一种轨道车辆制动电阻器温度估算保护方法和系统技术方案

本发明专利技术实施例涉及一种轨道车辆制动电阻器温度估算保护方法和系统，所述方法包括：在当前采集周期内对直流母线瞬时电压、斩波支路瞬时电流和斩波支路控制脉冲的实时占空比进行持续采集；进行本周期制动电阻器实时功率估算生成对应的第一功率P1；进行本周期制动电阻器升温估算生成对应的第一升温数据

【技术实现步骤摘要】
一种轨道车辆制动电阻器温度估算保护方法和系统


[0001]本专利技术涉及轨道交通
，尤其涉及一种轨道车辆制动电阻器温度估算保护方法和系统。

技术介绍

[0002]制动电阻器是轨道车辆牵引变流系统的重要组成部分，主要功能是释放直流环节的电能量和避免直流环节电压过高。动车组牵引变流器通常为交直交拓扑结构，中间直流环节挂有制动电阻器；城轨车辆牵引变流器通常为直交拓扑结构，在直流环节挂有制动电阻器；制动电阻器的挂接方式，通常都是在直流环节斩波支路的功率开关器件一侧与接地点之间进行电阻挂接。制动电阻器的作用原理是把直流环节多余的电能消耗在制动电阻上，转换为热能。然而制动电阻器过度使用会导致其温度升高，严重情况会导致其损坏甚至烧损融化。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种轨道车辆制动电阻器温度估算保护方法和系统，通过此方案，基于较易获取的实时直流母线瞬时电压、斩波支路瞬时电流和斩波支路控制脉冲的实时占空比，对制动电阻器的实时温度进行估算，并在估算出的实时温度超出设定阈值之后控制牵引变流器进行对应的保护操作，从而达到对制动电阻器稳定工作进行有效保障的目的。
[0004]有鉴于此，本专利技术实施例第一方面提供了一种轨道车辆制动电阻器温度估算保护方法，所述方法包括：
[0005]在当前采集周期内，对制动电阻器所在牵引变流器的直流母线瞬时电压、斩波支路瞬时电流和斩波支路控制脉冲的实时占空比进行持续采集得到第一采集数据集合；
[0006]根据所述第一采集数据集合进行估算参数准备处理，生成对应的第一电压参数u1、第一电流参数i1和第一占空比电压参数DU1；
[0007]根据所述第一电压参数u1、所述第一电流参数i1和所述第一占空比电压参数DU1，进行本周期制动电阻器实时功率估算生成对应的第一功率P1；
[0008]根据所述第一功率P1，进行本周期制动电阻器升温估算生成对应的第一升温数据
△
T；
[0009]根据所述第一升温数据
△
T，进行本周期制动电阻器温度估算生成对应的第一电阻温度T；
[0010]对所述第一电阻温度T是否超出预设的温度阈值进行判断，若超出所述温度阈值则向所述牵引变流器发送保护指令，控制所述牵引变流器进行对应的保护操作。
[0011]优选的，所述第一采集数据集包括多个第一数据组；所述第一数据组包括第一瞬时电压u
meas
、第一瞬时电流i
meas
和第一实时占空比D
meas
。
[0012]优选的，所述根据所述第一采集数据集合进行估算参数准备处理，生成对应的第
一电压参数u1、第一电流参数i1和第一占空比电压参数DU1，具体包括：
[0013]对所述第一采集数据集合的所有所述第一瞬时电压u
meas
进行均值计算生成所述第一电压参数u1；
[0014]对所述第一采集数据集合的所有所述第一瞬时电流i
meas
进行均值计算生成所述第一电流参数i1；
[0015]根据各个所述第一数据组的所述第一瞬时电压u
meas
和所述第一实时占空比D
meas
计算生成对应的第一结果s，s＝D
meas
*(u
meas
)2；并对得到的所有所述第一结果s进行均值计算生成所述第一占空比电压参数DU1。
[0016]优选的，所述根据所述第一电压参数u1、所述第一电流参数i1和所述第一占空比电压参数DU1，进行本周期制动电阻器实时功率估算生成对应的第一功率P1，具体包括：
[0017]获取前一个采集周期的制动电阻器温度估算结果，生成对应的前一电阻温度T
’
；
[0018]根据所述前一电阻温度T
’
，查询反映电阻温度与电阻值、热阻值和热容值对应关系的第一对应关系表，获得对应的第一电阻值R
’1；
[0019]根据所述第一电压参数u1、所述第一占空比电压参数DU1和所述第一电阻值R1’
，计算生成第二电流参数i2，
[0020]计算所述第一电流参数i1和所述第二电流参数i2的差值生成对应的第一电流差，若所述第一电流差处于预设的合理差分范围之内则将所述第一电流参数i1作为优选电流参数i
g
，若所述第一电流差处于所述合理差分范围之外则将所述第二电流参数i2作为所述优选电流参数i
g
；
[0021]根据所述第一电压参数u1和所述优选电流参数i
g
，对本周期制动电阻器实时功率进行估算生成所述第一功率P1，P1＝i
g
×
u1。
[0022]进一步的，所述方法还包括：
[0023]若所述第一电流差处于所述合理差分范围之外，则对所述制动电阻器对应的斩波支路故障进行预警。
[0024]优选的，所述根据所述第一功率P1，进行本周期制动电阻器升温估算生成对应的第一升温数据
△
T，具体包括：
[0025]获取前一个采集周期的制动电阻器升温估算结果，生成对应的前一升温数据
△
T
’
；并获取当前轨道车辆的实时车速生成对应的第一车速v；
[0026]根据所述前一电阻温度T
’
查询所述第一对应关系表，获得对应的第一热阻值R
’2和第一热容值C
’1；
[0027]根据所述第一车速v，查询反映实时车速与车速系数对应关系的第二对应关系表，获得对应的第一车速系数k；并根据所述第一车速系数k和所述第一热阻值R
’2计算得到第二热阻值R
’3，R
’3＝k*R
’2；
[0028]根据所述第一功率P1、所述前一升温数据
△
T
’
、所述第二热阻值R
’3和所述第一热容值C
’1，对本周期制动电阻器的升温数据进行估算生成所述第一升温数据
△
T，t
s
为预设的单个采集周期的时长。
[0029]优选的，所述根据所述第一升温数据
△
T，进行本周期制动电阻器温度估算生成对应的第一电阻温度T，具体包括：
[0030]获取实时环境温度生成对应的第一环境温度数据T
env
；并根据所述第一升温数据
△
T和所述第一环境温度数据T
env
，对本周期制动电阻器的温度进行估算生成所述第一电阻温度T，T＝T
env
+
△
T。
[0031]优选的，所述牵引变流器对所述保护指令进行识别，当所述保护指令为封锁脉冲指令时，对所述制动电阻器对应的斩波支路的控制脉冲进行封锁。
[0032]本专利技术实施例第二方面提供了一种用于实现上述第一方面提供的一种轨道车本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轨道车辆制动电阻器温度估算保护方法，其特征在于，所述方法包括：在当前采集周期内，对制动电阻器所在牵引变流器的直流母线瞬时电压、斩波支路瞬时电流和斩波支路控制脉冲的实时占空比进行持续采集得到第一采集数据集合；根据所述第一采集数据集合进行估算参数准备处理，生成对应的第一电压参数u1、第一电流参数i1和第一占空比电压参数DU1；根据所述第一电压参数u1、所述第一电流参数i 1
和所述第一占空比电压参数DU1，进行本周期制动电阻器实时功率估算生成对应的第一功率P1；根据所述第一功率P1，进行本周期制动电阻器升温估算生成对应的第一升温数据
△
T；根据所述第一升温数据
△
T，进行本周期制动电阻器温度估算生成对应的第一电阻温度T；对所述第一电阻温度T是否超出预设的温度阈值进行判断，若超出所述温度阈值则向所述牵引变流器发送保护指令，控制所述牵引变流器进行对应的保护操作。2.根据权利要求1所述的轨道车辆制动电阻器温度估算保护方法，其特征在于，所述第一采集数据集包括多个第一数据组；所述第一数据组包括第一瞬时电压u
meas
、第一瞬时电流i
meas
和第一实时占空比D
meas
。3.根据权利要求2所述的轨道车辆制动电阻器温度估算保护方法，其特征在于，所述根据所述第一采集数据集合进行估算参数准备处理，生成对应的第一电压参数u1、第一电流参数i1和第一占空比电压参数DU1，具体包括：对所述第一采集数据集合的所有所述第一瞬时电压u
meas
进行均值计算生成所述第一电压参数u1；对所述第一采集数据集合的所有所述第一瞬时电流i
meas
进行均值计算生成所述第一电流参数i1；根据各个所述第一数据组的所述第一瞬时电压u
meas
和所述第一实时占空比D
meas
计算生成对应的第一结果s，s＝D
meas
*(u
meas
)2；并对得到的所有所述第一结果s进行均值计算生成所述第一占空比电压参数DU1。4.根据权利要求1所述的轨道车辆制动电阻器温度估算保护方法，其特征在于，所述根据所述第一电压参数u1、所述第一电流参数i1和所述第一占空比电压参数DU1，进行本周期制动电阻器实时功率估算生成对应的第一功率P1，具体包括：获取前一个采集周期的制动电阻器温度估算结果，生成对应的前一电阻温度T
’
；根据所述前一电阻温度T
’
，查询反映电阻温度与电阻值、热阻值和热容值对应关系的第一对应关系表，获得对应的第一电阻值R
’1；根据所述第一电压参数u1、所述第一占空比电压参数DU1和所述第一电阻值R
’1，计算生成第二电流参数i2，计算所述第一电流参数i1和所述第二电流参数i2的差值生成对应的第一电流差，若所述第一电流差处于预设的合理差分范围之内则将所述第一电流参数i1作为优选电流参数i
g
，若所述第一电流差处于所述合理差分范围之外则将所述第二电流参数i2作为所述优选电流参数i
g
；根据所述第一电压参数u1和所述优选电流参数i
g
，对本周期制动电阻器实时功率进行
估算生成所述第一功率P1，P1＝i
g
×
u1。5.根据权利要求4所述的轨道车辆制动电阻器温度估算保护方法，其特征在于，所述方法还包括：若所述第一电流差处于所述合理差分范围之外，则对所述制动电阻器对应的斩波支路故障进行预警。6.根据权利要求4所述的轨道车辆制动电阻器温度估算保护方法，其特征在于，所述根据所述第一功率P1，进行本周期制动电阻器升温估算生成对应的第一升温数据
△
T，具体包括：获取前一个采集周期的制动电阻器升温估算结果，生成对应的前一升温数据
△
T
...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾凡飞，杨其林，尚付磊，林显琦，张佳波，苗存绪，
申请(专利权)人：中车青岛四方车辆研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：