[实用新型]动力分散式动车组的牵引控制单元

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种铁路车辆牵引控制装置，具体地说，涉及一种动力分散式交流传动200km/h速度等级的高速动车组的牵引控制装置。

背景技术

200km/h速度等级的高速动车组牵引系统通过多个牵引单元分散提供动力，每个牵引单元主电路包括一组公共直流侧的四象限变流器、两个独立的牵引逆变器及其控制的牵引电机、两个独立的制动斩波器。以上部件除电机外均由IGBT开关器件构成，统称为牵引功率变换器。四象限变流器将牵引变压器输出交流变为所需的3200V-3600V直流电压；牵引逆变器将该直流电压变为频率和幅值可调的三相对称交流电压，进而控制牵引电机转速；制动斩波器可保证列车在经过无电区时，通过电阻制动维持直流侧所需的电压。为了实现控制功能和安全可靠运行，系统配备了主电路电压电流传感器、主电路输入输出接触器、中低压散热设备如冷却风扇和致冷泵、与散热相关的温度传感器和压力传感器等。与以往的动力集中式牵引控制相比，200km/h动车组的动力分散、高速性以及主电路拓扑结构使其牵引系统的控制技术难度加大，对控制装置提出了更高的要求。控制装置必须能够与列车网络(TCMS)进行实时交换信息，必须能够根据TCMS指令对系统控制、监控系统状态并将信息反馈给TCMS；必须能够对牵引主电路进行有效控制并能监测相关电压电流及主电路元件的状态；必须能够控制中低压设备运行、检测其运行状态并能够进行故障处理和记录，必须能够完成控制设备本身的必要检测和维护功能。但现有的牵引控制装置在可控性、实时性、可靠性和可维护性等各方面都有欠缺，这就需要一种可控性、实时性、可靠性和可维护性等各方面性能皆佳的牵引控制装置来实现对动力分散式传动动车组牵引系统的控制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有动车组牵引系统的牵引装置中存在的欠缺可控性、实时性、可靠性和可维护性的不足，提供了一种用于200km/h速度等级的高速动力分散式动车组的牵引控制单元。

本实用新型的技术方案为：一种动力分散式动车组的牵引控制单元(TCU)，所述的牵引控制单元(TCU)通过传感器分别与功率变换器和电机相连接，牵引控制单元(TCU)包括母板和子板，母板通过母板连接器与子板连接，子板可插拔安装在母板上；所述的子板包括数字电路供电板、传感器和门极供电板、主处理器板、输入输出监测板、网络接口板、四象限变流器闭环调节模块、逆变器和斩波器闭环调节模块，主处理器板分别与输入输出检测板、网络接口板、四象限变流器闭环调节模块、逆变器和斩波器闭环调节模块相连接，所述的网络接口板通过MVB总线与列车网络(TCMS)连接；

优选的是，所述的输入输出监测板包括模拟量输入输出接口板、开关量输入接口板和开关量输出接口板，模拟量输入输出接口板、开关量输入接口板和开关量输出接口板分别通过CAN总线与主处理器板相连接；

优选的是，所述的四象限变流器闭环调节模块包括DSP快速调节板、传感器信号接口板和驱动接口板，DSP快速调节板通过传感器信号接口板与驱动接口板相连接；所述的DSP快速调节板通过CPCI总线与主处理器板相连接，传感器信号接口板和驱动接口板分别通过SE总线与输入输出监测板相连接；

优选的是，所述的逆变器和斩波器闭环调节模块包括DSP快速调节板、传感器信号接口板和驱动脉冲输出和反馈接口板，DSP快速调节板通过传感器信号接口板与驱动脉冲输出和反馈接口板相连接；所述的DSP快速调节板通过CPCI总线与主处理器板相连接，传感器信号接口板和驱动脉冲输出和反馈接口板分别通过SE总线与输入输出监测板相连接；

优选的是，所述的子板还包括可视和维护接口板，可视和维护接口板通过RS485接口与维护个人计算机(维护PC)连接；

优选的是，所述的牵引控制单元还设置有外部观测接口板，外部观测接口板分别与四象限变流器闭环调节模块、逆变器和斩波器闭环调节模块相连接；

优选的是，所述的传感器和门极供电板、四象限变流器闭环调节模块、逆变器和斩波器闭环调节模块分别与功率变换器上的门极驱动电路和电压/电流传感器相连接；

优选的是，所述的传感器和门极供电板、逆变器和斩波器闭环调节模块分别与设置在电机轴上的速度传感器相连接；

优选的是，所述的主处理器板上的主处理器为浮点DSP处理器。