本发明公开了一种列车牵引变流器在制动时网压中断的过压保护方法及装置，方法包括：S1.监测网压信号，当发生网压中断时跳转至步骤S2，当网压恢复时跳转至步骤S4；S2.封锁整流器的控制脉冲；S3.监测中间直流电路电压，当中间直流电压大于预设的封锁电压时，封锁逆变器的控制脉冲，跳转到步骤S6；S4.重新启动整流器的控制脉冲；S5.监测中间直流电路电压，当中间直流电压小于预设的重启电压时，重新启动逆变器的控制脉冲，跳转到步骤S6；S6.结束。本发明具不需要设置斩波回路，节约成本，减小列车重量，提升列车可靠性和可维护性等优点。
1.一种列车牵引变流器在制动时网压中断的过压保护方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.监测网压信号，当发生网压中断时跳转至步骤S2，当网压恢复时跳转至步骤S4；
S3.监测中间直流电路电压，当中间直流电压大于预设的封锁电压时，封锁逆变器的控制脉冲，跳转到步骤S6；
S5.监测中间直流电路电压，当中间直流电压小于预设的重启电压时，重新启动逆变器的控制脉冲，跳转到步骤S6；
S1.1.获取网压信号的峰值，当所述峰值大于预设的峰值有效门槛值时，判断所述峰值为有效峰值；
S1.2.在网压正常情况下，当在预设的网压中断判断时间内没有监测到有效峰值时，判断发生网压中断；
S1.3.在网压中断情况下，当在预设的网压中断判断时间内监测到有效峰值时，判断网压恢复正常。
2.根据权利要求1所述的列车牵引变流器在制动时网压中断的过压保护方法，其特征在于：所述预设的网压中断判断时间大于等于网压正弦波信号的半个周期，小于等于网压正弦波信号的一个周期。
3.根据权利要求1或2所述的列车牵引变流器在制动时网压中断的过压保护方法，其特征在于：所述步骤S3中预设的封锁电压大于中间直流电路的额定电压，小于中间直流电路的过压保护电压。
4.根据权利要求1或2所述的列车牵引变流器在制动时网压中断的过压保护方法，其特征在于：所述步骤S5中预设的重启电压大于牵引变流器启动时逆变器需要的最低中间电压，小于所述预设的封锁电压。
5.一种列车牵引变流器在制动时网压中断的过压保护装置，其特征在于：包括整流器、整流控制器、逆变器、逆变控制器、网压检测单元和直流电压检测单元；
所述整流器的直流侧与所述逆变器的直流侧连接形成中间直流电路；
所述网压检测单元用于检测列车供电网的电压，并将检测的网压信号发送至整流控制器；
所述整流控制器与所述整流器连接，用于向整流器发送控制脉冲，与所述逆变控制器连接，用于向逆变控制器发送网压中断信号；
所述直流电压检测单元用于检测所述中间直流电路的电压，并将检测的电压信号发送至所述逆变控制器；
所述逆变控制器与所述逆变器连接，用于根据所述网压中断信号和直流电压检测单元的电压信号向逆变器发送控制脉冲；
所述整流控制器通过所述网压检测单元获取网压信号的峰值，当所述峰值大于预设的峰值有效门槛值时，判断所述峰值为有效峰值，在网压正常情况下，当在预设的网压中断判断时间内没有监测到有效峰值时，判断发生网压中断，向所述逆变控制器发送网压中断信号，封锁所述整流器的控制脉冲；在网压中断情况下，当在预设的网压中断判断时间内监测到有效峰值时，判断网压恢复正常，向所述逆变控制器发送网压恢复信号，重新启动整流器的控制脉冲。
6.根据权利要求5所述的列车牵引变流器在制动时网压中断的过压保护装置，其特征在于：所述预设的网压中断判断时间大于等于网压正弦波信号的半个周期，小于等于网压正弦波信号的一个周期。
7.根据权利要求6所述的列车牵引变流器在制动时网压中断的过压保护装置，其特征在于：所述逆变控制器收到所述整流控制器的网压中断信号后，当直流电压检测单元检测的电压值大于预设的封锁电压时，封锁逆变器的控制脉冲；所述逆变控制器收到所述整流控制器的网压恢复信号后，当直流电压检测单元检测的电压值小于预设的重启电压时，重新启动逆变器的控制脉冲。
8.根据权利要求7所述的列车牵引变流器在制动时网压中断的过压保护装置，其特征在于：所述预设的封锁电压大于中间直流电路的额定电压，小于中间直流电路的过压保护电压；所述预设的重启电压大于牵引变流器启动时逆变器需要的最低中间电压，小于所述预设的封锁电压。
列车牵引变流器在制动时网压中断的过压保护方法及装置
技术领域
[0001] 本发明涉及列车牵引变流器过压保护领域，尤其涉及一种列车牵引变流器在制动时网压中断的过压保护方法及装置。
背景技术
[0002] 目前采用交直交电气传动系统的列车在电制动工况下，会将电机发出的电能进过牵引变流器、高压电路等部件回馈到电网中。在处于电制动工况运行过程中，如果电网电压因外界干扰、供电不稳定等因素出现中断的现象，将导致电机电能回馈回路出现中断，电机由于惯性仍处于发电状态，将继续向牵引变流器回送能量，此时电机回馈的能量将不能送到到电网，导致变流器的中间直流电压抬升，超出中间直流电压过高的门槛值而报出中间直流电压过高故障。
[0003] 目前解决在上述中间直流电压过高故障采取的措施是在牵引变流器中间直流回路中设置斩波回路，如图1所示，斩波回路由一个电阻和一个可控元件组成，当牵引变流器检测到中间电压达到一定值后进行斩波，能量消耗在电阻上，将中间直流电压降下来。但存在以下缺点：1、需设置斩波回路，增加了列车的重量和成本；2、斩波回路所使用的斩波电阻体积大，不便于放置；3、斩波电阻在斩波瞬时会产生大量热量，引发过热、烧电阻等问题，降低了系统的可靠性；4、斩波回路需要定期维护，增加了维护成本。因此，有必要对列车牵引变流器在制动时网压中断的过压保护进行研究。
发明内容
[0004] 本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种不需要设置斩波回路，节约成本，减小列车重量，提升列车可靠性和可维护性的列车牵引变流器在制动时网压中断的过压保护方法及装置。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种列车牵引变流器在制动时网压中断的过压保护方法，包括如下步骤：
[0006] S1.监测网压信号，当发生网压中断时跳转至步骤S2，当网压恢复时跳转至步骤S4；
[0007] S2.封锁整流器的控制脉冲；
[0008] S3.监测中间直流电路电压，当中间直流电压大于预设的封锁电压时，封锁逆变器的控制脉冲，跳转到步骤S6；
[0009] S4.重新启动整流器的控制脉冲；
[0010] S5.监测中间直流电路电压，当中间直流电压小于预设的重启电压时，重新启动逆变器的控制脉冲，跳转到步骤S6；
[0011] S6.结束。
[0012] 作为本发明的进一步改进，所述步骤S1的具体步骤包括：
[0013] S1.1.获取网压信号的峰值，当所述峰值大于预设的峰值有效门槛值时，判断所述峰值为有效峰值；
[0014] S1.2.在网压正常情况下，当在预设的网压中断判断时间内没有监测到有效峰值时，判断发生网压中断；
[0015] S1.3.在网压中断情况下，当在预设的网压中断判断时间内监测到有效峰值时，判断网压恢复正常。
[0016] 作为本发明的进一步改进，所述预设的网压中断判断时间大于等于网压正弦波信号的半个周期，小于等于网压正弦波信号的一个周期。
[0017] 作为本发明的进一步改进，所述步骤S3中预设的封锁电压大于中间直流电路的额定电压，小于中间直流电路的过压保护电压。
[0018] 作为本发明的进一步改进，所述步骤S5中预设的重启电压大于牵引变流器启动时逆变器需要的最低中间电压，小于所述预设的封锁电压。
[0019] 一种列车牵引变流器在制动时网压中断的过压保护装置，包括整流器、整流控制器、逆变器、逆变控制器、网压检测单元和直流电压检测单元；
[0020] 所述整流器的直流侧与所述逆变器的直流侧连接形成中间直流电路；
[0021] 所述网压检测单元用于检测列车供电网的电压，并将检测的网压信号发送至整流控制器；
[0022] 所述整流控制器与所述整流器连接，用于向整流器发送控制脉冲，与所述逆变控制器连接，用于向逆变控制器发送网压中断信号；
[0023] 所述直流电压检测单元用于检测所述中间直流电路的电压，并将检测的电压信号发送至所述逆变控制器；
[0024] 所述逆变控制器与所述逆变器连接，用于根据所述网压中断信号和直流电压检测单元的电压信号向逆变器发送控制脉冲。
[0025] 作为本发明的进一步改进，所述整流控制器通过所述网压检测单元获取网压信号的峰值，当所述峰值大于预设的峰值有效门槛值时，判断所述峰值为有效峰值，在网压正常情况下，当在预设的网压中断判断时间内没有监测到有效峰值时，判断发生网压中断，向所述逆变控制器发送网压中断信号，封锁所述整流器的控制脉冲；在网压中断情况下，当在预设的网压中断判断时间内监测到有效峰值时，判断网压恢复正常，向所述逆变控制器发送网压恢复信号，重新启动整流器的控制脉冲。
[0026] 作为本发明的进一步改进，所述预设的网压中断判断时间大于等于网压正弦波信号的半个周期，小于等于网压正弦波信号的一个周期。
[0027] 作为本发明的进一步改进，所述逆变控制器收到所述整流控制器的网压中断信号后，当直流电压检测单元检测的电压值大于预设的封锁电压时，封锁逆变器的控制脉冲；所述逆变控制器收到所述整流控制器的网压恢复信号后，当直流电压检测单元检测的电压值小于预设的重启电压时，重新启动逆变器的控制脉冲。
[0028] 作为本发明的进一步改进，所述预设的封锁电压大于中间直流电路的额定电压，小于中间直流电路的过压保护电压；所述预设的重启电压大于牵引变流器启动时逆变器需要的最低中间电压，小于所述预设的封锁电压。
[0029] 与现有技术相比，本发明的优点在于：
[0030] 1、本发明通过软件控制实现了抑制列车牵引变流器在制动时网压中断时中间直流电路电压过压的功能，控制灵活、方便；在发生网压中断时可及时的封锁逆变器的控制脉冲，从而保证中间直流电路电压不会过压，在网压恢复时可及时恢复逆变器工作，保证牵引变流器工作正常。
[0031] 2、本发明通过软件控制自动实现过压保护功能，相对于传统的通过斩波回路实现过压保护功能，不需要维护斩波回路，提升了列车的可维护性、节省了列车的维护成本。
[0032] 3、本发明减少了传感牵引变流器的斩波回路，从而节省了列车的制造成本，同时还减轻了列车的重量，节约了列车安装设备的空间。
[0033] 4、本发明由于没有斩波回路，在过压保护时不会产生热量，大大提升了系统的可靠性，避免了传统过压保护中因斩波电阻产生热量导致的过热，烧电阻等问题。
附图说明
[0034] 图1为现有技术通过斩波回路实现过压保护的结构示意图。
[0035] 图2为本发明具体实施例的流程示意图。
[0036] 图3为本发明具体实施例在正常情况下的网压示意图。
[0037] 图4为本发明具体实施例在网压中断时的网压示意图。
[0038] 图5为本发明具体实施例发生网压中断时的控制时序示意图。
[0039] 图6为本发明具体实施例结构示意图。
具体实施方式
[0040] 以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
[0041] 如图2所示，本实施例的列车牵引变流器在制动时网压中断的过压保护方法，包括如下步骤：S1.监测网压信号，当发生网压中断时跳转至步骤S2，当网压恢复时跳转至步骤S4；S2.封锁整流器的控制脉冲；S3.监测中间直流电路电压，当中间直流电压大于预设的封锁电压时，封锁逆变器的控制脉冲，跳转到步骤S6；S4.重新启动整流器的控制脉冲；S5.监测中间直流电路电压，当中间直流电压小于预设的重启电压时，重新启动逆变器的控制脉冲，跳转到步骤S6；S6.结束。
[0042] 在本实施例中，步骤S1的具体步骤包括：S1.1.获取网压信号的峰值，当峰值大于预设的峰值有效门槛值时，判断峰值为有效峰值；S1.2.在网压正常情况下，当在预设的网压中断判断时间内没有监测到有效峰值时，判断发生网压中断；S1.3.在网压中断情况下，当在预设的网压中断判断时间内监测到有效峰值时，判断网压恢复正常。预设的网压中断判断时间大于等于网压正弦波信号的半个周期，小于等于网压正弦波信号的一个周期。
[0043] 在正常情况下，供电网为列车进行交流供电，其压波形图，即对网压进行监测获得的网压信号如图3所示，为正弦波信号，额定的幅值为A0，额定的频率为f，额定的周期设置一个峰值有效因子m(0
A′，判定该峰值为有效峰值，并开始记时。在预设的网压中断判断时间 内，T为网压的周期，监测到在t2时刻的峰值A2，判断|A2|>A′，判定该峰值为有效峰值，则判断在t1至t2时刻，网压没有发生中断。如图4中，在t2时刻的网压值为A2，且|A2|[0044] 在本实施例中，如图5所示，当发生网压中断时，封锁整流器的控制脉冲，由于列车的牵引电机仍工作在制动工况下，牵引电机产生的制动能量通过逆变器回馈至中间直流电路，但不能回馈至电网，将导致中间直流电路的电压升高，当监测到中间直流电路的电压值U大于预设的封锁电压U0时，封锁逆变器的控制脉冲，不再将牵引电机产生的制动能量回馈至中间直流电路，从而实现对牵引变流器的过压保护。当网压恢复正常时，重新启动整流器的控制脉冲，重新将中间直流电路的电能回馈到电网，中间直流电路的电压随之下降，当监测到中间直流电路的电压值U小于预设的重启电压U1时，重新启动逆变器的控制脉冲，继续将牵引电机产生的制动能量回馈至电网。在本实施例中，预设的封锁电压U0大于中间直流电路的额定电压Ud，小于中间直流电路的过压保护电压Up，即U1
[0045] 在本实施中，通过软件控制实现了抑制列车牵引变流器在制动时网压中断时中间直流电路电压过压的功能，控制灵活、方便；在发生网压中断时可及时的封锁逆变器的控制脉冲，从而保证中间直流电路电压不会过压，在网压恢复时可及时恢复逆变器工作，保证牵引变流器工作正常。通过软件控制自动实现过压保护功能，相对于传统的通过斩波回路实现过压保护功能，不需要维护斩波回路，提升了列车的可维护性、节省了列车的维护成本。
[0046] 如图6所示，本实施例的列车牵引变流器在制动时网压中断的过压保护装置，包括整流器、整流控制器、逆变器、逆变控制器、网压检测单元和直流电压检测单元；整流器的直流侧与逆变器的直流侧连接形成中间直流电路；网压检测单元用于检测列车供电网的电压，并将检测的网压信号发送至整流控制器；整流控制器与整流器连接，用于向整流器发送控制脉冲，与逆变控制器连接，用于向逆变控制器发送网压中断信号；直流电压检测单元用于检测中间直流电路的电压，并将检测的电压信号发送至逆变控制器；逆变控制器与逆变器连接，用于根据网压中断信号和直流电压检测单元的电压信号向逆变器发送控制脉冲。在本实施例中，网压检测单元为网压互感器。
[0047] 在本实施例中，整流控制器通过网压检测单元获取网压信号的峰值，当峰值大于预设的峰值有效门槛值时，判断峰值为有效峰值，在网压正常情况下，当在预设的网压中断判断时间内没有监测到有效峰值时，判断发生网压中断，向逆变控制器发送网压中断信号，封锁整流器的控制脉冲；在网压中断情况下，当在预设的网压中断判断时间内监测到有效峰值时，判断网压恢复正常，向逆变控制器发送网压恢复信号，重新启动整流器的控制脉冲。
[0048] 在本实施例中，预设的网压中断判断时间大于等于网压正弦波信号的半个周期，小于等于网压正弦波信号的一个周期。
[0049] 在本实施例中，逆变控制器收到整流控制器的网压中断信号后，当直流电压检测单元检测的电压值大于预设的封锁电压时，封锁逆变器的控制脉冲；逆变控制器收到整流控制器的网压恢复信号后，当直流电压检测单元检测的电压值小于预设的重启电压时，重新启动逆变器的控制脉冲。预设的封锁电压大于中间直流电路的额定电压，小于中间直流电路的过压保护电压；预设的重启电压大于牵引变流器启动时逆变器需要的最低中间电压，小于预设的封锁电压。
[0050] 本实施例减少了传感牵引变流器的斩波回路，从而节省了列车的制造成本，同时还减轻了列车的重量，节约了列车安装设备的空间。由于没有斩波回路，在过压保护时不会产生热量，大大提升了系统的可靠性，避免了传统过压保护中因斩波电阻产生热量导致的过热，烧电阻等问题。
[0051] 上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
