列车变流器及其变流模块制造技术

本发明专利技术公开了一种列车变流器及其变流模块，变流模块包括：数据采集单元，被配置为采集变流模块的运行数据；故障监控单元，被配置为检测变流模块的故障，并且生成对应的故障数据；控制单元，分别与数据采集单元、故障监控单元及列车变流器的控制机箱通信连接，并且被配置为将从数据采集单元获取到的运行数据和从故障监控单元获取到的故障数据分别发送至控制机箱，还被配置为响应于从故障监控单元接收到故障触发信号，存储触发故障时的故障数据和运行数据。本发明专利技术可以完成故障时刻变流模块内所有相运行数据的高采样率存储，从而提升了列车变流器的故障诊断效率，进而提升了产品可靠性。

【技术实现步骤摘要】
列车变流器及其变流模块
本专利技术涉及数据存储
，尤其涉及一种列车变流器及其变流模块。
技术介绍
列车变流器是列车关键部件之一，其主要功能是转换直流制和交流制间的电能量，把来自接触网上的直流电转换为三相交流电，通过调压调频控制实现对交流牵引电动机起动、制动、调速控制。目前，在列车变流器内，变流模块作为底层单元，实时有大量数据的采集与处理。但是，受限于变流模块与作为上层单元的控制机箱的通信能力，无法实现所有运行数据的高采样率上传，故高采样率的数据无法完成通信与存储，对于复现变流模块故障时刻运行状态造成影响。因此，亟需一种可以完成故障时刻所有相运行数据的高采样率存储的变流模块。
技术实现思路
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中列车变流器无法实现所有运行数据的高采样率上传，导致无法存储故障时刻运行数据的缺陷，提供一种列车变流器及其变流模块。本专利技术是通过下述技术方案来解决所述技术问题：一种用于列车变流器的变流模块，其包括：数据采集单元，被配置为采集所述变流模块的运行数据；故障监控单元，被配置为检测所述变流模块的故障，并且生成对应的故障数据；以及，控制单元，分别与所述数据采集单元、所述故障监控单元及所述列车变流器的控制机箱通信连接，并且被配置为将从所述数据采集单元获取到的运行数据和从所述故障监控单元获取到的所述故障数据分别发送至所述控制机箱，所述控制单元还被配置为响应于从所述故障监控单元接收到故障触发信号，存储触发故障时的故障数据和运行数据。可选地，所述控制单元还被配置为从所述控制机箱获取对所述交流模块的控制信号；所述控制单元还被配置为响应于接收到所述故障触发信号，还存储触发故障时的控制信号。可选地，所述控制单元包括FPGA(FieldProgrammableGateArray，现场可编程逻辑门阵列)芯片；所述FPGA芯片被配置为获取所述故障数据和所述运行数据，并且将各项数据发送至所述FPGA芯片的RAM(随机存取存储器)，以进行数据缓存；所述FPGA芯片还被配置为响应于接收到所述故障触发信号，经过一预设缓存时间段后停止向所述RAM发送各项数据，并且触发所述RAM将缓存数据传输至所述FPGA芯片的FLASH存储器(内存器件的一种)。可选地，所述预设缓存时间段的设定范围为7ms～9ms。可选地，所述FPGA芯片包括MAX10系列FPGA芯片。可选地，所述控制单元包括CPLD(复杂可编程逻辑器件)、单片机、MCU(微控制单元)及CPU(中央处理单元)中的任意一种或多种。可选地，所述故障监控单元包括功率半导体器件驱动板；所述功率半导体器件驱动板与所述控制单元通信连接，并且被配置为将故障数据输出至所述控制单元。可选地，所述功率半导体器件驱动板包括IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)驱动板。可选地，所述数据采集单元包括A/D芯片；所述A/D芯片(数模转换芯片)与所述控制单元通信连接，并且被配置为将运行数据输出至所述控制单元。可选地，所述数据采集单元还包括FIFO(FirstInputFirstOutput，先进先出)电路；所述A/D芯片通过所述FIFO电路与所述控制单元通信连接。可选地，所述运行数据包括列车变流器的相电流数据、功率半导体器件基板的温度数据、电源的电流和电压数据及变流模块的环境温度和湿度数据中的任意一种或多种。可选地，所述控制单元用于通过光纤以串行通信的方式与所述控制机箱通信连接。可选地，所述串行通信的协议包括UART(通用异步收发传输器)接口协议。一种列车变流器，所述列车变流器包括如上述的变流模块。在符合本领域常识的基础上，所述各优选条件，可任意组合，即得本专利技术各较佳实施例。本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术提供的列车变流器及其变流模块，绕开了变流模块与上层单元之间通信速率的限制，有效地实现了直接在变流模块内完成数据存储，可以完成故障时刻变流模块内所有相运行数据的高采样率存储，从而有效地提升了列车变流器的故障诊断效率，进而提升了产品可靠性。附图说明在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本专利技术的所述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。图1为根据本专利技术一实施例的列车变流器的部分结构示意图。附图标记说明：变流模块1；控制单元11；FPGA处理器111；RAM112；FLASH存储器113；故障监控单元12；数据采集单元13；控制机箱2。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本专利技术的保护范围进行任何限制。给出以下描述以使得本领域技术人员能够实施和使用本专利技术并将其结合到具体应用背景中。各种变型、以及在不同应用中的各种使用对于本领域技术人员将是容易显见的，并且本文定义的一般性原理可适用于较宽范围的实施例。由此，本专利技术并不限于本文中给出的实施例，而是应被授予与本文中公开的原理和新颖性特征相一致的最广义的范围。在以下详细描述中，阐述了许多特定细节以提供对本专利技术的更透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本专利技术的实践可不必局限于这些具体细节。换言之，公知的结构和器件以框图形式示出而没有详细显示，以避免模糊本专利技术。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。另外，在以下的说明中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”应被理解为该段以及相关附图中所绘示的方位。此相对性的用语仅是为了方便说明之用，其并不代表其所叙述的装置需以特定方位来制造或运作，因此不应理解为对本专利技术的限制。能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种组件、区域、层和/或部分，这些组件、区域、层和/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的组件、区域、层和/或部分。因此，以下讨论的第一组件、区域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于列车变流器的变流模块，其特征在于，包括：/n数据采集单元，被配置为采集所述变流模块的运行数据；/n故障监控单元，被配置为检测所述变流模块的故障，并且生成对应的故障数据；以及，/n控制单元，分别与所述数据采集单元、所述故障监控单元及所述列车变流器的控制机箱通信连接，并且被配置为将从所述数据采集单元获取到的运行数据和从所述故障监控单元获取到的所述故障数据分别发送至所述控制机箱，/n所述控制单元还被配置为响应于从所述故障监控单元接收到故障触发信号，存储触发故障时的故障数据和运行数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于列车变流器的变流模块，其特征在于，包括：
数据采集单元，被配置为采集所述变流模块的运行数据；
故障监控单元，被配置为检测所述变流模块的故障，并且生成对应的故障数据；以及，
控制单元，分别与所述数据采集单元、所述故障监控单元及所述列车变流器的控制机箱通信连接，并且被配置为将从所述数据采集单元获取到的运行数据和从所述故障监控单元获取到的所述故障数据分别发送至所述控制机箱，
所述控制单元还被配置为响应于从所述故障监控单元接收到故障触发信号，存储触发故障时的故障数据和运行数据。


2.如权利要求1所述的变流模块，其特征在于，所述控制单元还被配置为从所述控制机箱获取对所述交流模块的控制信号；
所述控制单元还被配置为响应于接收到所述故障触发信号，还存储触发故障时的控制信号。


3.如权利要求1所述的变流模块，其特征在于，所述控制单元包括FPGA芯片；
所述FPGA芯片被配置为获取所述故障数据和所述运行数据，并且将各项数据发送至所述FPGA芯片的RAM，以进行数据缓存；
所述FPGA芯片还被配置为响应于接收到所述故障触发信号，经过一预设缓存时间段后停止向所述RAM发送各项数据，并且触发所述RAM将缓存数据传输至所述FPGA芯片的FLASH存储器。


4.如权利要求3所述的变流模块，其特征在于，所述预设缓存时间段的设定范围为7ms～9ms。


5.如权利要求3所述的变流模块，其特征在于，所述FPGA芯片包括MAX10系列FPGA芯片。
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【专利技术属性】
技术研发人员：马龙昌，魏海山，朱武，陈燕平，窦泽春，欧阳柳，杨乐乐，陈正文，唐威，周思敏，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43