CN205787052U - 适用于多制式的轨道交通变流器测试平台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及适用于多制式的轨道交通变流器测试平台，包括：试验电源，对外提供单相AC 25kV工频交流电和DC1500V/750V直流电，电源控制台，用于控制试验电源的通断，通过调节变压器变比来调节输出电压的大小；无功补偿装置，根据负载功率来改变投切电容电抗的大小，用于在开关柜输出的三相电间投切电容电抗，经扭矩仪进行同轴连接的两台牵引电机，试验时通过控制策略，使一台牵引电机处于电动状态，另一台牵引电机处于发电状态。本实用新型，采用能量互馈式的方案，能够对铁路电力机车需要交流供电的牵引变流器和城轨列车需要不同电压等级直流供电的牵引变流器进行试验，提高了试验效率，节约了电能。
Description
技术领域
本实用新型涉及牵引变流器(简称变流器)测试平台，具体说是适用于多制式的轨道交通变流器测试平台。所述变流器尤指铁路电力机车牵引变流器和城轨列车牵引变流器。
背景技术
牵引变流器是传动系统的核心，肩负着为列车提供行驶动力的任务。为了在传动系统装车使用前对牵引变流器进行带载考核验证，提高发现问题的可能性，降低研制成本及风险，在地面建立轨道交通变流器测试平台(简称测试平台)是最好的选择。
轨道交通变流器测试平台为消化吸收国外先进技术及国产车的研发、试验、维护提供了良好的支持，能够方便地模拟列车的牵引特性及负载特性，具有良好的经济和社会效益。
现有的轨道交通变流器测试平台所适用的对象较为单一，仅仅适用于铁路电力机车牵引变流器的测试或者某种直流电压等级的城轨列车牵引变流器的测试。
实用新型内容
针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供适用于多制式的轨道交通变流器测试平台，采用能量互馈式的方案，能够对铁路电力机车需要交流供电的牵引变流器和城轨列车需要不同电压等级直流供电的牵引变流器进行试验，提高了试验效率，节约了电能。
为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：
适用于多制式的轨道交通变流器测试平台，其特征在于，包括：
试验电源，对外提供单相AC 25kV工频交流电和DC1500V/750V直流电，
电源控制台，用于控制试验电源的通断，通过调节变压器变比来调节输出电压的大小；
无功补偿装置，根据负载功率来改变投切电容电抗的大小，用于在开关柜输出的三相电间投切电容电抗，
经扭矩仪进行同轴连接的两台牵引电机，试验时通过控制策略，使一台牵引电机处于电动状态，另一台牵引电机处于发电状态。
在上述技术方案的基础上，单相380V/25kV工频交流电经过可调升压变压器获得单相AC 25kV工频交流电，可调升压变压器的二次侧与牵引变压器的输入端相连；
三相可调升压变压器与不控整流桥串联获得DC1500V/750V直流电。
在上述技术方案的基础上，待测变流器连接在试验电源和牵引电机之间。
在上述技术方案的基础上，所述待测变流器为DC/AC变流器，
两个DC/AC变流器的输入端并联到整流桥输出的直流母线上，
两个DC/AC变流器的输出侧分别与一个牵引电机相连。
在上述技术方案的基础上，DC/AC变流器为城轨列车牵引变流器。
在上述技术方案的基础上，所述待测变流器为AC/DC/AC变流器，
两个AC/DC/AC变流器的输入端与牵引变压器的两个副边分别相连，
两个AC/DC/AC变流器的输出侧分别与一个牵引电机相连。
在上述技术方案的基础上，AC/DC/AC变流器为铁路电力机车牵引变流器。
在上述技术方案的基础上，还包括测试控制系统，所述测试控制系统包括：检测控制系统、PXI数据采集卡、NI-PXI测控主机；
检测控制系统一方面将输出的电信号经PXI数据采集卡通过PXI总线与NI-PXI测控主机相连，另一方面通过以太网与NI-PXI测控主机互连。
本实用新型所述的适用于多制式的轨道交通变流器测试平台，采用能量互馈式的方案，能够对铁路电力机车需要交流供电的牵引变流器和城轨列车需要不同电压等级直流供电的牵引变流器进行试验，提高了试验效率，节约了电能。
附图说明
本实用新型有如下附图：
图1适用于多制式的轨道交通变流器测试平台的结构示意图。
图2测试控制系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型所述的适用于多制式的轨道交通变流器测试平台，包括：
试验电源，对外提供单相AC 25kV工频交流电和DC1500V/750V直流电，其中：
单相380V/25kV工频交流电经过可调升压变压器(即图1中单项380V变25kV变压器)获得单相AC 25kV工频交流电，可调升压变压器的二次侧与牵引变压器的输入端相连；
三相可调升压变压器与不控整流桥串联获得DC1500V/750V直流电；
电源控制台，用于控制试验电源的通断，通过调节变压器变比来调节输出电压的大小；
无功补偿装置，根据负载功率来改变投切电容电抗的大小，用于在开关柜输出的三相电间投切电容电抗，通过改变投切电容电抗的大小提高系统功率因数，解决单相供电牵引系统进行大功率试验时引起的三相不平衡的问题，减小对电力系统和用户的影响；
经扭矩仪进行同轴连接的两台牵引电机，试验时通过一定的控制策略，使一台牵引电机处于电动状态，另一台牵引电机处于发电状态。
在上述技术方案的基础上，待测变流器连接在试验电源和牵引电机之间。
在上述技术方案的基础上，所述待测变流器为DC/AC变流器，例如可为城轨列车牵引变流器，
两个DC/AC变流器的输入端并联到整流桥输出的直流母线上，
两个DC/AC变流器的输出侧分别与一个牵引电机相连。
在上述技术方案的基础上，所述待测变流器为AC/DC/AC变流器，例如可为铁路电力机车牵引变流器，
两个AC/DC/AC变流器的输入端与牵引变压器的两个副边分别相连，
两个AC/DC/AC变流器的输出侧分别与一个牵引电机相连。
上述方案中，采用双变流器-电机互馈式的方案进行试验。
若待测变流器为城轨列车牵引变流器，将整流桥输出的直流母线分别连接被试和陪试变流器的输入侧，变流器的输出侧连接经扭矩仪同轴对接的牵引电机。
若待测变流器为铁路电力机车牵引变流器，将牵引变压器原边和单相380V/25kV变压器副边相连，牵引变压器的副边分别和两个变流器的输入侧相连，变流器的输出侧接经扭矩仪同轴对接的牵引电机。
在上述技术方案的基础上，还包括测试控制系统，所述测试控制系统包括：检测控制系统、PXI数据采集卡、NI-PXI测控主机；
检测控制系统一方面将输出的电信号经PXI数据采集卡通过PXI总线与NI-PXI测控主机相连，另一方面通过以太网与NI-PXI测控主机互连。
在上述技术方案的基础上，检测控制系统，其作用是信号的检测、调理及控制变流器运行，
检测控制系统主要分为两部分：
第一控制部分使被试变流器-电机作牵引工况运行，
第二控制部分使被试变流器-电机作再生制动工况运行，能量在直流侧或牵引变压器副边互馈，此种工况节省了电能，两个变流器-电机可以互换角色，提高了试验效率。
在上述技术方案的基础上，NI-PXI测控主机，具有高性能的处理器、高速USB端口、千兆以太网端口、串口以及其它外设，是一种由NI公司发布的坚固的基于PC的测量和自动化平台。测控主机采用图像化编程语言LabVIEW编写测控界面，根据用户需要实现数据的采集、显示、存储及控制功能等。
本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果：
1)测试平台适用于多制式的轨道交通变流器，包括铁路电力机车和城轨列车的牵引变流器。
2)采用能量互馈式的方案进行试验，方便地模拟列车的牵引特性和负载特性，节约了电能，提高了试验效率。
3)测试控制系统采用了NI-PXI硬件平台和LabVIEW软件平台构成的虚拟仪器模式，能够通过软件编程满足用户测试需要。PXI数据采集卡为多通道数据采集卡，具有采样速率高、存储容量大、体积小、系统配置简洁、稳定性和重复性高等突出优点，可用于各种高速数据的采集、多种数据分析等，PXI总线在保留了PCI总线优点的前提下，增加了触发和定时功能，其传输速率完全满足测试要求。测试控制系统采用以太网通讯手段，其通信速率完全满足现场实时控制的要求，方便用户实现远程监控。
图2所示为测试控制系统的结构示意图，牵引变流器的电压、电流、温度等模拟信号经传感器检测后和数字开关信号一起进行调理后进入控制系统，控制系统经过算法计算产生PWM驱动脉冲控制变流器运行，其中控制系统主要分为两部分，第一控制部分使被试变流器-电机作牵引工况运行，第二控制部分使陪试变流器-电机作再生制动工况运行，能量在直流侧或牵引变压器副边互馈，节省了电能，两个变流器-电机可以互换角色，提高了试验效率。
控制系统一方面将输出的电信号经PXI数据采集卡通过PXI总线与测控主机互连，另一方面通过以太网与测控主机互连。
NI-PXI测控主机采用LabVIEW图形化编程语言编写上位机界面实现数据显示、存储和系统控制。用户根据测试需求，向被试变流器发出控制指令使被试变流器-电机处于牵引工况，向陪试变流器发出控制指令使陪试变流器-电机处于再生制动工况以模拟列车运行的负载阻力，以此来完成变流器的测试，检测控制策略的性能。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (8)
1.适用于多制式的轨道交通变流器测试平台，其特征在于，包括：
试验电源，对外提供单相AC 25kV工频交流电和DC1500V/750V直流电，
电源控制台，用于控制试验电源的通断，通过调节变压器变比来调节输出电压的大小；
无功补偿装置，根据负载功率来改变投切电容电抗的大小，用于在开关柜输出的三相电间投切电容电抗，
经扭矩仪进行同轴连接的两台牵引电机，试验时通过控制策略，使一台牵引电机处于电动状态，另一台牵引电机处于发电状态。
2.如权利要求1所述的适用于多制式的轨道交通变流器测试平台，其特征在于：单相380V/25kV工频交流电经过可调升压变压器获得单相AC 25kV工频交流电，可调升压变压器的二次侧与牵引变压器的输入端相连；
三相可调升压变压器与不控整流桥串联获得DC1500V/750V直流电。
3.如权利要求2所述的适用于多制式的轨道交通变流器测试平台，其特征在于：待测变流器连接在试验电源和牵引电机之间。
4.如权利要求3所述的适用于多制式的轨道交通变流器测试平台，其特征在于：所述待测变流器为DC/AC变流器，
两个DC/AC变流器的输入端并联到整流桥输出的直流母线上，
两个DC/AC变流器的输出侧分别与一个牵引电机相连。
5.如权利要求4所述的适用于多制式的轨道交通变流器测试平台，其特征在于：DC/AC变流器为城轨列车牵引变流器。
6.如权利要求3所述的适用于多制式的轨道交通变流器测试平台，其特征在于：所述待测变流器为AC/DC/AC变流器，
两个AC/DC/AC变流器的输入端与牵引变压器的两个副边分别相连，
两个AC/DC/AC变流器的输出侧分别与一个牵引电机相连。
7.如权利要求6所述的适用于多制式的轨道交通变流器测试平台，其特征在于：AC/DC/AC变流器为铁路电力机车牵引变流器。
8.如权利要求3所述的适用于多制式的轨道交通变流器测试平台，其特征在于：还包括测试控制系统，所述测试控制系统包括：检测控制系统、PXI数据采集卡、NI-PXI测控主机；
检测控制系统一方面将输出的电信号经PXI数据采集卡通过PXI总线与NI-PXI测控主机相连，另一方面通过以太网与NI-PXI测控主机互连。
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