一种列车牵引控制单元制造技术

本实用新型专利技术公开了一种列车牵引控制单元，包括数字信号采集单元、温度/压力信号采集单元、主控单元、风扇控制单元、电机控制类信号采集单元、电机控制单元、脉冲转换处理单元、数据存储单元、供电单元、系统总线、内部快速总线、PTU单元，主控单元通过系统总线分别与数字信号采集单元、温度/压力信号采集单元、风扇控制单元、电机控制类信号采集单元、电机控制单元、脉冲转换处理单元进行连接，电机控制类信号采集单元与电机控制单元通过内部快速总线建立连接，电机控制单元与脉冲转换处理单元之间建立硬线连接。其应用时，可以实现列车牵引系统的牵引/电制动自动化闭环控制，有效提高故障检测和故障保护的时效性。

A Train Traction Control Unit

【技术实现步骤摘要】
一种列车牵引控制单元
本技术涉及列车牵引控制
，具体涉及一种列车牵引控制单元。
技术介绍
列车牵引控制单元(DriveControlUnit)，简称DCU，是列车牵引传动系统的重要组成部分，可实现对牵引逆变器、制动斩波器的控制，即接收来自列车中央控制单元的主断闭合、方向、牵引、制动等指令及各传感器的反馈信号，输出牵引主电路开关控制信号，对牵引主电路进行控制，使电机输出所需的转矩和功率，并将电制动信息和空转/滑行信息传递给制动控制单元。同时，牵引控制单元还具备全面的故障诊断和保护功能，采取硬件和软件联合保护措施，保证列车安全运行，对牵引主电路进行快速有效的保护。作为牵引系统的大脑，DCU的软硬件核心技术长期被国际轨道交通巨头垄断，近年来，牵引控制单元的国产化步伐大幅度加快，目前已有部分厂商开发出了具备独立知识产权的控制设备，但这些控制设备普遍存在对牵引系统的控制性能差；牵引系统故障检测和故障保护的时效性不高；系统设计模式单一，无法根据实际需求进行功能模块的拆分组装等问题。
技术实现思路
本技术针对现有技术存在的问题，提供一种列车牵引控制单元，其应用时，可以实现列车牵引系统的牵引/电制动自动化闭环控制，有效提高故障检测和故障保护的时效性，同时还可以在实际应用中根据需求进行功能单元的拆分。本技术通过以下技术方案实现：一种列车牵引控制单元，包括数字信号采集单元、温度/压力信号采集单元、主控单元、风扇控制单元、电机控制类信号采集单元、电机控制单元、脉冲转换处理单元、数据存储单元、供电单元、系统总线、内部快速总线、PTU单元，PTU单元与主控单元建立直接信号对接，主控单元通过系统总线分别与数字信号采集单元、温度/压力信号采集单元、风扇控制单元、电机控制类信号采集单元、电机控制单元、脉冲转换处理单元进行连接，数据存储单元与主控单元和电机控制单元之间通过CAN总线连接，电机控制类信号采集单元与电机控制单元通过内部快速总线建立连接，电机控制单元与脉冲转换处理单元之间建立硬线连接，供电单元为各功能单元供电。优选地，所述数字信号采集单元设有数字信号输入、输出端口，用于实现与列车牵引控制相关的数字信号的采集和发送，其通过系统总线与主控单元进行通信。优选地，所述温度/压力信号采集单元用于实现温度/压力信号的采集，并转为数字信号通过系统总线发送给主控单元。优选地，所述主控单元用于实现通信管理、逻辑控制、故障保护和状态监测，同时，其设有MVB通信接口、以太网接口以及串口，通过MVB通信接口实现与列车车载控制网络的通信功能，通过以太网接口以及串口实现与PTU单元的对接。优选地，所述风扇控制单元用于实现列车系统内的风扇控制，并将风扇故障信息传递至主控单元。优选地，所述电机控制类信号采集单元用于采集直接参与列车牵引电机控制的模拟及数字信号。优选地，所述电机控制单元用于实现内部快速总线的管理及列车牵引电机的控制，并生成IGBT控制脉冲，通过硬线连接将IGBT控制脉冲传递至脉冲转换处理单元。优选地，所述脉冲转换处理单元用于实现IGBT控制脉冲的电平转换、故障检测和快速保护。优选地，所述数据存储单元对主控单元和电机控制单元产生的控制变量进行存储。优选地，所述PTU单元用于进行主控单元的实时监测信号及波形显示、参数调试、历史数据分析及程序下载。本技术具有如下的优点和有益效果：1、本技术一种列车牵引控制单元，可以用于列车牵引系统的牵引/电制动自动化闭环控制。2、本技术一种列车牵引控制单元，可以确保列车牵引系统故障检测和故障保护的实时性和有效性，提高其运行的安全可靠性。3、本技术一种列车牵引控制单元，各功能单元之间采用不同的总线进行连接，以满足不同的信号传输控制需求，以及后续的功能扩展。4.本技术一种列车牵引控制单元，各功能单元是基于功能的模块划分，实际应用中可根据需求对功能模块进行拆分，如采用多张板卡实现同一控制功能，或多个功能集中在同一板卡中实现、以满足不同列车的控制需求。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术实施例的限定。在附图中：图1为本技术的结构框图；图2实施列中的一个实施案例结构框图。附图中标记及对应的零部件名称：1-数字信号采集单元，2-温度/压力信号采集单元，3-主控单元，4-风扇控制单元，5-电机控制类信号采集单元，6-电机控制单元，7-脉冲转换处理单元，8-数据存储单元，9-供电单元，10-系统总线，11-内部快速总线，12-PTU单元。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本技术作进一步的详细说明，本技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本技术，并不作为对本技术的限定。实施例1如图1所示，一种列车牵引控制单元，包括数字信号采集单元1、温度/压力信号采集单元2、主控单元3、风扇控制单元4、电机控制类信号采集单元5、电机控制单元6、脉冲转换处理单元7、数据存储单元8、供电单元9、系统总线10、内部快速总线11、PTU单元12，PTU单元(便携式状态监测单元)12与主控单元3建立直接信号对接，主控单元3通过系统总线10分别与数字信号采集单元1、温度/压力信号采集单元2、风扇控制单元4、电机控制类信号采集单元5、电机控制单元6、脉冲转换处理单元7进行连接，数据存储单元8与主控单元3和电机控制单元6之间通过CAN总线连接，电机控制类信号采集单元5与电机控制单元6通过内部快速总线11建立连接，电机控制单元6与脉冲转换处理单元7之间建立硬线连接，供电单元9为各功能单元供电，其中：数字信号采集单元1设有数字信号输入、输出端口，用于实现与列车牵引控制相关的数字信号的采集和发送，其通过系统总线10与主控单元3进行通信。温度/压力信号采集单元2用于实现温度/压力信号的采集，并转为数字信号通过系统总线10发送给主控单元3。主控单元3用于实现通信管理、逻辑控制、故障保护和状态监测，同时，其设有MVB通信接口、以太网接口以及串口，通过MVB通信接口实现与列车车载控制网络的通信功能，通过以太网接口以及串口实现与PTU单元的对接。风扇控制单元4用于实现列车系统内的风扇控制，并将风扇故障信息传递至主控单元3。电机控制类信号采集单元5用于采集直接参与列车牵引电机控制的模拟及数字信号。电机控制单元6用于实现内部快速总线11的管理及列车牵引电机的控制，并生成IGBT控制脉冲，通过硬线连接将IGBT控制脉冲传递至脉冲转换处理单元7。脉冲转换处理单元7用于实现IGBT控制脉冲的电平转换、故障检测和快速保护。数据存储单元8对主控单元3和电机控制单元6产生的控制变量进行存储。PTU单元用于进行主控单元3的实时监测信号及波形显示、参数调试、历史数据分析及程序下载。实施例2如图2所示，将数字信号采集单元1、温度/压力信号采集单元2、主控单元3、风扇控制单元4、电机控制类信号采集单元5、电机控制单元6、脉冲转换处理单元7、数据存储单元8和PTU单元12根据实际需要进行模块划分，并制成多张对应的功能板卡来实现列车牵引控制功能，其中：数字IO板、辅助控制板、电机信号板、模拟信号板为系统的对外数据采集板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种列车牵引控制单元，其特征在于，包括数字信号采集单元(1)、温度/压力信号采集单元(2)、主控单元(3)、风扇控制单元(4)、电机控制类信号采集单元(5)、电机控制单元(6)、脉冲转换处理单元(7)、数据存储单元(8)、供电单元(9)、系统总线(10)、内部快速总线(11)、PTU单元(12)，PTU单元(12)与主控单元(3)建立直接信号对接，主控单元(3)通过系统总线(10)分别与数字信号采集单元(1)、温度/压力信号采集单元(2)、风扇控制单元(4)、电机控制类信号采集单元(5)、电机控制单元(6)、脉冲转换处理单元(7)进行连接，数据存储单元(8)与主控单元(3)和电机控制单元(6)之间通过CAN总线连接，电机控制类信号采集单元(5)与电机控制单元(6)通过内部快速总线(11)建立连接，电机控制单元(6)与脉冲转换处理单元(7)之间建立硬线连接，供电单元(9)为各功能单元供电。

【技术特征摘要】
1.一种列车牵引控制单元，其特征在于，包括数字信号采集单元(1)、温度/压力信号采集单元(2)、主控单元(3)、风扇控制单元(4)、电机控制类信号采集单元(5)、电机控制单元(6)、脉冲转换处理单元(7)、数据存储单元(8)、供电单元(9)、系统总线(10)、内部快速总线(11)、PTU单元(12)，PTU单元(12)与主控单元(3)建立直接信号对接，主控单元(3)通过系统总线(10)分别与数字信号采集单元(1)、温度/压力信号采集单元(2)、风扇控制单元(4)、电机控制类信号采集单元(5)、电机控制单元(6)、脉冲转换处理单元(7)进行连接，数据存储单元(8)与主控单元(3)和电机控制单元(6)之间通过CAN总线连接，电机控制类信号采集单元(5)与电机控制单元(6)通过内部快速总线(11)建立连接，电机控制单元(6)与脉冲转换处理单元(7)之间建立硬线连接，供电单元(9)为各功能单元供电。2.根据权利要求1所述的一种列车牵引控制单元，其特征在于，所述数字信号采集单元(1)设有数字信号输入、输出端口，用于实现与列车牵引控制相关的数字信号的采集和发送，其通过系统总线(10)与主控单元(3)进行通信。3.根据权利要求1所述的一种列车牵引控制单元，其特征在于，所述温度/压力信号采集单元(2)用于实现温度/压力信号的采集，并转为数字信号通过系统总线(10)发送给主控单元(3)。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王娜，崔恒斌，邵勇波，张靖，刘川，
申请(专利权)人：成都运达科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51