牵引系统的牵引控制单元技术方案

本发明专利技术适用于轨道交通技术领域，尤其涉及一种牵引系统的牵引控制单元，所述牵引系统包括多个逆变器和多个电机；其中，所述多个逆变器用于将电源的直流电转换为三相交流电向所述多个电机供电；所述牵引控制单元包括中央控制模块和多个逆变控制模块；所述中央控制模块，用于获取车辆运行指令，并根据所述车辆运行指令发送第一控制指令至所述多个逆变控制模块，以及接收所述多个逆变控制模块反馈的多个逆变器的电参数；所述多个逆变控制模块，用于根据所述第一控制指令控制所述多个逆变器，并采集所述多个逆变器的电参数反馈至所述中央控制模块。通过上述系统可以提高车辆牵引系统运行的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
牵引系统的牵引控制单元
本专利技术属于轨道交通
，尤其涉及一种牵引系统的牵引控制单元。
技术介绍
随着人们对交流传动系统的安全性、可靠性、稳定性和可维护性的要求越来越高，作为交流传动系统的控制核心，牵引控制单元，其功能越来越强大、结构也越来越复杂。牵引控制单元负责车辆的通信、控制与诊断保护，现有动车组牵引控制单元按功能分为中央处理单元、数字信号处理单元、电源管理、PWM脉冲处理模块、模拟量处理、数字量处理、整流控制和逆变控制。中央处理单元负责运算处理及逻辑分析，系统的保护和监视等；数字信号处理单元负责将外部获取的信号进行转化和调整后传输给中央处理器；电源管理负责低压电源的控制；PWM脉冲处理负责给牵引变流器发送脉冲；模拟量处理和数字量处理负责模拟量和数字量的传输；整流控制用来控制整流器向电机侧的逆变器提供一个相匹配的恒定的直流电压源；逆变控制用来控制逆变器将恒定的直流电压转换为三相交流供给牵引电机，以实现对电机的控制。在铁路部门投入大量动车组列车运营的情况下，有效控制或减少动车组列车故障具有重要的现实意义。现有动车组牵引控制单元属于车控，即通过单个逆变控制及其对应的逆变器对整辆车的电机进行控制，如果逆变控制出现故障，整辆车的动力均会丢失，存在运行可靠性低的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种牵引系统的牵引控制单元以解决现有的牵引控制单元运行可靠性低的问题。本专利技术实施例提供了一种牵引系统的牵引控制单元，所述牵引系统包括多个逆变器和多个电机；其中，所述多个逆变器用于将电源的直流电转换为三相交流电向所述多个电机供电；所述牵引控制单元包括中央控制模块和多个逆变控制模块；所述中央控制模块，用于获取车辆运行指令，并根据所述车辆运行指令发送第一控制指令至所述多个逆变控制模块，以及接收所述多个逆变控制模块反馈的多个逆变器的电参数；所述多个逆变控制模块，用于根据所述第一控制指令控制所述多个逆变器，并采集所述多个逆变器的电参数反馈至所述中央控制模块。可选的，所述牵引控制单元还包括整流控制模块；所述中央控制模块，还用于根据所述车辆运行指令发送第二控制指令至所述整流控制模块，并接收所述整流控制模块反馈的整流器的电参数；所述整流控制模块，用于根据所述第二控制指令控制整流器，并采集整流器的电参数反馈至所述中央控制模块。可选的，所述牵引控制单元还包括I/O模块；所述I/O模块，用于从上位机接收车辆运行指令，并将所述车辆运行指令发送至所述中央控制模块，以及接收所述中央控制模块发送的整流器的电参数和多个逆变器的电参数并发送至上位机。可选的，所述整流控制模块包括：整流器板卡和第一A/D板卡；所述第一A/D板卡，用于采集第一模拟量信息，并将所述第一模拟量信息进行A/D转换后传输至所述整流器板卡，以及存储进行A/D转换后的第一模拟量信息；其中，所述第一模拟量信息包括整流器的电参数；所述整流器板卡，用于根据所述中央控制模块的第二控制指令实现整流控制，并根据经过A/D转换后的第一模拟量信息对整流器进行诊断与保护。可选的，所述多个逆变控制模块中的每个逆变控制模块包括：逆变器板卡和第二A/D板卡；所述第二A/D板卡，用于采集第二模拟量信息，并将所述第二模拟量信息进行A/D转换后传输至所述逆变器板卡，以及存储进行A/D转换后的第二模拟量信息；其中，所述第二模拟量信息包括逆变器的电参数；所述逆变器板卡，用于根据所述中央控制模块的第一控制指令对逆变器进行控制；所述逆变器板卡，还用于根据所述中央控制模块的第一控制指令对制动电阻进行控制，并根据经过A/D转换后的第二模拟量信息对电机进行诊断与保护。可选的，所述第一A/D板卡的板卡接口和所述第二A/D板卡的板卡接口相同；所述整流器板卡的板卡接口和所述逆变器板卡的板卡接口相同。可选的，所述I/O模块包括：I/O输入板卡和I/O输出板卡；所述I/O输入板卡，用于实现I/O输入信号的转换与存储；其中，所述I/O输入信号包括上位机发送的车辆运行指令；所述I/O输出板卡，与所述中央控制模块连接，用于实现I/O输出信号的转换与存储；其中，所述I/O输出信号包括中央控制模块发送的所述多个逆变控制模块反馈的多个逆变器的电参数和所述整流控制模块反馈的整流器的电参数。可选的，所述I/O输入板卡的板卡接口和所述I/O输出板卡的板卡接口相同。可选的，所述牵引控制单元还包括通信模块；所述通信模块，用于实现所述中央控制模块、所述多个逆变控制模块、所述整流控制模块和所述I/O模块间的通信。可选的，所述通信模块包括通信板卡；所述通信板卡设置有MVB接口、CAN接口、以太网接口和RS485接口；所述通信板卡设置有VME通信芯片，与VME总线连接，用于通过VME通信与所述中央控制模块、所述整流控制模块、所述I/O模块和所述多个逆变控制模块进行数据传输；相应的，所述中央控制模块、所述整流控制模块、所述I/O模块和所述多个逆变控制模块均设置有VME通信芯片，且均连接至所述VME总线。可选的，所述牵引控制单元还包括：调试模块、电源模块和温度检测模块；所述温度检测模块，用于监测所述中央控制模块、所述整流控制模块、所述I/O模块、所述通信模块、所述多个逆变控制模块的温度信息并进行存储；所述调试模块，用于对所述整流控制模块和所述多个逆变控制模块的控制逻辑进行调试；所述电源模块，用于为所述中央控制模块、所述整流控制模块、所述I/O模块、所述通信模块、所述多个逆变控制模块、所述温度检测模块和所述调试模块进行供电。可选的，所述牵引控制单元还包括健康管理模块；所述健康管理模块，用于获取预设参数信息，并基于所述预设参数信息，通过预设算法进行故障预测，以及在发生故障时存储所述预设参数信息，并基于所述预设参数信息判断故障类型，提供维修策略；其中，所述预设参数信息包括所述中央控制模块的电参数、所述整流控制模块的电参数、所述I/O模块的电参数、所述通信模块的电参数、所述多个逆变控制模块的电参数、所述温度检测模块的电参数、所述调试模块的电参数、所述电源模块的电参数和监控机箱散热风扇的电参数中的至少一种。可选的，所述调试模块、所述整流控制模块和所述多个逆变控制模块均连接至SCI总线；所述健康管理模块，还通过UDP与所述中央控制模块进行数据通信，用于获取所述中央控制模块的电参数，并通过所述中央控制模块获取所述整流控制模块的电参数、所述I/O模块的电参数、所述通信模块的电参数、所述多个逆变控制模块的电参数、所述温度检测模块的电参数、所述调试模块的电参数、所述温度检测模块的电参数和所述电源模块的电参数中的至少一种。可选的，所述多个逆变控制模块与所述多个逆变器一一对应设置；所述多个逆变器中的每个逆变器，用于将电源的直流电转换为三相交流电向一个或多个电机供电；其中，所述多个逆变器中，各个逆变器所对应的电机不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种牵引系统的牵引控制单元，其特征在于，所述牵引系统包括多个逆变器和多个电机；其中，所述多个逆变器用于将电源的直流电转换为三相交流电向所述多个电机供电；/n所述牵引控制单元包括中央控制模块和多个逆变控制模块；/n所述中央控制模块，用于获取车辆运行指令，并根据所述车辆运行指令发送第一控制指令至所述多个逆变控制模块，以及接收所述多个逆变控制模块反馈的多个逆变器的电参数；/n所述多个逆变控制模块，用于根据所述第一控制指令控制所述多个逆变器，并采集所述多个逆变器的电参数反馈至所述中央控制模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种牵引系统的牵引控制单元，其特征在于，所述牵引系统包括多个逆变器和多个电机；其中，所述多个逆变器用于将电源的直流电转换为三相交流电向所述多个电机供电；
所述牵引控制单元包括中央控制模块和多个逆变控制模块；
所述中央控制模块，用于获取车辆运行指令，并根据所述车辆运行指令发送第一控制指令至所述多个逆变控制模块，以及接收所述多个逆变控制模块反馈的多个逆变器的电参数；
所述多个逆变控制模块，用于根据所述第一控制指令控制所述多个逆变器，并采集所述多个逆变器的电参数反馈至所述中央控制模块。


2.如权利要求1所述的牵引系统的牵引控制单元，其特征在于，还包括整流控制模块；
所述中央控制模块，还用于根据所述车辆运行指令发送第二控制指令至所述整流控制模块，并接收所述整流控制模块反馈的整流器的电参数；
所述整流控制模块，用于根据所述第二控制指令控制整流器，并采集整流器的电参数反馈至所述中央控制模块。


3.如权利要求2所述的牵引系统的牵引控制单元，其特征在于，还包括I/O模块；
所述I/O模块，用于从上位机接收车辆运行指令，并将所述车辆运行指令发送至所述中央控制模块，以及接收所述中央控制模块发送的整流器的电参数和多个逆变器的电参数并发送至上位机。


4.如权利要求2所述的牵引系统的牵引控制单元，其特征在于，所述整流控制模块包括：整流器板卡和第一A/D板卡；
所述第一A/D板卡，用于采集第一模拟量信息，并将所述第一模拟量信息进行A/D转换后传输至所述整流器板卡，以及存储进行A/D转换后的第一模拟量信息；其中，所述第一模拟量信息包括整流器的电参数；
所述整流器板卡，用于根据所述中央控制模块的第二控制指令实现整流控制，并根据经过A/D转换后的第一模拟量信息对整流器进行诊断与保护。


5.如权利要求4所述的牵引系统的牵引控制单元，其特征在于，所述多个逆变控制模块中的每个逆变控制模块包括：逆变器板卡和第二A/D板卡；
所述第二A/D板卡，用于采集第二模拟量信息，并将所述第二模拟量信息进行A/D转换后传输至所述逆变器板卡，以及存储进行A/D转换后的第二模拟量信息；其中，所述第二模拟量信息包括逆变器的电参数；
所述逆变器板卡，用于根据所述中央控制模块的第一控制指令对逆变器进行控制；
所述逆变器板卡，还用于根据所述中央控制模块的第一控制指令对制动电阻进行控制，并根据经过A/D转换后的第二模拟量信息对电机进行诊断与保护。


6.如权利要求5所述的牵引系统的牵引控制单元，其特征在于，所述第一A/D板卡的板卡接口和所述第二A/D板卡的板卡接口相同；所述整流器板卡的板卡接口和所述逆变器板卡的板卡接口相同。


7.如权利要求3所述的牵引系统的牵引控制单元，其特征在于，所述I/O模块包括：I/O输入板卡和I/O输出板卡；
所述I/O输入板卡，用于实现I/O输入信号的转换与存储；其中，所述I/O输入信号包括上位机发送的车辆运行指令；
所述I/O输出板卡，与所述中央控制模块连接，用于实现I/O输出信号的转换与存储；其中，所述I/O输出信号包括中央控制模块发送的所述多个逆变控...

【专利技术属性】
技术研发人员：李娜，裴春兴，朱炜，燕春光，蒋洁，孙海荣，
申请(专利权)人：中车唐山机车车辆有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13