[发明专利]电力机车永磁同步牵引电动机的反电势抑制方法及装置

说明书

本发明涉及永磁同步电动机反电势的抑制，具体为一种电力机车永磁同步牵引电动机的反电势抑制方法及装置。解决现有技术隔离接触器发生卡合故障时导致反电势失控的问题。在永磁同步牵引电动机和逆变模块之间设置交流侧隔离接触器；在中间直流回路模块与逆变模块之间设置直流侧隔离接触器；电力机车永磁同步牵引电动机的反电势抑制装置，包括含有交流侧隔离接触器的反电势交流抑制模块；其特征在于，还包括含有直流侧隔离接触器的反电势直流抑制模块、逻辑处理模块、输入量处理模块、输出量处理模块、永磁同步牵引电动机的测速模块、反电势交流抑制模块内的交流侧隔离接触器闭合状态检测模块。本发明尤其适用于直驱永磁电力机车。

技术领域

本发明涉及永磁同步电动机反电势的抑制，具体为一种电力机车永磁同步牵引电动机的反电势抑制方法及装置。

背景技术

永磁同步电动机由于转子为永磁体，运行过程中不需要对转子磁场励磁。当永磁同步牵引电动机不供电且仍然转动时，转子旋转磁场在定子三相绕组中的感应电动势就称为反电势。反电势不仅与转子磁场的大小有关，而且与电机转速成正比。反电势的存在会导致以下问题：

1）如果反电势较大，中间直流侧电容不能完全吸收再生能量导致直流侧过电压故障发生；

2）如果反电势较大，中间直流侧电容不能完全吸收再生能量导致中间直流侧电压的值大于IGBT的耐压值，可能造成IGBT的炸裂；

3）如果反电势大于中间直流侧电压的值，将会产生再生制动，这是实际工况中被禁止的；

4）电机重投时，较高的反电势在重投过程中可能导致电机输出过流故障。

永磁同步电动机的励磁反电势是由转子上的永久磁体产生的，因而无法自由调节。现有技术为维持永磁同步牵引电动机高速时候的电压平衡，在永磁同步牵引电动机和逆变器之间设置隔离接触器，以便在惰行（惰行状态是指机车在运行过程中切除牵引力，由于惯性的存在保持继续前行的状态）的时候将永磁同步牵引电动机与逆变器有效地断开，避免高反电势带来不利影响，还可以起到防止故障进一步扩大的作用。但是隔离接触器发生卡合故障（卡合故障是指期望接触器从闭合状态变为分断状态，但实际上接触器卡在合位，无法分断）时，反电势抑制失控，可能造成功率模块炸损，导致机车动力损失。

发明内容

本发明解决现有技术隔离接触器发生卡合故障时导致反电势失控的问题，提供一种电力机车永磁同步牵引电动机的反电势抑制方法及装置。

本发明是采用如下技术方案实现的：电力机车永磁同步牵引电动机的反电势抑制方法，在永磁同步牵引电动机和逆变模块之间设置交流侧隔离接触器；在中间直流回路模块与逆变模块之间设置直流侧隔离接触器；

当电力机车处于惰行状态时，判断永磁同步牵引电动机的转速是否大于额定转速：假设永磁同步牵引电动机转速不大于额定转速，那么保持直流侧隔离接触器闭合，保持交流侧隔离接触器闭合，继续运行；假设永磁同步牵引电动机的转速大于额定转速，那么断开交流侧隔离接触器，并且判断交流侧隔离接触器是否发生卡合故障：假设交流侧隔离接触器没有发生卡合故障，那么保持直流侧隔离接触器闭合，继续运行；假设交流侧隔离接触器发生卡合故障，那么直流侧隔离接触器断开，继续运行。

电力机车永磁同步牵引电动机的反电势抑制装置，包括含有交流侧隔离接触器的反电势交流抑制模块；还包括含有直流侧隔离接触器的反电势直流抑制模块、逻辑处理模块、输入量处理模块、输出量处理模块、永磁同步牵引电动机的测速模块、反电势交流抑制模块内的交流侧隔离接触器闭合状态检测模块；

输入量处理模块接收测速模块传入的电机转速信号和闭合状态检测模块传入的反电势交流抑制模块内的交流侧隔离接触器闭合状态信号，输入量处理模块的输出接逻辑处理模块，逻辑处理模块的输出连接输出量处理模块，输出量处理模块的输出分别与反电势直流抑制模块和反电势交流抑制模块通过指令信号连接。