[实用新型]轨道车励磁控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种轨道车励磁控制系统，属于交-直流电传动重型轨道车技术领域。

背景技术

交-直流电传动重型轨道车是铁路施工和牵引大型养路机械编组时所需的一种牵引设备，为了保证这种轨道车的发动机运行的经济性和机车运行的安全性，需要对发动机的直接负载-主发电机励磁绕组的励磁电流进行控制，以保证主发电机在各个转速下的功率保持恒定，并将电压、电流限制在一定的范围内。现有技术中用于控制上述励磁电流的励磁控制系统主要采用微机型励磁控制系统。

所述微机型励磁控制系统主要由电源控制板、CPU板、输入输出(I/O)板和驱动板等四部分组成。其中，电源控制板的主要功能是将重型轨道车提供的电源转换为微机型励磁控制系统所需的工作电源；I/O板主要用于采集重型轨道车的电压、电流和开关量等输入信号，然后由CPU板根据I/O板采集到的输入信号进行一定的函数运算，再发出指令给I/O板；此后，I/O板再根据来自于CPU板的指令为驱动板输出驱动信号，以使驱动板上作为功率器件的绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate BipolarTransistor，简称：IGBT)进行一定规律的开通与关断，从而使通过该功率器件的励磁电流按照上述规律进行相应的调节和变化，以达到保持功率恒定及限制电压、电流的目的。

现有技术中至少存在如下问题：

(1)现有微机型励磁控制系统中用于采集模拟信号(即：电压和电流)的I/O板通常为电压传感器和电流传感器，这些会在器体积大、成本高；

(2)现有微机型励磁控制系统通过采集重型轨道车司机控制器的开关信号来确定司机控制器的档位，以确定发动机的转速，即主发电机的转速，进而根据转速确定主发电机的功率，电压限制值和电流限制值。但是，这种信号采集方式只有当发动机转速控制正确的情况下才能够实施，当轨道车发动机转速控制偏差较大时，根据开关量确定的档位对应的发动机转速便会与实际的发动机转速不一致，从而使保持恒定的发动机功率过大或过小。如果负载过大，则会导致发动机压转速，冒黑烟，严重时会熄火，最终使重型轨道车无法运行；

(3)现有微机型励磁控制系统的组成部分中的功能板均采用分立电子元器件构成，防振能力差、可靠性低且维修困难。

实用新型内容

本实用新型提供一种轨道车励磁控制系统，用以提高可靠性，降低成本且便于维修。

本实用新型提供一种轨道车励磁控制系统，其中包括：

信号变送器，用于采集轨道车的电压和电流生成电压模拟信号和电流模拟信号；

可编程逻辑控制器，包括：与所述信号变送器相连的模拟输入输出模块以及与所述模拟输入输出模块相连的中央处理单元，其中：所述模拟输入输出模块用于将所述电压模拟信号和电流模拟信号分别转换为电压数字信号和电流数字信号；所述中央处理单元用于采集所述轨道车的发动机的转速信号，并根据所述转速信号、电压数字信号和电流数字信号生成驱动信号，以控制所述轨道车的主发电机励磁绕组的励磁电流。

具体地，所述信号变送器可以包括：第一信号变送器，用于采集所述轨道车的电压生成电压模拟信号；及第二信号变送器，用于采集所述轨道车的电流生成电流模拟信号。

具体地，所述中央处理单元可以包括：转速采集模块，用于采集所述轨道车的发动机的转速信号；计算模块，与所述转速采集模块相连，用于根据预存的功率-转速曲线计算与所述转速信号对应的电压限制值及电流限制值；比较模块，与所述模拟输入输出模块相连，用于将所述电压数字信号与所述电压限制值进行比较得到电压偏差值，并将所述电流数字信号与所述电流限制值进行比较得到电流偏差值；生成模块，与所述比较模块相连，用于根据所述电压偏差值和电流偏差值进行比例积分微分调节运算，并生成脉宽调制信号作为所述驱动信号。

进一步地，所述中央处理单元还可以包括：档位采集模块，用于采集所述轨道车的发动机的档位信号；以及转速控制模块，与所述档位采集模块相连，用于根据所述档位信号确定目标转速并输出转速控制信号，以控制所述发动机达到所述目标转速。

其中，所述转速控制模块还可以进一步与所述转速采集模块相连，用于根据所述转速采集模块采集到的转速信号与所述目标转速之间的差异，输出转速控制信号，以控制所述发动机达到所述目标转速。

可选地，所述轨道车励磁控制系统还可以包括：发动机控制模块，与所述转速控制模块相连，用于根据转速控制信号，以控制所述发动机达到所述目标转速。