电力牵引交流传动的控制1(控制系统)课件.ppt

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1、第四章电力牵引交流传动控制总论：交流传动的控制技术，从实质上说就是交流电动机的调速技术，是现代列车控制的核心。现代列车控制是由挂在列车通信网络上的多微机系统来实现的，包括电动车组中和中间车辆上的微机系统。他们通过列车总线相互交换信息和数据。交流传动控制装置也是用这种方式获得所需要的指令和状态反馈信息，并发送控制信号。6.1电力牵引控制系统的分级管理与功能配置由动车组和中间车辆组成的列车，需要生成、处理大量不同类型的信息，包括列车运动的过程信息和用于服务目的的信息。电子控制系统实现信息的生成与处理，并通过列车通信网络传播。建立具有明确接口的分

2、级管理和功能模块，有力于增强电子控制系统的适应性和灵活性，使得能够快捷的、经济的满足客户的不同要求。概述由交流传动的电动车组的电子控制系统一般可以分为：列车级控制动车级控制传动级控制形成三级控制格局一、电力牵引电子控制系统的分级管理模式层面功能列车级控制特性控制；速度控制；目标制动运行状态选择、显示列车安全防护诊断重联控制指令传输；状态反馈动车级控制牵引力控制；粘着控制；辅助系统控制；诊断与保护传动控制电机闭环控制；逆变器控制；诊断与监视电力牵引控制系统分级管理一、电力牵引电子控制系统的分级管理模式1、列车级控制列车级控制涉及与整个列车

3、有关的给定值和控制变量。在多动力车的电动车组中，从司机室发出的控制指令，通过列车控制级处理后传送到其他动车中，实现统一指挥。列车控制装置的输入来自司机台，包括运行状态指令：牵引或制动、前进或后退及速度或牵引力给定值。在多机重联的情况下，列车级控制保证各动力单元的负载均匀分配。一、电力牵引电子控制系统的分级管理模式2、动车级控制这一级控制涉及车辆正常、有效运行的所有功能。动车控制级的主要任务：优化粘着控制分配制动力对牵引力和制动力进行进一步处理后发送给传动级控制装置一、电力牵引电子控制系统的分级管理模式2、动车级控制还具有以下功能：限制

4、冲击，提高运行舒适性监视主要设备的过电流、过电压、欠电压、过热，必要时切断主断路器限制一次电流，防止接触网不稳定对所测量的实际值（如电压、电流、速度、制动压力等）进行处理一、电力牵引电子控制系统的分级管理模式3、传动级控制传动级控制实现对每个动力单元的开环和闭环控制，包括电动机的调节和变流器的控制，从而保证提供合适的牵引力和速度。尽管在电动机调节方面存在各种各样的策略，脉宽调制技术也不相同，但传动级控制总包括一些基本功能。一、电力牵引电子控制系统的分级管理模式3、传动级控制基本功能：电动机调节（矢量控制、直接转矩控制、转差控制），空转

5、与滑行保护或粘着优化利用电动机侧逆变器的控制变流器回路的监视与保护整个传动单元的故障检测与诊断二、电力牵引电子控制装置的功能组与模块化设计在交流传动电动车组的电子控制装置中，按照功能划分模块，即方便制造，也方便本身电路设计和系统集成。在采用模拟器件的情况下，功能组是放置在一个机箱中的若干个分功能插件板按一定逻辑相连的体系，但随着集成电路和微处理器的应用，每个功能组可以被压缩成一个插件板。二、电力牵引电子控制系统的分级管理模式1、牵引/制动控制功能组该功能组处理来自司机台的指令，并使其成为相应动力单元的基本控制指令，使其成为相应动力单元的

6、基本控制指令。该功能组包括生成牵引或制动工况的牵引/制动逻辑和运行方向逻辑；此外牵引力给定装置把司机控制器的指令加以处理，变成给定牵引力或给定制动力。二、电力牵引电子控制系统的分级管理模式2、输入/输出功能组该功能组包括模拟量输入/输出口、数字输入/输出口。该功能组是一种泛指，大多是数字型、模拟型或其他类型的I/O插件板，安装在各级控制装置中。多个功能组可以通过各种总线进行通信。二、电力牵引电子控制系统的分级管理模式3、解锁功能组该功能组主要任务是根据司机指令和反馈的运行状态信息、诊断信息，为开关设备和变流装器的开通发放“许可证”。在微机处理

7、控制装置的情况下，解锁功能组的任务可能分解，并通过相关的软件逻辑来加以实现。二、电力牵引电子控制系统的分级管理模式4、电动机控制给定值处理功能组该功能组主要负责把上一级控制装置的牵引力或制动力给定值处理成为电机闭环控制用的给定转矩值。5、电动机与逆变器控制功能组该功能组主要包括电动机的闭环控制和逆变器的PWM控制两部分。二、电力牵引电子控制系统的分级管理模式6、防空转/打滑或粘着控制功能组该功能组通过轮/轨接触传递的牵引力或制动力的大小，与动车重量、粘着系数以及转矩的特性有关。在给定牵引力或制动力时，这个功能组的主要任务是能够在没有司机干预的

8、前提下，自行按照最大粘着所决定的牵引力或制动力运行。一、VCU系统VCU属于SIBAS®32设备系列（SIBAS®32:西门子铁路自动化系统，使用32位数技术），广