DE112004002512T5

DE112004002512T5 - Detektieren eines Fehlers in einem Stromrichter-Last-System

Info

Publication number: DE112004002512T5
Application number: DE112004002512T
Authority: DE
Inventors: Sven Gebhardt
Original assignee: Bombardier Transportation GmbH
Current assignee: Alstom Transportation Germany GmbH
Priority date: 2003-12-20
Filing date: 2004-11-19
Publication date: 2006-11-09
Anticipated expiration: 2024-11-20
Also published as: WO2005062456A1; DE112004002512B4; GB2409355A; GB0329543D0

Abstract

Verfahren zum Detektieren eines Fehlers in einem System (1), das einen Stromrichter (11) und eine Last (13) aufweist, insbesondere einen Antriebsmotor eines Eisenbahnzugfahrzeugs, wobei
– die Last (13) über eine Leitung (5), insbesondere eine Wechselstromleitung mit drei Phasen (5a, 5b, 5c), mit dem Stromrichter (11) verbunden ist,
– mindestens ein von der Leitung (5) geführter elektrischer Strom gemessen wird,
– der Stromrichter (11) von einer Steuereinrichtung (4) gesteuert wird,
– die Steuereinrichtung (4) Werte des gemessenen Stroms zum Betreiben des Systems (1) verwendet,
– ein lokaler Minimumwert und ein lokaler Maximumwert des gemessenen Stroms bestimmt werden und
– der lokale Minimumwert und der lokale Maximumwert dazu verwendet werden zu entscheiden, ob ein Fehler des Systems vorliegt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Detektieren eines Fehlers in einem System, das einen Stromrichter und eine Last umfasst, insbesondere einen Antriebsmotor eines Eisenbahnzugfahrzeugs, wobei die Last mit dem Stromrichter über eine Leitung verbunden ist, insbesondere eine Wechselstromleitung mit drei Phasen. Die vorliegende Erfindung betrifft zudem eine entsprechende Anordnung. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere das Gebiet elektrischer Hochleistungsanwendungen wie etwa die Zufuhr elektrischer Energie zu einem Antriebsmotor eines Eisenbahnzugfahrzeugs.
Bei vielen Anwendungen umfasst ein Stromrichter eine Gleichstromseite und eine Wechselstromseite mit drei Wechselstromphasen. Die Gleichstromseite ist mit einem Gleichstromzwischenkreis verbunden. Die elektrische Last ist an die drei Wechselstromphasen auf der Wechselstromseite angeschlossen. Eine Steuereinrichtung steuert die Operation des Stromrichters, wobei die Phasenströme der drei Wechselstromphasen als Eingangsvariablen des Steuerprozesses verwendet werden. Beispielsweise ist es möglich, eine Steuereinrichtung zu verwenden, die dafür ausgelegt ist, Pulsweitenmodulationssignale (PWM) zu erzeugen. Den PWM-Signalen entsprechende Schaltsignale werden zum Stromrichter übertragen und bewirken das Schalten elektronischer Ventile des Stromrichters. Andere Verfahren können jedoch ausgeführt werden, um den Stromrichter zu steuern. Alternativ kann der Stromrichter ein Gleichstrom-Gleichstrom-Stromrichter (als Beispiel) oder eine andere Art von Stromrichter sein.
Es gibt mehrere Fehler und Fehlfunktionen, die während der Operation des Systems auftreten könnten: Eine oder mehrere der drei Phasen der Wechselstromverbindung könnten unterbrochen sein oder der Stromrichter selbst könnte eine Fehlfunktion aufweisen. Eine oder mehrere der drei Phasen könnten mit Masse verbunden sein. Zudem könnte ein zum Detektieren eines Phasenstroms einer der Phasen verwendeter Sensor defekt sein und/oder eine Energieversorgung zum Betreiben des Sensors könnte ausfallen. Eine Signalverbindung von dem Detektor zu der Steuereinrichtung könnte unterbrochen oder nicht realisiert sein (möglicherweise aufgrund eines losen Verbinders). Zusätzlich oder alternativ könnte eine beliebige Einrichtung (wie etwa ein Verstärker), die zum Verarbeiten des Signals vom Detektor verwendet wird, defekt sein.
Wenn es beim Messen der Phasenströme zu Fehlfunktionen kommt (einschließlich einer Fehlfunktion der Verarbeitung des Messsignals), verwendet die Steuereinrichtung einen falschen Eingangswert, und folglich wird die Steuereinrichtung versuchen, den Phasenstrom anzupassen. Mit anderen Worten: Die Steuereinrichtung wird Steuersignale an den Stromrichter ausgeben, um den falschen Eingangswert zu kompensieren. Wenn der gemessene Phasenstrom permanent zu klein ist (z.B. Null aufgrund einer Unterbrechung der Leitung oder des Messungsverarbeitungsgeräts), können der Stromrichter und die Last beschädigt oder sogar zerstört werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zum Detektieren eines Fehlers in einem System, das einen Stromrichter und eine Last umfasst, so dass der Fehler zuverlässig detektiert werden kann und so dass die Detektion ausreichend schnell ist, um eine Beschädigung des Systems oder von Teilen des Systems zu vermeiden. Zudem sollte die Detektion mit geringem Aufwand erfolgen und die normale Operation des Systems nicht stören. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer entsprechenden Anordnung.
Stromrichter umfassen üblicherweise mehrere elektronische Ventile, die zum Betreiben des Stromrichters von der Steuereinrichtung ein- und ausgeschaltet werden. Der gemessene Strom, der eine Funktion der Zeit ist, umfasst deshalb eine Mehrzahl lokaler Minima und eine Mehrzahl lokaler Maxima aufgrund der Schaltaktionen. Im Fall beispielsweise eines Wechselrichters, der an einen Gleichstromzwischenkreis angeschlossen ist, bewirken die Spannung des Zwischenkreises und eine etwaige Induktivität, die am Prozess involviert ist, eine Erhöhung oder Reduzierung des Leitungsstroms, wenn während des normalen Betriebs des Stromrichters elektronische Ventile ein- oder ausgeschaltet werden. Wenn es jedoch beispielsweise an der Leitung, an der Last oder am Zwischenkreis zu einer Unterbrechung kommt oder falls ein Fehler des Strommessgeräts vorliegt, findet keine Erhöhung oder Reduzierung statt oder ist im Vergleich zu ihrem Niveau bei normalem Betrieb signifikant kleiner.
Es wird vorgeschlagen, mindestens einen lokalen Minimumwert und mindestens einen lokalen Maximumwert auszuwerten und unter Verwendung dieser lokalen Extremwerte einen Fehler des Systems zu detektieren.
Insbesondere wird folgendes vorgeschlagen: ein Verfahren zum Detektieren eines Fehlers in einem System, das einen Stromrichter und eine Last umfasst, insbesondere einen Antriebsmotor eines Eisenbahnzugfahrzeugs, wobei

– die Last über eine Leitung, insbesondere eine Wechselstromleitung mit drei Phasen, mit dem Stromrichter verbunden ist,
– mindestens ein von der Leitung geführter elektrischer Strom gemessen wird,
– der Stromrichter von einer Steuereinrichtung gesteuert wird,
– die Steuereinrichtung Werte des gemessenen Stroms zum Betreiben des Systems verwendet,
– ein lokaler Minimumwert und ein lokaler Maximumwert des gemessenen Stroms bestimmt werden und
– der lokale Minimumwert und der lokale Maximumwert dazu verwendet werden zu entscheiden, ob ein Fehler des Systems vorliegt.

Beispielsweise ist es möglich, den von der Leitung geführten Strom unter Verwendung eines Stromsensors zu messen. Dieser kann an der Leitung, am Stromrichter und/oder an der Last angebracht sein. Mit anderen Worten, es ist nicht erforderlich, den Strom direkt an der Leitung zu messen.
Ein Vorteil der vorgeschlagenen Lösung besteht darin, dass eine Unterbrechung zuverlässig detektiert werden kann und dass die Detektion schnell durchgeführt werden kann, insbesondere viel schneller als eine Detektion, die bei einer Grundfrequenz eines Wechselstroms der Leitung vorgenommen wird. Beispielsweise kann verhindert werden, dass die Steuereinrichtung eine abrupte Änderung beim Betrieb des Stromrichters aufgrund eines eingefrorenen (d.h. falschen und konstanten), fehlenden (oder Null betragenden) Messsignals des Leitungsstroms bewirkt.
Für die Auswertung werden nur ein lokales Minimum und ein lokales Maximum benötigt. Es ist jedoch möglich, die Robustheit der Auswertung zu erhöhen, indem mehr Extremwerte berücksichtigt werden, beispielsweise durch wiederholte Auswertung lokaler Extremwerte und/oder durch Auswerten von Differenzen zwischen mehr als zwei Extremwerten. Außerdem ist eine schnellere Detektion durch Überwachung des kleinsten erwarteten Werts dI/dt (zeitliche Ableitung des Stroms I) zwischen zwei Abtastwerten/Steuerzyklen möglich, wenngleich diese schnellere Detektion möglicherweise empfindlicher ist (z.B. aufgrund von Rauschen auf einer unterbrochenen Leitung) und von den Phasenwinkeln und dem Arbeitspunkt des Systems abhängt. Jedenfalls kann die Detektion schneller vorgenommen werden als eine Detektion, die in einer Periode eines von der Leitung geführten Wechselstroms einmal vorgenommen wird.
Gemäß einer Ausführungsform wird eine Differenz zwischen dem Minimumwert und dem Maximumwert mit einem Schwellwert verglichen, um zu detektieren, ob ein Fehler vorliegt. Der Schwellwert kann während des ganzen Betriebs des Systems konstant sein. Es wird jedoch bevorzugt, den Schwellwert an den Betriebszustand des Systems anzupassen, ihn gemäß dem aktuell für den Stromrichter verwendeten Steuerverfahren anzupassen und/oder ihn gemäß anderen Kriterien anzupassen. Wenn beispielsweise die Leistung der Last (und eine entsprechende elektrische Spannung) während des Betriebs variiert, variieren die typischen Differenzen zwischen dem lokalen Minimum und dem lokalen Maximum entsprechend, so dass der Schwellwert für höhere Leistungen erhöht werden kann und umgekehrt. Infolgedessen ist die Zuverlässigkeit der Detektion nicht von dem Momentanwert der elektrischen Lastleistung abhängig.
Alternativ oder zusätzlich wird eine lokale Erhöhung oder Reduzierung des gemessenen Stroms berechnet, wobei die Erhöhung oder Reduzierung dazu verwendet wird zu entscheiden, ob ein Fehler des Systems vorliegt. Insbesondere kann die Erhöhung oder Reduzierung unter Verwendung der Differenz zwischen dem lokalen Maximum und dem lokalen Minimum und unter Verwendung von Informationen über ein Zeitintervall zwischen dem Minimum und dem Maximum oder über ein anderes Zeitintervall berechnet werden.
Beispielsweise sind der Zeitpunkt des Maximums und der Zeitpunkt des Minimums möglicherweise aus dem Prozess zum Steuern des Stromrichters bekannt. Insbesondere kann die Steuereinrichtung Steuersignale zum Schalten elektronischer Ventile des Stromrichters ausgeben, die zu dem Maximum oder dem Minimum führen. In jedem Fall jedoch kann das Zeitintervall alternativ ein Zeitintervall fester Länge für wiederholtes Auswerten lokaler Minima und lokaler Maxima sein.
Allgemein ausgedrückt kann die Auswertung des lokalen Minimums und des lokalen Maximums und/oder ein Abtasten des gemessenen Leitungsstroms mit den Schaltaktionen synchronisiert oder durch die Schaltaktionen ausgelöst werden, die von der Steuereinrichtung während des Betriebs des Stromrichters gesteuert werden. Beispielsweise können Zeitintervalle bei jedem lokalen Minimum oder Maximum beginnen, so dass eines der lokalen Minima und eines der lokalen Maxima in jedem Zeitintervall vorliegt. Die Auswertung kann dann für jedes Zeitintervall vorgenommen werden. Alternativ kann die Auswertung für Zeitintervalle konstanter Länge vorgenommen werden, die mindestens eines der Maxima und eines der Minima enthalten.
Allgemeiner ausgedrückt kann der Stromrichter eine Mehrzahl elektronischer Ventile aufweisen, die von der Steuereinrichtung ein- und ausgeschaltet werden, um den Stromrichter zu betreiben, so dass der gemessene Strom eine Mehrzahl lokaler Minima und eine Mehrzahl lokaler Maxima umfasst. Ein Maximumwert und ein Minimumwert werden wiederholt bestimmt, und eine Auswertung des Maximumwerts und des Minimumwerts wird wiederholt für Zeitintervalle vorgenommen, die mindestens eines der lokalen Minima und mindestens eines der lokalen Maxima umfassen.
Die Auswertung kann durchgeführt werden durch Verwendung mindestens eines der Maxima und mindestens eines der Minima sowie eines Kriteriums zum Detektieren des Fehlers. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung jedoch wird eine Modellrechnung eines Betriebs der Last vorgenommen, wobei der Minimumwert, der Maximumwert und die Modellrechnung dazu verwendet werden zu entscheiden, ob ein Fehler des Systems vorliegt.
Bei einem Beispiel sind der Maximumwert und der Minimumwert Eingangswerte der Modellrechnung. In diesem Fall kann ein Ausgangswert der Modellrechnung mit einem bekannten oder vorbestimmten Parameter des Systems oder der Last verglichen werden.
Beispielsweise kann eine vorübergehende Erhöhung oder Reduzierung des Leitungsstroms in der Modellrechnung unter Verwendung des Minimumwerts und des Maximumwerts berechnet werden. Dann wird ein Wert für eine Induktivität der Last (beispielsweise die Induktivität einer elektromagnetischen Wicklung der Last) unter Verwendung eines weiteren Eingangswerts (der direkt oder indirekt gemessen werden kann) berechnet, beispielsweise der elektrischen Spannung, die dem Leitungsstrom entspricht, und das Ergebnis wird mit einem Vergleichswert der Induktivität (z.B. dem Induktivitätsnennwert oder einem Wert, der zuvor gemessen oder berechnet worden ist) verglichen. Ein Vorteil einer derartigen Modellrechnung besteht darin, dass der Betriebszustand (bei dem Beispiel die Leitungsspannung) berücksichtigt wird.
In einem anderen Fall kann das Modell ein Modell sein, das von der Steuereinrichtung zum Steuern des Betriebs des Systems verwendet wird. Solche Modelle werden in der Regel in der Praxis verwendet, insbesondere wenn die Last eine Asynchronmaschine ist. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung ein Arbeitsverhalten der Last unter Verwendung eines durch Software implementierten Modells modellieren. Die gemessenen Phasenströme und weitere Eingangsgrößen (wie etwa Spannung und Drehzahl der Maschine) sowie Parameter der Maschine werden in dem Modell verwendet. Beispielsweise beschreibt DE 195 31 771 A1 (Erfinder: Depenbrock) ein Verfahren und eine Einrichtung zum Bestimmen einer Drehzahl einer Drehfeldmaschine. Das Dokument offenbart, dass die Signalverarbeitung ein komplettes Maschinenmodell umfasst einschließlich einem Stromrichter, dessen Wechselstromseite an die Maschine angeschlossen ist. Insbesondere kann ein derartiges Modell verwendet werden, um eine Größe oder einen Wert (z.B. die Erhöhung oder Reduzierung des Leitungsstroms) zu berechnen, die oder der mit einer entsprechenden Größe oder einem entsprechenden Wert verglichen wird, der unter Verwendung des mindestens einen Maximumwerts und des mindestens einen Minimumwerts berechnet wurde.
Das Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich insbesondere für Systeme, bei denen die Leitung mehrere (insbesondere drei) Wechselstromphasen umfasst. In diesem Fall wird das Verfahren bevorzugt für jeden gemessenen Phasenstrom durchgeführt. Allgemeiner ausgedrückt werden der Maximumwert und der Minimumwert für mindestens zwei der Phasen einer derartigen Leitung bestimmt.
Bei einem derartigen System kann ein weiterer wahlweiser Schritt ausgeführt werden: die gemessenen Stromwerte von den mindestens zwei Phasen werden wiederholt für gleiche Zeitpunkte ausgewertet und es wird entschieden, dass ein Fehler des Systems vorliegt, wenn Paare von Werten der gemessenen Ströme für mehrere der Zeitpunkte nicht differieren. Dieser Schritt basiert auf der Tatsache, dass die Phasenströme verschiedener Phasen aufgrund der Phasenverschiebung verschieden sind, außer an den beiden Schnittpunkten in jeder Periode. Wenn zwischen zweien der Phasenströme an mehreren der Zeitpunkte keine signifikante Differenz vorliegt, dann liegt ein Fehler vor. Dieser Schritt kann durchgeführt werden, um ein Fehlerdetektionsergebnis zu bestätigen, das gemäß dem Verfahren zum Auswerten des Maximumwerts und des Minimumwerts erhalten worden ist.
Wenn die Auswertung des Höchst- und des Minimumwerts vorgenommen wird, kann sie eine spezielle Prozedur enthalten, um zu entscheiden, ob ein Fehler und/oder eine Fehlfunktion vorliegen. Diese spezielle Prozedur kann durchgeführt werden, um die Zuverlässigkeit der Entscheidungsfindung zu erhöhen, und wird in dieser Beschreibung als "Fuzzy-Auswertung" bezeichnet.
Wenn die Auswertung durchgeführt wird, wird vorgeschlagen, wiederholt einen ersten Plausibilitätswert zu bestimmen, wobei der erste Plausibilitätswert ein Momentanmaß eines Grads der Plausibilität und/oder Nichtplausibilität ist. Zudem wird ein zweiter Plausibilitätswert aus einer Mehrzahl der ersten Plausibilitätswerte abgeleitet, wobei jeder der ersten Plausibilitätswerte den zweiten Plausibilitätswert entsprechend seinem Grad an Plausibilität und/oder Nichtplausibilität beeinflussen kann. Eine entsprechende Aktion (wie etwa Schalten des Stromrichters auf Nullspannung) wird ergriffen, wenn der zweite Plausibilitätswert ein vorbestimmtes Kriterium erfüllt.
In der Fuzzy-Auswertung spiegelt der zweite Plausibilitätswert die Plausibilität einer Mehrzahl erster Plausibilitätswerte wider, und deshalb ist es weniger wahrscheinlich, dass ein fehlerhafter erster Plausibilitätswert zu einer Unterbrechung des Stromrichterbetriebs führt (als Beispiel). Der Effekt der Fuzzy-Auswertung kann mit dem Effekt eines intelligenten Filters verglichen werden. Zudem kann sie leicht in Hardware und/oder Software implementiert werden, beispielsweise unter Verwendung eines Zählers, wobei der Zählerwert der zweite Plausibilitätswert ist. Der Ausdruck "Zähler" ist nicht auf das Zählen von ganzen Zahlen begrenzt. In dem Beispiel führt ein erster Plausibilitätswert mit einem niedrigeren Grad an Plausibilität zu einer größeren Erhöhung der Zählerzahl als ein erster Plausibilitätswert mit einem höheren Grad an Plausibilität. Umgekehrt kann die Zählerzahl reduziert werden, wenn der Grad an Plausibilität des ersten Plausibilitätswerts hoch ist.
Es gibt mehrere Merkmale, die mit diesem grundlegenden Ansatz kombiniert werden können, und zwar unabhängig voneinander oder in Kombination mit mindestens einigen der Merkmale. Erstens kann der Grad an Plausibilität des ersten Plausibilitätswerts gewichtet werden und der zweite Plausibilitätswert wird entsprechend dem gewichteten ersten Plausibilitätswert beeinflusst. Im einfachsten Fall kann ein Gewichtsfaktor von 1 für alle Grade an Plausibilität des ersten Plausibilitätswerts verwendet werden. Es ist jedoch auch möglich, das Gewicht der ersten Plausibilitätswerte entsprechend einer Erhöhung des Grads an Plausibilität zu reduzieren.
Zweitens ist es möglich zu entscheiden, ob der Grad an Plausibilität des ersten Plausibilitätswerts einem niedrigeren Schwellwert entspricht und/oder kleiner ist als der Schwellwert. Wenn dies der Fall ist, wird der zweite Plausibilitätswert so beeinflusst, dass er die reduzierte Plausibilität zeigt. Wenn dies nicht der Fall ist, wird der zweite Plausibilitätswert nicht abgeändert oder so abgeändert, dass er eine erhöhte Gesamtplausibilität zeigt (z.B. ist die Zählerzahl reduziert).
Drittens kann es sein, dass nur der Effekt einer begrenzten Anzahl jüngster erster Plausibilitätswerte den zweiten Plausibilitätswert beeinflusst. Dies bedeutet, dass erste Plausibilitätswerte, die zu Ereignissen gehören, die vor zu langer Zeit stattfanden, den zweiten Plausibilitätswert nicht beeinflussen. Wenn ein Zähler für den zweiten Plausibilitätswert verwendet wird, dann ist alternativ sowohl ein Erhöhen als auch ein Reduzieren der Zählerzahl in Abhängigkeit von dem Grad an Plausibilität des ersten Plausibilitätswerts möglich. Infolgedessen kann die Zählerzahl auf Null reduziert werden, und in diesem Fall beeinflussen Ereignisse, die in der Vergangenheit stattfanden, nicht länger den zweiten Plausibilitätswert.
Insbesondere ist der erste Plausibilitätswert das Ergebnis eines Vergleichs (z.B. eine Abweichung) zwischen einem Schwellwert und der Differenz zwischen dem lokalen Minimumwert und dem lokalen Maximumwert des Leitungsstroms. Zusätzlich oder alternativ bedeutet der "Grad an Plausibilität", dass eine höhere Abweichung von einem normalen, einem erwarteten oder einem erwünschten Ergebnis einen niedrigeren Grad an Plausibilität hat (als Beispiel). Falls das Ergebnis des Vergleichs der erste Plausibilitätswert ist, ist der Grad an Plausibilität für höhere Abweichungen niedriger. Beispielsweise kann das vorbestimmte Kriterium darin bestehen, dass einem Schwellwert des zweiten Plausibilitätswerts entsprochen und/oder dieser überstiegen wird. Allgemein weist die Fuzzy-Auswertung oder eine ihrer Ausführungsformen die folgenden Vorteile auf:

– Kleine und/oder seltene Abweichungen von einem normalen, einem erwarteten oder einem gewünschten Zustand führen nicht notwendigerweise zu einer Unterbrechung des aktuellen Stromrichterbetriebs.
– Große und/oder viele Abweichungen von einem normalen, einem erwarteten oder einem gewünschten Zustand führen zu einer schnellen und zuverlässigen Detektion des Fehlers und/oder einer Fehlfunktion.
– Die Prozedur kann leicht implementiert werden. Die Parameter der Prozedur wie Gewicht und Schwellwerte können leicht angepasst werden.
– Ein Prozess, der möglicherweise bei einer kleinen Wiederholungsfrequenz arbeitet, aber Teil einer Steuerroutine auf höherer Ebene sein könnte, kann das Ergebnis der Fuzzy-Auswertung zuverlässig prüfen, insbesondere die Zählerzahl prüfen.

Die vorliegende Erfindung enthält zudem:

– eine computerladbare Datenstruktur, die dafür ausgelegt ist, das Verfahren gemäß einer der in dieser Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen durchzuführen, während sie auf einem Computer ausgeführt wird,
– ein Computerprogramm, wobei das Computerprogramm dafür ausgelegt ist, das Verfahren gemäß einer der in dieser Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen durchzuführen, während es auf einem Computer ausgeführt wird,
– ein Computerprogramm, das Computerprogrammmittel umfasst zum Durchführen des Verfahrens gemäß einer der in dieser Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen, während das Computerprogramm auf einem Computer oder auf einem Computernetz ausgeführt wird,
– ein Computerprogramm, das Programmmittel gemäß dem vorhergehenden Punkt umfasst, wobei die Programmmittel auf einem für einen Computer lesbaren Speichermedium gespeichert sind,
– ein Speichermedium, wobei eine Datenstruktur auf dem Speichermedium gespeichert ist, und wobei die Datenstruktur dafür ausgelegt ist, das Verfahren gemäß einer der in dieser Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen durchzuführen, nachdem sie in einen Haupt- und/oder Arbeitsspeicher eines Computers oder eines Computernetzes geladen worden ist, und
– ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, wobei die Programmcodemittel auf einem Speichermedium gespeichert werden können oder gespeichert sind zum Ausführen des Verfahrens gemäß einer der in dieser Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen, wenn die Programmcodemittel auf einem Computer oder auf einem Computernetz ausgeführt werden.

Insbesondere können der Computer oder Teil des Computernetzes, die in einem der vorausgegangenen Absätze erwähnt wurden, unter Verwendung einer Verarbeitungseinheit, insbesondere einer zentralen Verarbeitungseinheit der Steuereinrichtung realisiert werden. Zumindest die Bestimmung des Mindest- und des Maximumwerts und die Auswertung können von dem Computer oder Computernetz durchgeführt werden. Das Computerprogrammprodukt ist als ein Produkt zu verstehen, das ein verkaufbares oder handelbares Gut ist.
Zudem wird vorgeschlagen, eine Anordnung bereitzustellen, die dafür ausgelegt ist, das Verfahren gemäß mindestens einer der oben beschriebenen Ausführungsformen durchzuführen. Die Anordnung kann Teil des Stromrichters sein, insbesondere Teil einer Steuereinrichtung des Stromrichters. Sie kann durch Hardware und/oder Software realisiert werden.
Insbesondere wird folgendes vorgeschlagen: eine Anordnung zum Detektieren eines Fehlers in einem System, das einen Stromrichter und eine Last umfasst, insbesondere einen Antriebsmotor eines Eisenbahnzugfahrzeugs, wobei der Stromrichter von einer Steuereinrichtung gesteuert wird, wobei die Last über eine Leitung, insbesondere eine Wechselstromleitung mit drei Phasen, mit dem Stromrichter verbunden ist, und wobei die Anordnung folgendes umfasst:

– eine Messungsverarbeitungseinrichtung zum Empfangen und Verarbeiten von Messwerten mindestens eines von der Leitung geführten elektrischen Stroms,
– eine Extremwertbestimmungseinrichtung, die mit der Messungsverarbeitungseinrichtung verbunden ist und dafür ausgelegt ist, mindestens einen lokalen Minimumwert und mindestens einen lokalen Maximumwert des gemessenen Stroms zu bestimmen,
– eine Auswertungseinrichtung, die mit der Extremwertbestimmungseinrichtung verbunden ist und die dafür ausgelegt ist, durch Auswerten des mindestens einen Mindest- und des mindestens einen Maximumwerts zu entscheiden, ob ein Fehler des Systems vorliegt.

Nachfolgend werden spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. Die Figuren der Zeichnung zeigen schematisch:
1 eine Anordnung mit einem Stromrichter, dessen Wechselstromseite mit einer elektrischen Last verbunden ist, insbesondere mit einem Asynchronmotor;
2 Einrichtungen und Einheiten, die verwendet werden, um ein Sensorsignal eines in 1 gezeigten Sensors zu verarbeiten;
3 eine Anordnung von Einheiten und Einrichtungen zum Detektieren eines Fehlers;
4 ein Flussdiagramm, das eine Auswertung von Mindest- und Maximumwerten veranschaulicht;
5 ein Flussdiagramm, das die Fuzzy-Auswertung darstellt;
6 ein Diagramm, das das Verhalten eines Leitungsstroms als Funktion der Zeit darstellt;
7 ein Diagramm, das ein erstes Verfahren zum Erhalten von Höchst- und Minimumwerten eines Leitungsstroms darstellt; und
8 ein Diagramm, das ein zweites Verfahren zum Erhalten von Höchst- und Minimumwerten eines Leitungsstroms darstellt.
1 zeigt ein System 1, das einen Stromrichter 11 und eine Last 13, insbesondere eine Asynchronmaschine, umfasst. Der Stromrichter 11 kann wie aus dem Stand der Technik bekannt aufgebaut sein. Beispielsweise kann der Stromrichter ein Gleichstrom-Wechselstrom-Stromrichter (Wechselrichter) sein und drei parallele Wege umfassen, die eine erste und eine zweite Gleichstromverbindungsleitung eines (in der Figur nicht gezeigten) Gleichstromzwischenkreises verbinden. Jeder der Wege kann eine Brücke mit zwei elektronischen Ventilen (beispielsweise gatterabschaltbare Thyristoren oder IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors)) aufweisen, die in Reihe miteinander geschaltet sind. Jede Phase 5a, 5b, 5c einer Wechselstromverbindung zu einer Maschine kann mit einem Verbindungspunkt zwischen den beiden elektronischen Ventilen eines Wegs verbunden sein.
Eingangssignalleitungen der elektronischen Ventile zum Empfangen von Schaltsignalen können mit einem Steuersignaleingang 10 des Stromrichters verbunden sein. Der Steuersignaleingang 10 ist mit einem Steuersignalausgang einer Steuereinrichtung 4 über eine Verbindung 9 der in 1 gezeigten Anordnung verbunden. Die Gleichstromseite des Stromrichters kann mit einem zweiten Stromrichter verbunden sein, der dafür ausgelegt ist, einen Gleichstrom an den Stromrichter auszugeben. Eine Eingangsseite des zweiten Stromrichters kann mit einem Stromversorgungsnetz verbunden sein, beispielsweise einem einphasigen Wechselstromnetz eines Eisenbahnsystems. Andere Konfigurationen und Operationen sind jedoch möglich wie etwa das Zurückspeisen elektrischer Energie vom Stromrichter zum zweiten Stromrichter.
Wie in 1 gezeigt, verbinden die drei Phasen 5a, 5b, 5c der Wechselstromverbindung den Stromrichter 11 mit der elektrischen Last 13, hier dem Asynchronmotor, der der Antriebsmotor eines Eisenbahnzugfahrzeugs sein kann.
Eine erste 5a und eine zweite 5b der Phasen 5a, 5b, 5c werden jeweils mit nur einem Stromsensor 3a, 3b kombiniert, um den Phasenstrom zu messen. Da die elektrische Last 13 bezüglich der drei Phasen 5a, 5b, 5c symmetrisch ist, ist die dritte Phase 5c nicht mit einem Stromsensor verbunden. Die Stromsensoren 3a, 3b sind über je eine Sensorsignalverbindung 7a, 7b mit der Steuereinrichtung 4 verbunden.
Bei Hochleistungsanwendungen wie etwa bei Eisenbahnzugfahrzeugen kann die Stromsensorfunktion auf dem Prinzip des Detektierens eines Stroms durch Auswerten des von dem Strom erzeugten Magnetfelds basieren. Ein Beispiel für einen derartigen Stromsensor 3 und eine entsprechende Anordnung zum Verarbeiten des Sensorsignals ist in 2 gezeigt. Der Stromsensor 3 ist an eine Phase 5 angeschlossen und erzeugt ein Stromsignal, das dem von der Phase 5 geführten Strom entspricht. Eine Signalleitung zum Ausgeben des Sensorsignals ist mit einem Strom-Spannungs-Wandler 41 (z.B. einem Nebenschlusswiderstand) verbunden, um das Stromsignal in ein Spannungssignal umzuwandeln. Der Strom-Spannungs-Wandler 41 ist wahlweise mit einem Filter 43 verbunden, um das Spannungssignal zum Eliminieren von Signalteilen zu filtern, die das Ergebnis von vorübergehenden Interferenzen sind, und um Rauschen zu eliminieren. Ein Ausgang des Filters 43 ist mit einem Eingang eines Verstärkers 45 zum Verstärken des Spannungssignals verbunden. Wenn der Filter 43 nicht vorgesehen ist, kann der Ausgang des Strom-Spannungs-Stromrichters 41 direkt mit dem Verstärker 45 verbunden werden.
Zum Digitalisieren des Spannungssignals ist ein Ausgang des Verstärkers 45 an einen Analog-Digital-(A/D)-Wandler 47 angeschlossen. Das digitalisierte Signal kann zur digitalen Datenverarbeitung verwendet werden, insbesondere bei Ausführung durch einen Computer der in 1 gezeigten Steuereinrichtung 4. Beispielsweise können die Einrichtungen 41, 43, 45, 47 der in 2 gezeigten Anordnung zwischen dem Stromsensor 3a oder 3b und einem Signaleingang der Steuereinrichtung 4 angeordnet sein. Alternativ können mindestens einige der Einrichtungen 41, 43, 45, 47 Teil der Steuereinrichtung 4 sein.
Während des Betriebs des Stromrichters 11 verwendet die Steuereinrichtung 4 zum Steuern des Stromrichters 11 Phasenstromwerte, die auf der von den Stromsensoren 3a, 3b durchgeführten Messung basieren. Beispielsweise können Modellrechnungen zum Modellieren des Betriebs der elektrischen Last 13 und die Auswertung der Mindest- und Maximumwerte von einer zentralen Verarbeitungseinheit der Steuereinrichtung 4 vorgenommen werden.
Die in 3 gezeigte Anordnung umfasst eine Messungsverabeitungseinrichtung 51 zum Empfangen von Werten des gemessenen Phasenstroms von dem A/D-Wandler 47 und zum Verarbeiten der Messwerte. Auf einer Eingangsseite ist die Messungsverarbeitungseinrichtung 51 mit dem A/D-Wandler 47 verbunden. Auf einer Ausgangsseite ist sie mit einer Extremwertbestimmungseinrichtung 53 zum Bestimmen lokaler Minimumwerte und einen lokalen Maximumwerte des gemessenen Stroms verbunden, Die Extremwertbestimmungseinrichtung 53 ist mit einer Auswertungseinrichtung 55 verbunden, die dafür ausgelegt ist, durch Auswerten der Mindest- und der Maximumwerte zu entscheiden, ob ein Fehler des Systems vorliegt. Die Einrichtungen 51, 53, 55 können Teil einer Einrichtung oder Einheit 50 sein und können durch Software und/oder Hardware realisiert werden. Die Einheit 50 kann Teil der Steuereinrichtung 4 von 1 sein.
Während des Betriebs wandelt der A/D-Wandler 47 die analogen Signale des gemessenen Stroms mit einer Abtastrate in digitale Signale um, die (insbesondere um mindestens einen Faktor von 5, bevorzugt mindestens einen Faktor von 10) größer ist als eine mittlere Schaltrate der elektronischen Ventile des Stromrichters 11. In der Regel dreht sich ein Asynchronmotor, der als ein Antriebsmotor eines Eisenbahnzugfahrzeugs verwendet wird, mit einer Rotorfrequenz von 0 bis 150 Hz oder höher (was beispielsweise fast gleich einer Grundfrequenz des Leitungsstroms ist), die Schaltfrequenz des Stromrichters liegt im Bereich von 250 Hz bis 800 Hz und die Abtastfrequenz des Abtastens der gemessenen Phasenstromwerte ist noch höher, nämlich im Bereich einiger kHz, z.B. 2 bis 4 kHz. Die mittlere Schaltrate kann beispielsweise die Rate der von dem Controller 4 erzeugten Pulsweitenmodulationssignale zum Steuern des Schaltens des Stromrichters 11 sein. Folglich ist es möglich, lokale Minimumwerte und lokale Maximumwerte des gemessenen Stroms zuverlässig zu detektieren, die durch die Schaltaktionen verursacht werden (siehe 6 bis 8 für ein typisches Verhalten des Leitungs- oder Phasenstroms als Funktion der Zeit).
Die abgetasteten Werte werden zu der Messungsverarbeitungseinrichtung 51 übertragen, die mehrere Aufgaben durchführen kann, wie etwa Vorbereiten oder Bearbeiten der Werte für eine Modellrechnung (Simulation) des Betriebsverhaltens des Systems. Sie empfängt zumindest die abgetasteten Werte und überträgt sie zu der Extremwertbestimmungseinrichtung 53, die die lokalen Mindest- und Maximumwerte des Stroms bestimmt. Entsprechende Informationen (wie etwa die Stromwerte mindestens eines Minimums und mindestens eines Maximums pro Arbeitszyklus der Einrichtung 50 oder pro Zeitintervall der Auswertung) werden dann zu der Auswertungseinrichtung 55 übertragen, die die Auswertung der Extremwerte vornimmt, wie nachfolgend beispielhaft ausführlicher beschrieben wird.
Gemäß dem in 4 gezeigten Flussdiagramm wird in Schritt S10 mindestens ein lokales Minimum und mindestens ein lokales Maximum des gemessenen Stroms bestimmt. In Schritt S11 wird unter Verwendung des mindestens einen lokalen Minimums und mindestens einen lokalen Maximums und unter Verwendung von Zeitinformationen wie etwa der Länge eines konstanten Zeitintervalls der Auswertung oder einer Zeit des Schaltens der Ventile des Stromrichters eine Erhöhung oder Reduzierung des Stroms berechnet. Eine Induktivität der Last wird in Schritt S12 unter Verwendung der Erhöhung oder Reduzierung sowie weiterer Informationen berechnet. In Schritt S13 wird die Induktivität mit einem Vergleichswert verglichen.
Anstatt die Induktivität zu berechnen kann alternativ in Schritt S11 die Differenz des lokalen Maximums (oder des höchsten lokalen Maximums innerhalb des Auswertungsintervalls) zu dem lokalen Minimum (oder des niedrigsten lokalen Minimums innerhalb des Auswertungsintervalls) berechnet und in Schritt S13 mit einem Schwellwert verglichen werden. In diesem Fall kann Schritt S12 entfallen. Gemäß einer weiteren Alternative kann Schritt S12 entfallen, und die in Schritt S11 berechnete Erhöhung oder Reduzierung kann in Schritt S13 mit einem Schwellwert verglichen werden.
In dem folgenden Schritt S14 wird entschieden, ob eine Abweichung von dem Schwellwert einen Fehler des Systems anzeigt. Wenn dies der Fall ist, wird im Schritt S15 eine entsprechende Aktion ergriffen. Wenn dies nicht der Fall ist, kehrt die Prozedur nach dem Zurücksetzen eines gespeicherten Höchst- und eines gespeicherten Minimumwerts auf den letzten abgetasteten Wert zu Schritt S10 zurück. Dann wird die Prozedur für das nächste Zeitintervall oder für andere Extremwerte wiederholt. Durch Rücksetzen des gespeicherten Höchst- und des gespeicherten Minimumwerts auf den gleichen (letzten abgetasteten) Wert wird die Differenz auf Null gesetzt.
Es wird bevorzugt, die Prozedur kontinuierlich für aufeinander folgende Zeitintervalle durchzuführen (z.B. für jeden Schaltzyklus des Ein- und Ausschaltens der mit der Leitung oder Phase verbundenen elektrischen Ventile). Die Prozedur kann jedoch auch diskontinuierlich durchgeführt werden. Bevorzugt wird sie für jeden Phasenstrom durchgeführt, der in dem System gemessen wird. Es ist möglich, die Prozedur aufeinander folgend für die Phasen durchzuführen (was Zeit und Ressourcen einspart) oder die Prozeduren für die verschiedenen Phasen zur gleichen Zeit oder in überlappenden Zeitintervallen durchzuführen.
Eine beispielhafte Möglichkeit zum Durchführen der Fuzzy-Auswertung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. In Schritt S1 wird die Differenz zwischen einem Höchst- und einem Minimumwert berechnet. In Schritt S1a wird ein entsprechender Vergleichswert der Länge erhalten und/oder verarbeitet. Der berechnete Wert und der Vergleichswert werden zu einem Vergleicher übertragen, der die beiden Werte in Schritt S2 vergleicht. Insbesondere berechnet der Vergleicher die Differenz zwischen den beiden Werten. Die Differenz wird in Schritt S3 z.B. von Schwellwertvergleichsmitteln mit einem Schwellwert verglichen. Wenn der Schwellwert überstiegen worden ist, geht die Prozedur weiter mit Schritt S4, in dem ein Zählerwert durch den Betrag erhöht wird, um den die Differenz den Schwellwert übersteigt. Wenn der Schwellwert nicht überstiegen wird, geht die Prozedur weiter mit Schritt S5, in dem der Zählerwert um einen konstanten Betrag reduziert wird. Nach Schritt S5 kehrt die Prozedur zum Anfang zurück und geht mit Schritt S1 weiter.
Nach Schritt S4 geht die Prozedur weiter mit Schritt S6, in dem eine Entscheidung gefällt wird, ob der Zählerwert einem zweiten Schwellwert entspricht oder ob er dem zweiten Schwellwert entspricht oder diesen übersteigt. Falls dies der Fall ist, wird entschieden, dass ein Fehler, insbesondere eine Unterbrechung, vorliegt und in Schritt S7 wird eine entsprechende Aktion ergriffen. Falls der zweite Schwellwert nicht überstiegen wird, kehrt die Prozedur zum Anfang zurück und geht mit Schritt S1 weiter.
Die oben beschriebene Prozedur kann durch Software und/oder Hardware implementiert werden. Zudem ist es möglich, die Prozedur zu modifizieren. Beispielsweise kann der Zählerwert in Schritt S5 um einen Betrag reduziert werden, der von dem Betriebszustand des Systems oder der Last abhängt.
6 zeigt einen von einer Phase der Leitung geführten Strom als Funktion der Zeit t. Die ständig abnehmende und – in der rechten Hälfte des Diagramms – ansteigende Linie entspricht einem Soll- oder Effektivstrom I_SET. Der Phaseniststrom I umfasst das in der Figur gezeigte zickzack- oder sägezahnartige Verhalten, wobei die abfallende Flanke jedes Zahns die kontinuierliche Linie bei der Hälfte der Differenz zwischen dem entsprechenden Maximum und Minimum schneidet. Die Schnittpunktzeiten sind durch dünne vertikale Linien angegeben, die die Impulssignale A (in 6 gezeigt) in zwei gleiche Hälften zerschneiden. Die Pulssignale entsprechen von der Steuereinrichtung erzeugten Pulsweitenmodulationssignalen zum Steuern des Betriebs des Stromrichters. Bei der ansteigenden Flanke der Signale A führt das Schalten der Ventile des Stromrichters zu einem lokalen Maximum des Stroms I. Bei der fallenden Flanke weist der Strom I ein lokales Minimum auf. Kurz vor dem Minimum des Effektivstroms I_SET weist der Strom I in dem Zeitintervall zwischen Zeitpunkt t₁ und Zeitpunkt t₂ keinen Zahn mit einem signifikanten Spitzen- oder Maximalwert auf, da die Pulsweite zu klein ist. Deshalb sollte jede Auswertungsprozedur in diesem Intervall keinen Fehler detektieren. Beispielsweise kann die Auswertungsprozedur unterbrochen werden, wenn die Impulsbreite kleiner ist als ein Schwellwert, und/oder die Fuzzy-Auswertung kann angewendet werden.
In 7 ist eine erste Prozedur des Detektierens lokaler Minima und lokaler Maxima des Stroms I für zwei Fälle dargestellt, den normalen Betrieb des Systems (in der Figur oben) und die Situation eines Systemfehlers (in der Figur unten, z.B. ist der Strom I Null und/oder es liegt Rauschen vor). Gemäß der ersten Prozedur ist der Zeitpunkt des Messens der Extremwerte mit der Aktion des Schaltens der Ventile synchronisiert. Folglich wird ein Extremwert für jede der Schaltzeiten gemessen oder bestimmt. Paare aus – je – einem Minimum MIN und einem Maximum MAX (in 7 bei oder zwischen zwei vertikalen Linien liegend) werden dann ausgewertet. Wie man durch einen Vergleich der beiden Fälle (obere und untere Kurve) erkennen kann, zeigt die Differenz zwischen den Extremwerten des Paares die Situation (Fehler oder nicht) zuverlässig an.
In 8 liegt eine feste Länge von Zeitintervallen vor, in denen der höchste Maximumwert MAX und der niedrigste Minimumwert MIN detektiert wird. Die Auswertungsprozedur für das entsprechende Paar von Extremwerten kann die gleiche sein wie für die Prozedur von 7. Bevorzugt wird die Länge des Zeitintervalls derart gewählt, dass mindestens ein Minimum und ein Maximum innerhalb jedes Zeitintervalls liegt, und zwar unabhängig von dem Betriebszustand. Bei dem Beispiel der Pulsweitenmodulation definiert die breitestmögliche Pulsweite die kleinstmögliche Länge des Zeitintervalls.
Zusammenfassung
Die Erfindung, die ein Verfahren zum Detektieren eines Fehlers in einem System betrifft, das einen Stromrichter und eine Last umfasst, insbesondere einen Antriebsmotor eines Eisenbahnzugfahrzeugs, wobei die Last über eine Leitung mit dem Stromrichter verbunden ist, mindestens ein von der Leitung geführter elektrischer Strom gemessen wird, der Stromrichter von einer Steuereinrichtung gesteuert wird und die Steuereinrichtung Werte des gemessenen Stroms zum Betätigen des Systems verwendet. Es wird vorgeschlagen, einen lokalen Minimumwert (MIN) und einen lokalen Maximumwert (MAX) des gemessenen Stroms (I) zu bestimmen. Der lokale Minimumwert (MIN) und der lokale Maximumwert (MAX) werden verwendet, um zu entscheiden, ob ein Fehler des Systems vorliegt.

Claims

Verfahren zum Detektieren eines Fehlers in einem System (1), das einen Stromrichter (11) und eine Last (13) aufweist, insbesondere einen Antriebsmotor eines Eisenbahnzugfahrzeugs, wobei – die Last (13) über eine Leitung (5), insbesondere eine Wechselstromleitung mit drei Phasen (5a, 5b, 5c), mit dem Stromrichter (11) verbunden ist, – mindestens ein von der Leitung (5) geführter elektrischer Strom gemessen wird, – der Stromrichter (11) von einer Steuereinrichtung (4) gesteuert wird, – die Steuereinrichtung (4) Werte des gemessenen Stroms zum Betreiben des Systems (1) verwendet, – ein lokaler Minimumwert und ein lokaler Maximumwert des gemessenen Stroms bestimmt werden und – der lokale Minimumwert und der lokale Maximumwert dazu verwendet werden zu entscheiden, ob ein Fehler des Systems vorliegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Differenz zwischen dem Minimumwert und dem Maximumwert mit einem Schwellwert verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Schwellwert in Abhängigkeit von einem Betriebszustand des Systems und/oder in Abhängigkeit von einem Verfahren zum Steuern des Betriebs des Stromrichters (11) angepasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine lokale Erhöhung oder Reduzierung des gemessenen Stroms berechnet wird und wobei die Erhöhung oder Reduzierung dazu verwendet wird zu entscheiden, ob ein Fehler des Systems vorliegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Modellrechnung eines Betriebs der Last vorgenommen wird und wobei der Minimumwert, der Maximumwert und die Modellrechnung dazu verwendet werden zu entscheiden, ob ein Fehler des Systems vorliegt.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Maximumwert und der Minimumwert Eingangswerte der Modellrechnung sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Stromrichter (11) mehrere elektronische Ventile umfasst, die von der Steuereinrichtung (4) ein- und ausgeschaltet werden, um den Stromrichter zu betreiben, so dass der gemessene Strom eine Mehrzahl lokaler Minima und eine Mehrzahl lokaler Maxima umfasst, wobei ein Maximumwert und ein Minimumwert wiederholt bestimmt werden und wobei eine Auswertung des Maximumwerts und des Minimumwerts wiederholt vorgenommen wird für Zeitintervalle, die mindestens eines der lokalen Minima und mindestens eines der lokalen Maxima aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Leitung (5) mehrere Wechselstromphasen (5a, 5b, 5c) umfasst und wobei der Maximumwert und der Minimumwert für mindestens zwei der Phasen (5a, 5b, 5c) bestimmt werden.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die gemessenen Stromwerte der mindestens zwei Phasen (5a, 5b, 5c) für gleiche Zeitpunkte wiederholt ausgewertet werden und wobei entschieden wird, dass ein Fehler des Systems vorliegt, wenn Paare von Werten der gemessenen Ströme für eine Mehrzahl der Zeitpunkte nicht differieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei, wenn der lokale Minimumwert und der lokale Maximumwert verwendet werden, um zu entscheiden, ob ein Fehler des Systems vorliegt, ein erster Plausibilitätswert wiederholt bestimmt wird, wobei der erste Plausibilitätswert ein Momentanmaß eines Grads der Plausibilität und/oder Nichtplausibilität ist, wobei ein zweiter Plausibilitätswert aus einer Mehrzahl der ersten Plausibilitätswerte abgeleitet wird, wobei jeder der ersten Plausibilitätswerte den zweiten Plausibilitätswert entsprechend seinem Grad der Plausibilität und/oder Nichtplausibilität beeinflussen kann und wobei eine Aktion ergriffen wird, wenn der zweite Plausibilitätswert ein vorbestimmtes Kriterium erfüllt.
Computerladbare Datenstruktur, die dafür ausgelegt ist, das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche durchzuführen, während die Datenstruktur auf einem Computer ausgeführt wird, insbesondere auf einem Computer einer Steuereinrichtung zum Steuern eines Betriebs des Stromrichters (11).
Computerprogramm, wobei das Computerprogramm dafür ausgelegt ist, das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche durchzuführen, während das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird, insbesondere auf einem Computer einer Steuereinrichtung zum Steuern eines Betriebs des Stromrichters (11).
Computerprogramm, das Programmmittel umfasst zum Durchführen des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, während das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird, insbesondere auf einem Computer einer Steuereinrichtung zum Steuern eines Betriebs des Stromrichters (11), oder auf einem Computernetz.
Computerprogramm, das Programmmittel gemäß dem vorhergehenden Anspruch umfasst, wobei die Programmmittel auf einem für einen Computer lesbaren Speichermedium gespeichert sind.
Speichermedium, wobei eine Datenstruktur auf dem Speichermedium gespeichert ist und wobei die Datenstruktur dafür ausgelegt ist, das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche durchzuführen, nachdem sie in einen Haupt- und/oder Arbeitsspeicher eines Computers geladen worden ist, insbesondere auf einem Computer einer Steuereinrichtung zum Steuern eines Betriebs des Stromrichters (11), oder eines Computernetzes.
Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, wobei die Programmcodemittel auf einem Speichermedium gespeichert werden können oder gespeichert sind, zum Durchführen des Verfahrens eines der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wenn die Programmcodemittel auf einem Computer ausgeführt werden, insbesondere auf einem Computer einer Steuereinrichtung zum Steuern eines Betriebs des Stromrichters (11), oder auf einem Computernetz.
Anordnung zum Detektieren eines Fehlers in einem System (1), das einen Stromrichter (11) und eine Last (13) umfasst, insbesondere einen Antriebsmotor eines Eisenbahnzugfahrzeugs, wobei der Stromrichter (11) von einer Steuereinrichtung (4) gesteuert wird, wobei die Last (13) über eine Leitung (5), insbesondere eine Wechselstromleitung mit drei Phasen (5a, 5b, 5c), mit dem Stromrichter (11) verbunden ist, und wobei die Anordnung folgendes umfasst: – eine Messungsverarbeitungseinrichtung (51) zum Empfangen und Verarbeiten von Messwerten mindestens eines von der Leitung (5) geführten elektrischen Stroms, – eine Extremwertbestimmungseinrichtung (53), die mit der Messungsverarbeitungseinrichtung (51) verbunden ist und dafür ausgelegt ist, mindestens einen lokalen Minimumwert und mindestens einen lokalen Maximumwert des gemessenen Stroms zu bestimmen, – eine Auswertungseinrichtung (55), die mit der Extremwertbestimmungseinrichtung (53) verbunden ist und die dafür ausgelegt ist, durch Auswerten des mindestens einen Mindest- und des mindestens einen Maximumwerts zu entscheiden, ob ein Fehler des Systems vorliegt.
Stromrichter (11), der die Anordnung des vorhergehenden Anspruchs aufweist.