CN204028256U - 轨道交通车辆中逆变器的检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了轨道交通车辆中逆变器的检测设备，轨道交通车辆中逆变器的检测设备，包括设置在检测台面板上的供电电源，供电电源的输入端电连接有电源控制模块，供电电源的第一输出端连接有待检测逆变器，待检测逆变器的输出端通过测量模块与接线端子电连接，供电电源的第二输出端还直接与测量模块、接线端子依次电连接，待检测逆变器的输出端还电连接有模拟负载。解决了现有对逆变器的检测工作效率低、准确率低的问题。

Description

轨道交通车辆中逆变器的检测设备

技术领域

本实用新型属于工程测试技术领域，具体涉及轨道交通车辆中逆变器的检测设备。 

背景技术

目前对25T和25G型轨道交通设备中，对于逆变器的检修，大都采用人工检修的办法。人工检修主要依据维修人员的感官、个人经验及简单仪表来完成故障的诊断与排除工作，因而检修的质量受到检修人员水平与经验的制约，检修速度难以提高，也容易造成误检，从而增加检修成本与降低工作效率，带来列车运行中间的不安全因素。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供轨道交通车辆中逆变器的检测设备，以解决现有检测工作效率低、准确率低的问题。 

本实用新型所采用的技术方案是，轨道交通车辆中逆变器的检测设备，包括设置在检测台面板上的供电电源，供电电源的输入端电连接有电源控制模块，供电电源的第一输出端连接有待检测逆变器，待检测逆变器的输出端通过测量模块与接线端子电连接，供电电源的第二输出端还直接与测量模块、接线端子依次电连接，待检测逆变器的输出端还电连接有模拟负载。 

本实用新型的特点还在于， 

测量模块包括依次连接的电压电流传感器单元和抗混叠滤波器。 

接线端子的输出信号依次通过继电器单元、接触器单元与模拟负载的输入端电连接。 

接线端子与采集卡相互通信连接。 

第一输出端输出电压为DC110V。 

逆变器为单相逆变器。 

本实用新型的有益效果是，采用了霍尔传感器和抗混叠滤波器，霍尔传感器具有测量精度高、响应速度快、抗干扰能力强等特点，抗混叠滤波器具有吸收交流成分，防止电压波动的功能，使得提高了检测设备的工作效率，同时，采用目前比较先进的WOS数字集成电路，适应不同性质负载，操作简单，安装方便，性能稳定可靠，通用性强，动态性好，控制精度较高，兼容性强，测试功能丰富全面。 

附图说明

图1是本实用新型轨道交通车辆中逆变器的检测设备的结构示意图； 

图2是本实用新型轨道交通车辆中逆变器的检测设备的检测台面板电路图。 

图中，1.供电电源，2.逆变器，3.电压电流传感器单元，4.抗混叠滤波器，5.模拟负载，6.接触器单元，7.继电器单元，8.接线端子，9.采集卡，10.电源控制模块。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。 

本实用新型提供轨道交通车辆中逆变器的检测设备，参见结构图1，包括设置在检测台面板上的供电电源1，供电电源1的输入端电连接有电源控制模块10，供电电源1的第一输出端连接有待检测逆变器2，待检测逆变器2的输出端通过测量模块与接线端子8电连接，供电电源1的第二输出端还直接与测量模块、接线端子8依次电连接，待检测逆变器2的输出端还电连接有模拟负载5。 

其中，接线端子8与采集卡9相互通信连接，第一输出端输出电压为 DC110V，待测逆变器2为单相逆变器。 

DC110V电源容量为10KW，输出电压实现0—150V可调的系统供电电源1。 

在测试过程中，试验台需多次调节供电电源1的输出电压。为便于自动控制，试验台选用具有485通信接口的两路隔离D/A输出的电源控制模块对其进行控制，其两通道电流输出相互隔离且与供电电源1隔离。电源控制模块10的485串口接收计算机指令控制其独立的电流输出信号0—20mA以控制供电0—150V输出可调电压。 

接线端子8的输出信号均依次通过对应的继电器单元7、接触器单元6与对应的模拟负载5的输入端电连接。 

接线端子8与采集卡9相互通信连接。 

采集卡9采集多路电压电流信号；控制负载继电器单元7实现模拟负载5的加载测试。且逆变器2的输出端连接有模拟负载5；接线端子8选择具有信号调理电路的PCLD-8710端子，输出信号连接有继电器单元7，每个继电器均通过接触器连接到对应的模拟负载5的输入端。 

测量模块包括依次连接的电压电流传感器单元3和抗混叠滤波器4。 

电压电流传感器单元3为供电电源1提供的直流交流大电压、大电流变换为数据采集卡9可以处理的小电压、小电流信号，变换之后的信号经过抗混叠数据滤波4进行滤波得到无失真的信号传送给数据采集卡9。具体通过逆变器2连接到电压电流传感器单元3，电压电流传感器单元3的输出端通过抗混叠滤波器4连接到接线端子8，接线端子8与采集卡9相互通信连接；DIN导轨安装采集卡9的接线端子板，用于输入输出信号的连接。 

检测台面板电路(见图2)，包括电源QF，电源QF的火线和零线之间并联了若干条支路，这些支路包括电源启动电路、电源指示电路、主回路控制电路、主回路指示电路、负载控制电路和负载指示电路。 

电源启动电路包括依次串联的第一接触器KM1、常开开关XXJ、第四按 钮SB4、第五继电器KA5、第四继电器KA4和第三继电器KA3，第三继电器分两路输出，一路包括串联的第二继电器KA2和第一接触器KM1，另一路直接连接第三按钮SB3。 

负载控制电路包括依次串联的第二接触器KM2、第六按钮SB6、第五继电器KA5和第一接触器KM1，第一接触器KM1分两路连接第三接触器KM3和第七按钮SB7。 

主回路控制电路包括依次串联的第二接触器KM2、第六按钮SB6、第五继电器KA5和第一接触器KM1，第一接触器KM1分两路输出，一路包括串联的第三继电器KA3和第二接触器KA2，另一路直接连接第五按钮SB5。 

电压电流传感器单元3包括霍尔传感器，根据本检测设备的设置参数，即通道的最大频率60Hz，每周期按256个采样点设置，则有：1/60/256＝0.000065s，因此所选霍尔传感器的响应速度应小于65μs。 

霍尔传感器具有测量精度高、响应速度快、抗干扰能力强等特点；其中，霍尔电压传感器可用于测量直流、交流、脉冲电压以及任意波形电压，还能用于检测输入输出电压，反馈给采集卡，并进行实时跟踪捕捉；霍尔电流传感器可用于测直流、交流、脉冲电流以及任意波形电流；还能用于检测输入输出电流，反馈给采集卡，进行实时跟踪捕捉。抗混叠滤波器具有吸收交流成分，防止电压波动的功能。 

本实用新型采用了霍尔传感器和抗混叠滤波器，检测灵敏度高，提高了检测设备的工作效率，同时也提高了检测结果的准确率。 

采集卡9根据采样通道、采样频率等综合考虑选型。按16通道，每通道物理量最大频率60Hz，最大可计算128次谐波的功能考虑，根据按照奈奎斯特采样定律要真实地还原信号，其采样频率至少应该是信号频率的两倍。故每个波形需要采样256点，需要的采样速率为：16×60×256＝245.76kHz。据此，试验台选择研华PCI-1716L采集卡。 

本实用新型的检测设备对单相逆变器的检测过程如下： 

1.在全冷或全暖状态下负载条件下，逆变器输入、输出参数测定试验： 

该试验的目的是在客车逆变器全冷或全暖负载条件下，即开启客车制冷空调或制热空调。将待测逆变器2接入检测台，采集并计算逆变器2稳定工作时输入和输出电压、电流的各项技术参数。开始试验时供电电源输出线路输出电压稳定在110V，待一分钟后逆变器2稳定工作，采集逆变器2稳定工作时输入、输出电压、电流值，并计算电压频率、畸变率、最大值，逆变器2输出视在功率、有功功率、功率因数等，便可以得到逆变器2输出电压和电流的曲线图。测试结果须满足逆变器2稳定工作在110V，输出频率应在50±1Hz，输出电压为220*(1±5％)V，谐波含量<10％，即判断该逆变器2合格。 

2.逆变器定载变压试验： 

该试验的目的是在不同的输入电压下，检测逆变器2稳定工作后的输出电压、电流和频率。 

将待测逆变器2接入检测台，开始试验时控制供电电源输出线路输出电压稳定在DC110V，待一分钟后逆变器2稳定工作，控制供电电源第一输出线路输出电压稳定在77V，待一分钟后，采集逆变器2输入、输出电压、电流值，并计算输出电压的频率大小。 

再控制供电电源第一输出线路输出电压稳定在137V，一分钟后采集逆变器2稳定工作时输入、输出电压、电流值，并计算输出电压的频率大小。 

重复上述步骤，将供电电源第一输出线路输出电压稳定值分别设定为93V、110V或135V之后，再对逆变器2进行定载变压试验。 

模拟逆变器定载变压工况，查看设备运行工况，设备正常运行,检测逆变器2设备输出电压稳定在(AC220±5％)/50±1Hz时，即认定该逆变器2合格。 

3.逆变器欠、过压保护及恢复试验 

该试验的目的是捕获逆变器2在欠压及过压情况下自动停止工作时的输入电压值和自动开始工作时输入电压值，即逆变器2的欠、过压保护和恢复值。 

将待测逆变器2接入检测台，开始试验时供电电源输出线路输出电压在110V，待一分钟后逆变器2稳定工作，计算机再控制第一输出线路输出电压以1V/s的速度从110V缓慢下降，下降的最低值不小于77V。 

当逆变器2因输入电压过低而自动保护，停止工作时，捕捉逆变器2欠电压保护的电压值，然后控制供电电源输出线路输出电压以1V/s的速度升高，捕捉逆变器2恢复启动的电压值。 

这时供电电源输出线路输出电压迅速升高至110V，然后以1V/s的速度缓慢上升，上升的最高值不超过137V，当逆变器2因输入电压过高而自动保护，停止工作时，捕捉逆变器2过电压保护的电压值，然后控制供电电源输出线路输出电压以1V/s的速度降低，捕捉逆变器2恢复启动的电压值。 

当检测逆变器2设备输出电压在DC77v和DC93v之间时,设备减压降频,输出V/f＝c(7<c<8),设备输出频率不低于40Hz；在DC93v和DC135v时,正常输出,保证AC220±5％)/50±1Hz；大于DC135v时设备停止输出时认定该逆变器2合格。 

4.逆变器模拟过分相试验 

该试验的目的是采集逆变器2在突然断电，然后又通电时逆变器2的启动时间和两分钟内输出电压、电流及计算出电压频率。 

将待测逆变器2接入检测台，开始试验时供电电源输出电压稳定在110V，待一分钟后逆变器2稳定工作，将输出线路输出电压设置为零伏。等待1分钟，采集逆变器2在突然断电然后又通电时逆变器2启动时间和两分钟内输出电压、电流及计算出电压频率。并显示电压值和频率曲线图。重 复以上模拟过分相试验三次，当切断所有负载时，逆变器2保护不动作，逆变器2应有过分相区后自动软启动功能，输出延时的间隔时间为55s～60s，任何部件均无损坏，即逆变器2的此项试验合格。 

5.逆变器控制电源波动试验 

该试验的目的是缓慢调整DC110V电压的大小，查看逆变器2在供电电源第二输出线路输出电压大小为77V-137V范围内时工作是否正常。 

将待测逆变器2接入检测台，开始试验时供电电源第一输出线路输出电压稳定在600V，第二输出线路输出电压稳定在110V，待一分钟后逆变器2稳定工作，控制第二输出线路输出电压为77伏，然后以1V/s的速度缓慢上升，一直升到137V，得到逆变器2输出电流大小、电压大小和频率值。再采集逆变器2在供电电源第二输出线路输出电压为77V、110V、137V时的输出电流大小、电压大小和频率值,具体判断标准为用手动调DC110V电压，设备在大于140V显示过压保护，小于70V时显示欠压保护，则该逆变器2为合格。 

6.逆变器启动时间试验 

供电电源1提供DC110V电压的电流；逆变器2的ab相和cb相输出电压、电流；一共2路电压，七路电流。采用均方根法计算交流电压和交流电流的有效值，在500ms时间内采集6400个点，然后计算出所测电压和电流的周期，取所测数据中最大的交流整倍数周期中的数据，按均方根法计算出交流电压(电流)的有效值，在最大整周期内对采样值进行有功功率对时间积分就得到时间t内的有功功率，得到输出功率等，再利用时间实时显示测试逆变器2启动时间，利用快速傅里叶变换(FFT)测量方法测出谐波含量后，对总谐波畸变率的计算按照国家技术监督局1993-07-31周期性交流量中的谐波含量的方均根值与其基波分量的方均根值之比为总谐波畸变率的计算方法，即谐波设置准确度(10％±0.1％)RD，RD为设置的谐波含量。 

7.负载冲击性能试验 

正常通电状态时，逆变器2须具备承受突加、突减DC110V输入电源冲击的能力。逆变器在0.5kW负载状态下稳定运行时，突加负载功率2kW，逆变器2如能正常运行，不发生停机或再启动现象，即该逆变器2合格。 

Claims (6)

1.轨道交通车辆中逆变器的检测设备，其特征在于，包括设置在检测台面板上的供电电源(1)，所述的供电电源(1)的输入端电连接有电源控制模块(10)，所述的供电电源(1)的第一输出端连接有待检测逆变器(2)，所述的待检测逆变器(2)的输出端通过测量模块与接线端子(8)电连接，所述的供电电源(1)的第二输出端还直接与所述测量模块、接线端子(8)依次电连接，所述的待检测逆变器(2)的输出端还电连接有模拟负载(5)。

2.如权利要求1所述的轨道交通车辆中逆变器的检测设备，其特征在于，所述的测量模块包括依次连接的电压电流传感器单元(3)和抗混叠滤波器(4)。

3.如权利要求1所述的轨道交通车辆中逆变器的检测设备，其特征在于，所述的接线端子(8)的输出信号依次通过继电器单元(7)、接触器单元(6)与模拟负载(5)的输入端电连接。

4.如权利要求1所述的轨道交通车辆中逆变器的检测设备，其特征在于，所述的接线端子(8)与采集卡(9)相互通信连接。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的轨道交通车辆中逆变器的检测设备，其特征在于，所述的第一输出端输出电压为DC110V。

6.如权利要求1至4中任意一项所述的轨道交通车辆中逆变器的检测设备，其特征在于，所述的逆变器(2)为单相逆变器。