[發明專利]基于一體化設計間歇式供電牽引控制器

有效

• 申請號: 202110736003.1
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113489315B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 單寶鈺;劉金晶;宮鈺明
• 申請（專利權）人: 中車大連電力牽引研發中心有限公司
• 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所(特殊普通合伙) 21242
• 代理人: 張海燕;涂文詩

本發明公開了一種基于一體化設計間歇式供電牽引控制器，包括：設置于機箱內的CPU板、PWM脈沖板、模擬量輸入信號板、數字量輸入輸出板、故障記錄板、網關板和電源板；CPU板用于機箱其他電路板數據采集后處理、牽引系統及DCDC系統算法、邏輯控制功能的實現；模擬量輸入信號板用于實時獲取采樣數據；數字量輸入輸出板為列車DI/DO信號接收和發送，其還用于控制接觸器；故障記錄板用于故障信號記錄；網關板用于為所述牽引系統/DCDC系統與列車構造通訊網絡。本發明解決了牽引控制器兩個系統之間配合延時的問題，簡化了邏輯的復雜性，提升了系統運行穩定性和系統響應速度，減小了牽引控制器的體積、重量，降低了用戶維護成本。

技術領域

本發明涉及軌道列車牽引控制領域，尤其涉及基于一體化設計間歇式供電牽引控制器。

背景技術

目前城市軌道交通列車根據線路條件不同，通過外部電源(接觸網、第三軌、地面供電等)，也稱為有電區供電運行；或者采用儲能裝置(超級電容、超能電池等)供電運行，也稱為無電區供電運行；或者采用兩者混合供電運行方式，也稱為間歇式供電。因此，為了適配這種間歇式供電運行方式，牽引控制器內部包含預充電回路、濾波回路、牽引系統、DCDC系統。當列車運行在有電區時，牽引系統通過外部供電裝置運行，此時DCDC系統進行充電；當列車運行在無電區時，此時牽引系統通過DCDC系統將超級電容電壓轉換供電運行。

但是現有間歇式牽引控制器的牽引系統和DCDC系統的主電路和控制電路采用分別獨立運行。這種方式的牽引控制器體積和重量較大，主電路較為復雜，牽引系統和DCDC系統需要獨立的控制系統，增加了牽引控制器的生產成本。而且列車運行時，牽引系統和DCDC系統需要進行主電路接觸器和控制算法邏輯配合，以實現有電區運行、無電區運行、有電區和無電區切換運行等操作，在整個過程中，存在“握手”等待環節，并且如果配合不當，容易引起故障，影響列車穩定運行。

發明內容

本發明提供一種基于一體化設計間歇式供電牽引控制器，以克服現有的間歇式牽引控制器的重量和體積較大、主電路較為復雜，牽引系統和DCDC系統需要獨立的控制系統，增加了牽引控制器的生產成本；而且列車運行時，牽引系統和DCDC系統需要進行主電路接觸器和控制算法邏輯配合，如果配合不當，容易引起故障，影響列車穩定運行的技術問題。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種基于一體化設計間歇式供電牽引控制器，包括牽引系統和DCDC系統，所述牽引控制器包括：CPU板、PWM脈沖板、模擬量輸入信號板、數字量輸入輸出板、故障記錄板、網關板和電源板；

所述PWM脈沖板、模擬量輸入信號板、數字量輸入輸出板、故障記錄板、網關板和電源板均與所述CPU板電路連接；

所述CPU板用于機箱內其他電路板數據采集后處理、定時器中斷周期中優化算法的牽引系統控制算法部分和DCDC系統算法部分邏輯控制的功能實現；

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據，進行信號轉換后傳輸至所述CPU板，所述采樣數據包括但不限于包括電壓傳感器信號，以及電機負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據以配合所述CPU板確定是否存在故障；

所述數字量輸入輸出板為列車DI/DO信號的接收和發送，其還用于控制接觸器，配合所述CPU板進行牽引系統或DCDC系統各自對應的控制電路的電路切換；

所述網關板用于為所述牽引系統/DCDC系統與列車構造通訊網絡；

所述電源板用于接收外部供電電源并轉換成各板所需的供電電壓。