【技术实现步骤摘要】
一种悬浮控制器开关故障容错电路、方法及系统
[0001]本专利技术涉及轨道交通领域，特别是涉及一种悬浮控制器开关故障容错电路、方法及系统。
技术介绍
[0002]在中低速磁浮列车运行过程中，悬浮系统承担着列车的悬浮、导向等重要功能。作为悬浮系统中核心设备的悬浮控制器，其内部电路采用H桥拓扑结构，其中一组半桥用于响应控制器输出的脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号，控制电磁铁上电流大小；另一组半桥用于电磁铁续流。由两组半桥构成一个H桥结构。根据现有资料统计，开关器件故障是导致的电力电子设备故障的重要原因，一旦悬浮控制器内部开关器件故障，对应的悬浮点会立刻失去悬浮力，严重影响磁浮列车的安全运行。因此保证H桥电路的可靠性及在故障状态下有通过容错算法继续控制电磁铁正常工作的能力，确保悬浮控制器在故障状态下依然能保持车辆的稳定悬浮具有重要意义。
[0003]现有的悬浮控制器故障容错方法包括重要功能模块备份的硬件容错和软件算法容错两种方式，其中硬件容错通过增加重要模块会导致成本增加，设备体积变...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种悬浮控制器开关故障容错电路，其特征在于，包括：四个开关模块、两个续流模块、电磁铁模块、第一驱动模块、第二驱动模块、故障诊断模块及容错控制模块；所述四个开关模块与所述电磁铁模块组成H桥结构，所述H桥结构包括第一半桥结构和第二半桥结构，每个半桥结构包括两个开关模块；所述两个续流模块分别与所述第一半桥结构中的两个开关模块并联；所述第一驱动模块和所述第一半桥结构的两个开关模块连接；所述第二驱动模块和所述第二半桥结构的两个开关模块连接；所述故障诊断模块与母线、所述第一驱动模块及所述电磁铁模块的两端连接；所述容错控制模块与所述故障诊断模块及所述两组驱动模块连接；所述故障诊断模块，用于检测所述母线的母线电压值、所述第一驱动模块的驱动模块状态及所述电磁铁模块上的电磁铁模块电流值；所述故障诊断模块，还用于当所述电磁铁模块电流值为零，且所述母线电压值及所述驱动模块状态正常时，确定所述第一半桥结构中的开关模块出现故障，生成驱动模块切换指令；所述容错控制模块，用于根据所述驱动模块切换指令将所述第一驱动模块切换为所述第二驱动模块，使得所述第二驱动模块控制所述第二半桥结构的两个开关模块导通时，所述电磁铁模块通过所述第二半桥结构通电流；所述第二驱动模块控制所述第二半桥结构的两个开关模块关断时，所述电磁铁模块通过所述两个续流模块进行续流。2.根据权利要求1所述的悬浮控制器开关故障容错电路，其特征在于，所述四个开关模块为内置续流二极管的第一开关器件、第二开关器件、第三开关器件及第四开关器件；所述第一开关器件、所述第二开关器件、所述第三开关器件及所述第四开关器件与所述电磁铁模块组成H桥结构，所述第一开关器件及所述第四开关器件为所述H桥结构的第一半桥结构，所述第二开关器件及所述第三开关器件为所述H桥结构的第二半桥结构。3.根据权利要求2所述的悬浮控制器开关故障容错电路，其特征在于，所述两个续流模块为第一续流二极管和第二续流二极管；所述第一续流二极管与所述第一开关器件并联，所述第二续流二极管与所述第四开关器件并联。4.根据权利要求1所述的悬浮控制器开关故障容错电路，其特征在于，所述故障诊断模块包括：母线电压检测单元、驱动模块状态检测单元及电磁铁模块电流检测单元；所述母线电压检测单元与所述母线连接，用于检测所述母线的母线电压值；所述驱动模块状态检测单元与所述第一驱动模块连接，用于检测所述第一驱动模块的驱动模块状态；所述电磁铁模块电流检测单元与所述电磁铁模块的两端连接，用于检测所述电磁铁模块上的电磁铁模块电流值。5.根据权利要求4所述的悬浮控制器开关故障容错电路，其特征在于，所述故障诊断模块还包括：
故障诊断单元及指令生成单元；所述故障诊断单元，用于根据所述电磁铁模块电流值、所述母线电压值及所述驱动模块判断所述第一半桥结构中的开关模块是否故障；所述故障诊断单元，还用于当所述电磁铁模块电流值不为零时，确定所述第一半桥结构中的开关模块未故障；所述故障诊断单元，还用于当所述电磁铁模块电流值为零，且所述母线电压值或所述驱动模块状态异常时，确定所述第一半桥结构中的开关模块未故障；所述故障诊断单元，还用于当所述电磁铁模块电流值为零，且所述母线电压值及所述驱动模块状态正常时，确定所述第一半桥结构中的开关模块出现故障；所述指令生成单元，用于当所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：窦庆山，
申请(专利权)人：湖南磁浮技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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