一種列車牽引逆變器測試平臺的製作方法

2023-07-01 17:22:31

本實用新型涉及列車零部件測試領域，具體涉及一種列車牽引逆變器測試平臺。

背景技術：

PIM1為列車牽引逆變器模塊，是南京地鐵一號線車輛牽引系統的重要組成部分，其主要功能是採用IGBT技術將接觸網直流高壓轉換為驅動牽引電機的交流電壓，為列車運行提供動力。該模塊結構複雜，安全影響大，每列車配置4件，1件發生故障列車需限速運行至終點站下線，2件同時故障將導致救援。

如圖1所示，PIM模塊整體是由驅動器部分和IGBT開關部分構成，其中驅動器部分包括驅動器H1、驅動器B1、驅動器H2、驅動器B2、驅動器H3和驅動器B3，對應控制IGBT開關部分的H1開關、B1開關、H2開關、B2開關、H3開關和B3開關，其中，驅動器H1、驅動器B1為一組，驅動器H2、驅動器B2為一組、驅動器H3和驅動器B3為一組，每一組驅動器共用一隻控制信號接入插口，在每隻控制信號接入插口中還設有用於反饋驅動器工作狀態的信號插針。

2011年下半年以來，PIM1模塊故障率持續走高，原有備件基本都已安排上線運行。從採購部門反饋的信息來看，該模塊採購周期大約為一年半，且單價高達百萬。同時，返原廠維修，維修周期也無法滿足實際要求。

PIM1模塊約有250KG，相當笨重。安裝過程很繁瑣，之前測試方式是直接裝車測試，更換一次需要兩個維修人員4個小時的工時。如果測試失敗還需重新換下測試件，測試過程非常繁瑣。每次調試都需要耗費較多的人力。並且在車上測試時只能知道PIM1模塊的是否故障，但無法定位具體故障原因。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是：提出一種列車牽引逆變器測試平臺。

本實用新型為解決上述技術問題提出的技術方案是：一種列車牽引逆變器測試平臺，包括：

IGBT電源模塊，用於向三相IGBT組提供位於人體安全電壓值以下的導通信號；

驅動板電源模塊，用於驅動三相驅動板組；

PWM信號發生模塊，用於生成檢測方波信號；

測試信號電源模塊，向PWM信號發生模塊提供用於生成檢測方波信號的正、負直流電和用於直接向驅動板組提供正12伏導通信號；

測試信號選擇模塊，用於擇一選擇輸出檢測方波信號和12V導通信號，所述測試信號選擇模塊的信號輸出端用於連接到所述三相驅動板組的控制信號輸入端；

示波器單元，用於顯示從所述三相驅動板組反饋回信號的波形和用於顯示三相IGBT組轉換後交流電的波形。

進一步的，所述IGBT電源模塊的電力輸出端連接到三相IGBT組的直流輸入端；

所述驅動板電源模塊與三相驅動板組之間設有驅動板供電管理模塊，通過所述驅動板供電管理模塊為所述三相驅動板組供電；

所述測試信號電源模塊包括正極供電子模塊和負極供電子模塊，所述正極供電子模塊和負極供電子模塊的電力輸出到所述PWM信號發生模塊；

所述正極供電子模塊和所述PWM信號發生模塊的信號輸出端均連接到所述測試信號選擇模塊；

所述示波器的信號輸入端分別與所述三相驅動板組的信號反饋端及三相IGBT的交流輸出端相連。

進一步的，還包括用於擇一選擇目標驅動板組的驅動板組選擇測試開關，所述測試信號選擇模塊通過所述驅動板組選擇測試開關分別連接到所述三相驅動板組的控制信號輸入端。

進一步的，所述IGBT電源模塊的輸出電壓為正30伏，所述驅動板電源模塊的輸出電壓為正48伏，所述正極供電子模塊和負極供電子模塊的輸出電壓分別為正、負12伏。

本實用新型的有益效果是：

在通過本實用新型中的測試平臺對PIM1模塊進行檢測時，整個測試過程都無需上車測試，在維修室中就可以完成整個檢測過程。本實用新型中的測試平臺測試參數和項目多，可最大程度地模擬PIM1模塊日常工作環境，測試結果準確且過程簡便。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型的列車牽引逆變器測試平臺作進一步說明。

圖1是背景技術中所提及列車牽引逆變器的電路結構框圖；

圖2是本實用新型中列車牽引逆變器測試平臺的結構框圖；

圖3是是PWM信號發生模塊的電路圖。

具體實施方式

根據圖2和圖3所示，本實用新型中的列車牽引逆變器測試平臺，包括：IGBT電源模塊、驅動板電源模塊、PWM信號發生模塊、測試信號電源模塊、測試信號選擇模塊和示波器單元。

其中，IGBT電源模塊，用於向三相IGBT組Ph1、Ph2和Ph3提供位於人體安全電壓值以下的導通信號。可以作為優選的是：輸出電壓為正30V，30V為模擬1500V的高壓，由於實驗室比較難提供1500V持續高壓，所以在設計上使用了30V的人體安全電壓替代。

驅動板電源模塊，用於驅動三相驅動板組L1、L2和L3。可以作為優選的是：輸出電壓為正48伏PWM信號發生模塊，用於生成檢測方波信號，採用PIC10f202單片機為控制晶片，PIC10f202是一款微型PIC單片機內部自帶晶振電路。主要功能為輸出PIM驅動板所以的工作信號，其實現電路如圖3所示。

測試信號電源模塊，向PWM信號發生模塊提供用於生成檢測方波信號的正、負直流電和用於直接向驅動板組提供正12伏導通信號。導通信號為使PIM1模塊中的IGBT單個導通，以便測量每一個IGBT的性能。

測試信號選擇模塊，用於擇一選擇輸出檢測方波信號和12伏導通信號，測試信號選擇模塊的信號輸出端用於連接到三相驅動板組的控制信號輸入端。可以作為優選的是：測試信號選擇模塊為選擇開關。

示波器單元，用於顯示從三相驅動板組反饋回信號的波形和用於顯示三相IGBT組轉換後交流電的波形。

具體連接時，可以將IGBT電源模塊的電力輸出端連接到三相IGBT組的直流輸入端。

驅動板電源模塊與三相驅動板組之間設有驅動板供電管理模塊，通過驅動板供電管理模塊為三相驅動板組供電。

測試信號電源模塊包括正極供電子模塊和負極供電子模塊，正極供電子模塊和負極供電子模塊的電力輸出到PWM信號發生模塊。

正極供電子模塊和PWM信號發生模塊的信號輸出端均連接到測試信號選擇模塊。

示波器的信號輸入端分別與三相驅動板組的信號反饋端及三相IGBT的交流輸出端相連。

為更好地針對每一相驅動板和IGBT組進行測試，還可包括用於擇一選擇目標驅動板組的驅動板組選擇測試開關，測試信號選擇模塊通過驅動板組選擇測試開關分別連接到三相驅動板組的控制信號輸入端。為使接線簡單，在本實用新型中測試信號選擇模塊採用八刀四投的波段開關。