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交流传动快速客运电力机车的网络控制系统设计及应用
发布日期:2019-12-23 新闻来源: 正文字号
西安铁路职业技术学院  朱慧勇
 
   交流传动快速客运电力机车指的是为了满足我国铁路需求从而设计的干线铁路六轴7200kW客运电力机车,其网络控制系统为较为成熟的网络控制系统平台。交流传动快速客运电力机车网络控制系统的通信功能使用TCN总线设计,通过自主化的产品,设计车载微机网络控制系统,使系统具备机车控制、监视和诊断的功能。
   1 网络控制系统的结构
   1.1网络控制平台分析
   交流传动快速客运电力机车网络控制平台主要是通过IO模块及控制模块实现硬件设计,控制模块通过车辆控制、网关、故障记录等模块创建,IO模块由模拟量、数字量等输入输出模块构成。同时在控制系统方面,交流传动快速客运电力机车利用C0-C0轴式,机车两端设置司机室利用WTB总线控制三台机车。利用中央控制单元实现机车网络控制,所有的司机室实现数据的输出,主要指的是机械室智能显示单元及输入输出单元,此方面的通信利用制动控制单元、传动控制单元及辅助变流器控制单元进行[1]。
   2 网络控制系统主要功能
   2.1牵引/再生制动控制
   将16级牵引设置在交流传动快速客运电力机车中,利用有挡无极实现,手柄及牵引制动位置为相互对应。手柄极位采样值通过极位实现换算之后对TCU发送,在联合空电过程中,利用BCU使电制动例百分比朝着手柄极位转变,之后发送到TCU中。然后,通过牵引制动曲线和轴重转移、保护控制等相互结合,匹配重联控制的牵引力及制动力,方便控制[2]。
   2.2过分相控制
   交流传动快速客运电机机车主要功能就是半自动及全自动的分相,在机车利用分相的过程中,系统通过全自动检测地面磁钢信号,和机车位置与速度相互结合,自动平滑实现开主断路器的卸载。通过分相区实现主断路器的闭合,对牵引电流平滑上升进行有效的控制。假如自动分相装置故障,司机通过半自动分相的触发得以扩展,系统也就会将主断路器断开,以网压的改变,利用分相区以后闭合主断路器,对牵引电流平滑上升进行有效的控制。
   2.3自动换端控制
   交流传动快速客运电力机车能够实现自动换端,从而使司乘人员换端机率降低,改善由于雾霾带来的车顶绝缘性能降低的问题,在进行人工换端降弓的时候车顶会出现放电的情况。在机车闸缸压力及静止压力在90KPa以上的时候,司机对自动换端按钮触发,自动升起双弓,将两个主断路器闭合,司机将任意司机室的钥匙激活之后,实现自动换端。
   3 控制系统的设计
   3.1主电路
   控制系统主电路主要由库用动车、传动系统电路、网侧电路等构成。机车网侧电路主要目的就是收集网侧电压,方便司乘人员进行观察。系统电路主要包括牵引电动机、主变流器和主变压器。主变压器原边利用主断路器及受电弓得电,25kV电压利用主变压器降压成为1450V,主变压器次边六个独立牵引绕组实现供电。
   3.2辅助电路
   辅助电路主要包括辅助电动机电路、变流器制冷、供电电路、采暖等电路,系统中安装两套一样辅助变流器,根据CVCF及VVVF方式进行工作。因为对辅助变流系统冗余进行充分考虑,设置全部辅助变流器的容量为230kVA,使辅助变流故障过程中机车中全部辅助电路都到另外辅助变流器中切换的情况得到满足,实现辅助系统主接地保护、过压保护、变压器变流保护等。
   3.3控制电路
   控制电路的主要核心就是监视控制系统、机车微机控制,由控制电源电路、信息显示电路、司机指令、保护电路等构成。机车控制系统在实现的过程中能够实现机车黏着控制,还能够实现辅助电动机控制、机车制动力及牵引力控制、辅助电流过压、过流、欠压等保护功控制等。在停车状态中的危机控制系统自诊断过程中,被动对象的行驶过程能够实现在线的实时诊断过程,对故障信息进行记录和保存。      
   4 结语
   本文所设计的交流传动快速客运电力机车网络控制系统通过严格考核,系统在运行过程中安全且稳定。在实施网络控制系统过程中,控制系统与机车中的智能设备的通信利用光纤实现,在实际使用过程中不便于维护。基于保证抗干扰前提使用EMD介质为今后机动车网络控制系统通信的主要方式。
主管单位:河北省农业机械化管理局主办单位:河北省农业机械化研究所
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