变器异常时，由该组正常工作的另一逆变器接替该异常逆变器的工作。

还需要说明的是，在实际应用中，设置过多的制氧机成本较高，因此通常仅会设置两台制氧机，即通常的方案中N=2，可参阅图2，第1逆变器10，第2逆变器20，第1制氧机30以及第2制氧机40均与控制转换单元50连接。当第1逆变器10，第2逆变器20，第1制氧机30以及第2制氧机40均正常工作时，第1逆变器10向第1制氧机30输出AC380V电源，而第2逆变器20向第2制氧机40输出AC380V电源。

当N=2时，步骤S102可以具体包括：

控制转换单元当检测出第1逆变器异常，第2逆变器正常，并且接收到第1逆变器对应的第1制氧机发送的启动请求信号之后，按照预设的备份策略选取出第2逆变器，并向第2逆变器发送减载互备信号以使得第2逆变器通过互备线路进行电源共享，向第1制氧机自动发送启动允许信号，并控制第2逆变器为第1制氧机供电；

当检测出第2逆变器异常，第1逆变器正常，并且接收到第2逆变器对应的第2制氧机发送的启动请求信号之后，按照预设的备份策略选取出第1逆变器，并向第1逆变器发送减载互备信号以使得第1逆变器通过互备线路进行电源共享，向第2制氧机自动发送启动允许信号，并控制第1逆变器为第2制氧机供电。

便于理解，可参阅图3，图3的场景中第1逆变器10异常，第2逆变器20正常，因此控制转换单元50接收第1制氧机30发送的启动请求信号之后，由于第1逆变器10异常无法再为第1制氧机30供电，因此按照预设的备份策略选取出第2逆变器20作为接替第1逆变器10的目标逆变器。

控制转换单元50会向第2逆变器20发送减载互备信号，需要说明的是，为了方便电路以及程序的设计，控制转换单元50每当需要发送减载互备信号时，可以同时向各台逆变器均输出减载互备信号。例如图3中，需要让第2逆变器20接收减载互备信号，但第1逆变器10由于异常，是否接收到减载互备信号并不会影响方案的实施。相应的，如果第2逆变器20异常，第1逆变器10正常，需要向第1逆变器10发送减载互备信号时，也是基于同一电路结构，同时向两台逆变器发送减载互备信号，此时异常状态的第2逆变器20是否接收减载互备信号并不会影响方案的实施。这样的方式通常适用于N=2的场合中，当存在更多的逆变器以及制氧机时，则通常需要向按照备份策略选取出的指定的逆变器发送减载互备信号，从而避免当一台逆变器异常时，多台正常工作的逆变器均接收到减载互备信号而均接替该异常逆变器的情况发生。

在图3的场景中，当第2逆变器20接收到减载互备信号之后，第2逆变器20通过互备线路进行电源共享，即此时第2逆变器20可以同时对第1制氧机30以及第2制氧机40进行供电。当然，如果第2制氧机40异常，即控制转换单元50未接收到第2制氧机40发送的启动请求信号，则此时第2逆变器20只对第1制氧机30进行供电。也就是说，当第1逆变器10异常，第2逆变器20正常时，如果控制转换单元50接收到了两台制氧机各自发送的启动请求信号，则由第2逆变器20同时对两台制氧机进行供电；如果控制转换单元50仅接收到第1制氧机30发送的启动请求信号，由第2逆变器20仅对第1制氧机30进行供电；如果控制转换单元50仅接收到第2制氧机40发送的启动请求信号，由第2逆变器20仅对第2制氧机40进行供电。

前文对第1逆变器异常且第2逆变器正常的情况进行了说明，而第2逆变器异常，第1逆变器正常的情况与此相对应，便不再重复说明。

本申请的方案中，列车中设置了N台逆变器以及N台制氧机。当N台逆变器以及N台制氧机均正常时，每一台制氧机均可以发送启动请求信号，控制转换单元在接收到任意一台制氧机发送的启动请求信号之后，并且检测出该制氧机对应的逆变器正常时，便会向该制氧机自动发送启动允许信号，从而控制该逆变器为该制氧机供电。而如果检测出任意一台逆变器异常，并且接收到该异常逆变器对应的制氧机发送的启动请求信号时，控制转换单元会按照预设的备份策略从正常工作的逆变器中选取出目标逆变器，接收到减载互备信号的该目标逆变器可以通过电源共享，为该异常逆变器对应的制氧机供电，即通过选取出的目标逆变器接替该异常逆变器的工作，因此有利于保证氧气供给。因此，本申请的方案可以提高列车中的供氧系统对故障的抵抗能力，保障氧气供给。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括：

在检测出任意一台逆变器故障时，输出提示信息。可以助于工作人员及时注意到逆变器的异常情况。

在本发明的一种具体实施方式中，控制转换单元在控制任一逆变器为任一制氧机供电时，通过控制该逆变器重启，并且重启之后通过控制电压逐步上升的方式实现软启动。

制氧机在启动的瞬间，启动电流会远高于稳态电流，传统的硬线启动很容易触发逆变器的过电流保护，因此本申请的方案通过软启动，即通过控制逆变器的输出电压逐步上升至额定电压的方式实现软启动。

需要强调的是，由于应用本申请的方案时，存在逆变器的切换的情况，例如第1制氧机默认由第1逆变器供电运行，第1逆变器异常之后由第2逆变器同时为第1制氧机以及第2制氧机供电运行，因此在控制任一逆变器为任一制氧机供电时，均需要执行软启动。

便于理解仍以N=2为例进行说明，例如在一种具体场景中，第1逆变器启动之后，检测出第1逆变器正常，且接收到了第1制氧机发送的启动请求信号，则需要控制第1逆变器重启，重启之后再为第1制氧机供电，且该过程需要控制电压逐步上升，实现软启动。在检测出第1逆变器异常，并按照备份策略选取第2逆变器接替第1逆变器的工作时，需要控制第2逆变器重启，再通过电源共享使得第2逆变器同时为第1制氧机和第2制氧机供电，且重启之后电压逐步提高实现软启动。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种逆变器带制氧机的启动控制系统，可与上文相互对应参照，该逆变器带制氧机的启动控制系统可以包括：

N台逆变器；

N台制氧机，N为不小于2的正整数，每台制氧机对应一台逆变器；

与N台逆变器以及N台制氧机均连接的控制转换单元，用于：

在接收到任意一台制氧机发送的启动请求信号之后，检测该制氧机对应的逆变器是否正常，并在检测出该逆变器正常时，向该制氧机自动发送启动允许信号，并且控制该逆变器为该制氧机供电；

在检测出任意一台逆变器异常，并且接收到该异常逆变器对应的制氧机发送的启动请求信号之后，按照预设的备份策略从正常工作的逆变器中选取出目标逆变器并向目标逆变器发送减载互备信号，向该异常逆变器对应的制氧机自动发送启动允许信号，并控制目标逆变器为该异常逆变器对应的制氧机供电。

在本发明的一种具体实施方式中，控制转换单元还用于：

当向任意一台制氧机自动发送启动允许信号发送失败时，通过手动线路发送启动允许信号。

在本发明的一种具体实施方式中，控制转换单元还用于：

在检测出任意一台逆变器故障时，输出提示信息。

在本发明的一种具体实施方式中，控制转换单元在控制任一逆变器为任一制氧机供电时，通过控制该逆变器重启，并且重启之后通过控制电压逐步上升的方式实现软启动。

相应于上面的方法和系统实施例，本发明实施例还提供了列车，可以包括上述任一实施例中的逆变器带制氧机的启动控制系统，此处不再重复说明。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种逆变器带制氧机的启动控制方法，其特征在于， N台逆变器以及N台制氧机均与控制转换单元连接，N为不小于2的正整数，每台制氧机对应一台逆变器，所述逆变器带制氧机的启动控制方法应用于所述控制转换单元中，包括：

在接收到任意一台制氧机发送的启动请求信号之后，检测该制氧机对应的逆变器是否正常，并在检测出该逆变器正常时，向该制氧机自动发送启动允许信号，并且控制该逆变器为该制氧机供电；

在检测出任意一台逆变器异常，并且接收到该异常逆变器对应的制氧机发送的启动请求信号之后，按照预设的备份策略从正常工作的逆变器中选取出目标逆变器并向所述目标逆变器发送减载互备信号，向该异常逆变器对应的制氧机自动发送启动允许信号，并控制所述目标逆变器为该异常逆变器对应的制氧机供电。

2.根据权利要求1所述的逆变器带制氧机的启动控制方法，其特征在于，N=2，所述在检测出任意一台逆变器异常，并且接收到该异常逆变器对应的制氧机发送的启动请求信号之后，按照预设的备份策略从正常工作的逆变器中选取出目标逆变器并向所述目标逆变器发送减载互备信号，向该异常逆变器对应的制氧机自动发送启动允许信号，并控制所述目标逆变器为该异常逆变器对应的制氧机供电，包括：

当检测出第1逆变器异常，第2逆变器正常，并且接收到所述第1逆变器对应的第1制氧机发送的启动请求信号之后，按照预设的备份策略选取出第2逆变器，并向所述第2逆变器发送减载互备信号以使得所述第2逆变器通过互备线路进行电源共享，向所述第1制氧机自动发送启动允许信号，并控制所述第2逆变器为所述第1制氧机供电；

当检测出所述第2逆变器异常，所述第1逆变器正常，并且接收到所述第2逆变器对应的第2制氧机发送的启动请求信号之后，按照预设的备份策略选取出第1逆变器，并向所述第1逆变器发送减载互备信号以使得所述第1逆变器通过互备线路进行电源共享，向所述第2制氧机自动发送启动允许信号，并控制所述第1逆变器为所述第2制氧机供电。

3.根据权利要求1所述的逆变器带制氧机的启动控制方法，其特征在于，还包括：

当向任意一台制氧机自动发送所述启动允许信号发送失败时，通过手动线路发送启动允许信号。

4.根据权利要求1所述的逆变器带制氧机的启动控制方法，其特征在于，还包括：

在检测出任意一台逆变器故障时，输出提示信息。

5.根据权利要求1至4任一项所述的逆变器带制氧机的启动控制方法，其特征在于，所述控制转换单元在控制任一逆变器为任一制氧机供电时，通过控制该逆变器重启，并且重启之后控制电压逐步上升的方式实现软启动。

6.一种逆变器带制氧机的启动控制系统，其特征在于，包括：

N台逆变器；

N台制氧机，N为不小于2的正整数，每台制氧机对应一台逆变器；

与N台逆变器以及N台制氧机均连接的控制转换单元，用于：

在接收到任意一台制氧机发送的启动请求信号之后，检测该制氧机对应的逆变器是否正常，并在检测出该逆变器正常时，向该制氧机自动发送启动允许信号，并且控制该逆变器为该制氧机供电；

在检测出任意一台逆变器异常，并且接收到该异常逆变器对应的制氧机发送的启动请求信号之后，按照预设的备份策略从正常工作的逆变器中选取出目标逆变器并向所述目标逆变器发送减载互备信号，向该异常逆变器对应的制氧机自动发送启动允许信号，并控制所述目标逆变器为该异常逆变器对应的制氧机供电。

7.根据权利要求6所述的逆变器带制氧机的启动控制系统，其特征在于，所述控制转换单元还用于：

当向任意一台制氧机自动发送所述启动允许信号发送失败时，通过手动线路发送启动允许信号。

8.根据权利要求6所述的逆变器带制氧机的启动控制系统，其特征在于，所述控制转换单元还用于：

在检测出任意一台逆变器故障时，输出提示信息。

9.根据权利要求6至8任一项所述的逆变器带制氧机的启动控制系统，其特征在于，所述控制转换单元在控制任一逆变器为任一制氧机供电时，通过控制该逆变器重启，并且重启之后控制电压逐步上升的方式实现软启动。

10.一种列车，其特征在于，包括如权利要求6至9任一项所述的逆变器带制氧机的启动控制系统。