车辆控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于车辆控制系统的系统和方法。所述系统包括：逆变器电路，永磁体同步电动机和连接在逆变器电路与永磁体同步电动机之间的跨接部。所述系统还可以包括安装在逆变器电路与永磁体同步电动机之间的至少一个电流传感器。接触器也可以连接在所述逆变器电路和所述永磁体同步电动机之间，并且可以传导或切断所述逆变器电路与永磁体同步电动机之间的电流。所述系统也可以包括连接到所述接触器和所述电流传感器的控制单元。所述控制单元可以通过使用来自所述电流传感器的信息来检测电流异常，并且在检测到异常的情况下，断开所述接触器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文描述的实施例一般地涉及车辆控制系统。
技术介绍
通常地，广泛地使用感应电动机作为铁路车辆的驱动系统。然而，出于节能方面的考虑，带有永磁体同步电动机的驱动系统近来变得普遍起来。在永磁体同步电动机中，嵌入在转子内的磁体产生磁场并在所述转子中产生电流。与感应电动机不同，永磁体同步电动机在转子中没有电流损耗，也不会因电流损耗而导致热量的生成。因此，带有永磁体同步电动机的驱动系统比带有感应电动机的驱动系统效率更高。另一方面，在永磁体同步电动机的转子中嵌入磁体存在负面效应。负面效应之一是感应电压。所述感应电压由内嵌的磁体产生并与转速同量地增大。在高速旋转期间，所 述感应电压有可能超过控制该设备的逆变器电路的DC电压。当所述感应电压超过所述逆变器电路的DC电压时，自动启动再生(regeneration)操作。因此，即便当铁路车辆以惯性行驶时，也必须有意地传导电流以降低所述感应电压，以便减小磁通量。当电动机和用于所述电动机的逆变器电路设置在不同的车厢(vehicles)上时会发生其他问题。在这样的情况下，具有电动机的车厢与具有逆变器的车厢之间的互连则是必需的。所述互连上有可能发生短路。当所述逆变器电路与所述永磁体同步电动机之间发生短路事故或者接地故障事故时，阻碍了再生且由感应电压引起的磁通量干扰了永磁体同步电动机的正常操作。这些问题在感应电动机中不会发生。
技术实现思路
为了实现上述目标，根据本公开内容的车辆控制系统包括逆变器电路，永磁体同步电动机和连接在逆变器电路与永磁体同步电动机之间的跨接部(crossover)。所述系统也可以包括至少一个安装在所述逆变器电路与永磁体同步电动机之间的电流传感器。在所述逆变器电路与永磁体同步电动机之间也可以连接接触器，所述接触器可以传导或切断逆变器电路与永磁体同步电动机之间的电流(electricity)。所述系统还可以包括连接到所述接触器和所述电流传感器的控制单元。所述控制单元可以通过使用来自所述电流传感器的信息来检测电流的异常，并在检测到异常的情况下断开所述接触器。电流异常可以是来自由下述内容构成的组中的一者两相短路、三相短路和接地故障事故。所述系统还可以包括设置在所述逆变器电路与永磁体同步电动机之间的三根电流线，三根线中的两根包括电流传感器。检测两相短路可以包括基于所述传感器提供的信息确定线路上的电流的各自的相位，并在所述电流彼此之间不在预定相位差内的情况下断开所述接触器，其中所述预定相位差是120度。检测二相短路可以包括确定所述二根电流线路的电流值，并在电流值超过预定水平时断开所述接触器。检测接地故障可以包括确定所述逆变器电路与地之间的电流，并在所述电流大于预定电流时断开所述接触器。公开了一种方法，其包括从逆变器到永磁体同步电动机提供电流；用跨接部将所述逆变器连接到所述永磁体同步电动机；测量提供给永磁体同步电动机的所述电流;通过检测是否存在与向永磁体同步电动机提供电流相关联的异常，并在检测到异常的情况下断开设置在所述逆变器与永磁体同步电动机之间的接触器，来控制提供给永磁体同步电动机的电流。所述异常可以是来自由下述内容构成的组中的一者两相短路、三相短路和接地故障事故。所述跨接部可以包括三根电流线路，所述三根线路中的两根包括电流传感器。检测两相短路可以包括确定在三根电流线路中的至少两根上的电流相位之间的相位差是否相差预定相位差，例如120度。检测三相电路包括确定是否所述三根电流线路的至少一个电流值超过预定水平。检测接地故障可以包括确定所述逆变器与地之间的电流是否超过预定电流。附加的系统可以包括逆变器电路，其控制从架空电线供应的电力，以便能够驱动所述电力；永磁体同步电动机，其被作为驱动力的来自于所述逆变器电路的电力驱动；跨接部，其连接于所述逆变器电路与所述永磁体同步电动机之间；AC电流检测传感器，其安装在所述逆变器电路与所述跨接部之间以检测电流；接触器，其连接在所述跨接部与所述永磁体同步电动机之间，以便能够执行电断开和通电操作；DC电流传感器，其位于逆变器电路与地之间；和控制单元，其连接到所述接触器、所述AC电流传感器和所述DC电流传感器。所述控制单元可以确定产生于驱动系统中的所述跨接部的异常，例如接地故障事故和短路事故。所述确定可以基于从所述AC电流传感器和所述DC电流传感器中的至少一个检 测到的电流值。当感测到异常时，所述控制单元向所述接触器输出断开指令。附图说明图I是根据第一实施例的车辆控制系统的框图。图2A、2B和2C是描绘了根据本公开内容的方面的检测系统异常的方法的流程图。图3是根据本公开内容的方面的车辆控制系统的框图。具体实施例方式以下将参考附图描述本公开内容的实施例。将参考图I描述根据本公开内容的第一实施例的车辆控制系统的结构。参考图I，第一实施例的车辆控制系统可以包括受电弓I，逆变器电路2,第一电流传感器3a，第二电流传感器3b，U相线路4a，V相线路4b，W相线路4c，接触器5，永磁体同步电动机6,第三电流传感器7,地8,控制单元9,输入电流计算单元9a,检测单元9b,接触器控制器9c，U相跨接部10a，V相跨接部IOb和W相跨接部10c。受电弓I和地8可以在DC侧与逆变器电路2连接。第三电流传感器7可以连接在逆变器电路2与地8之间。在与DC侧相对的逆变器电路2的AC侧，可以通过U相线路4a上的第一电流传感器3a、U相跨接部IOa和接触器5连接所述逆变器电路2和永磁体同步电动机6。可以通过V相线路4b上的V相跨接部IOb和接触器5连接所述逆变器电路2和永磁体同步电动机6。可以通过W相线路4c上的第二电流传感器3b、W相跨接部IOc和接触器5连接所述逆变器电路2和永磁体同步电动机6。所述控制单元9可以连接到第一电流传感器3a、第二电流传感器3b、第三电流传感器7和所述接触器5。包含于控制单元9内的输入电流计算单元9a可以连接到第一电流传感器3a、第二电流传感器3b、第三电流传感器7和检测单元％。检测单元9b可以连接到输入电流计算单元9a和接触器控制器9c。所述接触器控制器9c可以连接到检测单元9b和接触器5。根据本公开内容的各个方面，图I的实施例的功能将在下文进行描述。可以通过受电弓I向逆变器电路2提供DC电力。逆变器电路2可以将输入的DC电力转换为AC电力。转换后的AC电力可以通过接触器5输入到永磁体同步电动机6中，所述接触器5通常处于开启/闭合状态。在到达永磁体同步电动机6之前，所述AC电力可以由U相的第一电流传感器3a和W相的第二电流传感器3b检测。第三电流传感器7可以检测逆变器电路2的DC侧的返回电流。由第一电流传感器3a、第二电流传感器3b和第三电流传感器7检测到的电流可以输入到控制单元9。在控制单元9中，输入电流计算单元9a可以计算所述三个输入的输入电流水平。基于在输入电流计算单元9a中所计算的电流值，检测单元9b可以确定驱动系统中是否存在异常，例如接触故障或接地故障。当检测单元％确定存在异常时，它可以向接触器控制器9c发出信号。所述接触器控制器9c可以响应来自所述检测单元的信号，触发接触器5中的一些或全部，使其变为断开/闭合状态。 以下描述控制单元的一个示范性实施例，例如图I中的控制单元9。所述示范性的控制单元实施例将参考图2在下文进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：安冈育雄，户田伸一，沼崎光浩，真锅英聪，高木隆志，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：