[發(fā)明專利]基于一體化設(shè)計間歇式供電牽引控制器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110736003.1
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113489315B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 單寶鈺;劉金晶;宮鈺明
• 申請（專利權(quán)）人: 中車大連電力牽引研發(fā)中心有限公司
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155;H02M7/5387;H02J7/34;B60L50/40;B60L9/00
• 代理公司: 大連至誠專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21242
• 代理人: 張海燕;涂文詩

1.一種基于一體化設(shè)計間歇式供電牽引控制器，包括牽引系統(tǒng)和DCDC系統(tǒng)，其特征在于，所述牽引控制器包括：CPU板、PWM脈沖板、模擬量輸入信號板、數(shù)字量輸入輸出板、故障記錄板、網(wǎng)關(guān)板和電源板；

所述PWM脈沖板、模擬量輸入信號板、數(shù)字量輸入輸出板、故障記錄板、網(wǎng)關(guān)板和電源板均與所述CPU板電路連接；

所述CPU板用于機箱內(nèi)其他電路板數(shù)據(jù)采集后處理、定時器中斷周期中優(yōu)化算法的牽引系統(tǒng)控制算法部分和DCDC系統(tǒng)算法部分邏輯控制的功能實現(xiàn)；

所述PWM脈沖板用于基于所述CPU板的控制指令，向儲能裝置/電機負(fù)載輸出脈沖指令，并向所述CPU板反饋所述PWM脈沖板是否可靠發(fā)送至指定功率器件的信息；

所述模擬量輸入信號板用于實時獲取采樣數(shù)據(jù)，進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換后傳輸至所述CPU板，所述采樣數(shù)據(jù)包括電壓傳感器信號，以及電機負(fù)載速度信號和溫度信號、制動電阻溫度信號、儲能裝置傳感器信號；

所述故障記錄板用于記錄所述牽引控制器的故障數(shù)據(jù)以配合所述CPU板確定是否存在故障；

所述數(shù)字量輸入輸出板為列車DI/DO信號的接收和發(fā)送，其還用于控制接觸器，配合所述CPU板進(jìn)行牽引系統(tǒng)或DCDC系統(tǒng)各自對應(yīng)的控制電路的電路切換；

所述網(wǎng)關(guān)板用于為所述牽引系統(tǒng)/DCDC系統(tǒng)與列車構(gòu)造通訊網(wǎng)絡(luò)；

所述電源板用于接收外部供電電源并轉(zhuǎn)換成各板所需的供電電壓；

所述牽引控制器的切換控制邏輯包括：

S21：列車啟動后進(jìn)行采樣數(shù)據(jù)處理：將通過所述模擬量輸入信號板獲取到的采樣數(shù)據(jù)，進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換后傳輸至所述CPU板，通過所述CPU板內(nèi)的主控芯片進(jìn)行初始化設(shè)置，并結(jié)合所述故障記錄板中記錄的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷所述牽引控制器是否存在故障，完成系統(tǒng)的自檢；

S22：若所述牽引控制器處于正常工作狀態(tài)，則CPU板通過接收所述數(shù)字量輸入輸出板通信接口接收到的列車處于有電區(qū)/無電區(qū)的信號；當(dāng)接收到的是列車處于有電區(qū)的信號時，CPU板執(zhí)行定時器中斷周期中優(yōu)化算法的牽引系統(tǒng)控制算法部分；以將接收到的所述列車處于有電區(qū)的信號傳輸至所述數(shù)字量輸入輸出板，進(jìn)而控制接觸器以及接收接觸器閉合反饋；當(dāng)接收到的是列車處于無電區(qū)的信號時，CPU板執(zhí)行定時器中斷周期中優(yōu)化算法的DCDC控制算法部分；以將接收到的所述列車處于無電區(qū)的信號傳輸至所述數(shù)字量輸入輸出板，進(jìn)而控制接觸器以及接收接觸器閉合反饋；

S23：當(dāng)列車處于有電區(qū)時，開啟所述牽引系統(tǒng)，所述數(shù)字量輸入輸出板接收到接觸器反饋的指令后，所述模擬量輸入信號板將采樣信號進(jìn)行處理后傳送到所述CPU板，所述CPU板執(zhí)行定時器中斷周期中優(yōu)化算法的牽引系統(tǒng)控制算法部分，所述PWM脈沖板基于所述CPU板的指令，向儲能裝置/電機負(fù)載輸出脈沖指令，并向所述CPU板反饋所述PWM脈沖板是否可靠發(fā)送至指定功率器件的信息；

S24：當(dāng)列車處于無電區(qū)時，開啟所述DCDC系統(tǒng)，所述數(shù)字量輸入輸出板接收到接觸器反饋的指令后，所述模擬量輸入信號板將采樣信號進(jìn)行處理后傳送到所述CPU板，所述CPU板執(zhí)行定時器中斷周期中優(yōu)化算法的DCDC控制算法部分，所述PWM脈沖板基于所述CPU板的指令，向儲能裝置/電機負(fù)載輸出脈沖指令，并向CPU板反饋PWM脈沖是否可靠發(fā)送至指定功率器件的信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于一體化設(shè)計間歇式供電牽引控制器，其特征在于，所述牽引控制器的電路包括主控制電路、牽引控制電路和DCDC控制電路；

所述主控制電路能夠控制所述牽引控制電路和DCDC控制電路；

所述主控制電路一端連接外部電源，另一端連接所述牽引控制電路，所述牽引控制電路的另一端分別連接電機負(fù)載和制動電阻；所述DCDC控制電路與所述牽引控制電路并聯(lián)，其一端連接所述主控制電路，另一端連接儲能裝置。