专利名称：一种轨道工程车传动及网络控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及轨道工程车传动及控制领域，特别是一种轨道工程车传动及网络控制系统。
背景技术：
目前国内轨道工程车传动方式广泛采用交直电传动系统(如图I所示)，柴油机输出机械能，通过三相同步发电机转化为交流电能，再通过整流器转化为直流电能。牵引工况下，直流牵引电机处于直流电动机工作状态，整流器输出的直流电能通过直流牵引电动机转化为机械能，送给工程车传动机构；制动工况下，直流牵引电动机处于直流发电机工作状态，传动机构的机械能通过直流发电机，转化为直流电能，送往制动电阻，由制动电阻将直流电能转化为热能消耗掉。此时，整流器输出的直流电能，供直流发电机器励磁，该系统启动牵引力低、粘着利用率低、恒功速度范围窄，维护复杂。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种启动牵引力高、粘着利用率高、恒功速度范围宽、检修维护简便的轨道工程车传动及网络控制系统。为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是一种轨道工程车传动及网络控制系统，包括主传动系统和控制系统，所述控制系统包括一个以上网络通信模块、一台以上微机控制装置、传动控制单元，所述网络通信模块与微机控制装置、传动控制单元连接；所述主传动系统包括一套以上传动单元，传动单元包括主发电机、整流单元、逆变单元、一个以上牵引电机、一个以上制动电阻，主发电机、整流单元、逆变单元依次连接，逆变单元与牵引电机、制动电阻连接，牵引电机与制动电阻并联；所述主发电机、整流单元与微机控制装置连接，整流单元、逆变单元、牵引电机通过传动控制总线与传动控制单元连接。作为优选方案，所述控制系统还包括两个显示器，显示器与网络通信模块连接；所述网络通信模块、微机控制装置数量均为两个。本实用新型针对国内现有轨道工程车交直电传动系统的不足，另辟蹊径，首次提出并独创交直交电传动及分布式网络控制系统，主传动系统中间能量传递采用交直交电能形式，克服了机械能直接传递效率低问题，其次因交流传动固有的优点，克服了直流传动的缺点，具有启动牵引力高、粘着利用率高、恒功速度范围宽，检修维护简便等特点。
图I为交直传动系统结构示意图；图2为本实用新型实施例I结构示意图；图3为本实用新型实施例2结构示意图；图4为本实用新型实施例3结构示意图；图5为本实用新型实施例4结构示意图；[0012]图6为本实用新型实施例5结构示意图；图7为本实用新型实施例6结构示意图。
具体实施方式
实施例I如图2所示，本实用新型实施例I包括主传动系统和控制系统，所述控制系统包括一个以上网络通信模块GWM、一台以上微机控制装置LCS32、传动控制单元D⑶，所述网络通信模块GWM与微机控制装置LCS32、传动控制单元连接DCU ;所述主传动系统包括两套传动单元，传动单元包括主发电机、整流单元、逆变单元、牵引电机、制动电阻，主发电机、整流单元、逆变单元依次连接，逆变单元与牵引电机、制动电阻连接，牵引电机与制动电阻并联；所 述主发电机、整流单元与微机控制装置连接，整流单元、逆变单元、牵引电机通过传动控制总线与传动控制单元连接；所述整流单元包括AC/DC变换器和与AC/DC变换器连接的整流传感器；所述逆变单元包括一个DC/AC变换器、一个DC/DC变换器、两个传感器，DC/AC变换器与DC/DC变换器并联，DC/AC变换器与第一传感器连接、DC/DC变换器与第二传感器串联，第一传感器与I 3个牵引电机连接，第二传感器与制动电阻连接。实施例2如图3所示,本实施例包括两套传动控制单元,逆变单元包括I 3个并联的DC/AC变换器、一个与DC/AC变换器并联的DC/DC变换器、2 4个传感器，DC/AC变换器、DC/DC变换器各与一个传感器串联，与DC/AC变换器串联的传感器与一个牵引电机连接，与DC/DC变换器串联的传感器与制动电阻连接。实施例3如图4所示,本实施例中的传动单元数量为一套；逆变单元数量为两个,两个逆变单元并联；逆变单元包括一个DC/AC变换器、一个DC/DC变换器、两个传感器，DC/AC变换器与DC/DC变换器并联，DC/AC变换器与第一传感器连接、DC/DC变换器与第二传感器串联，第一传感器与I 3个牵引电机连接，第二传感器与制动电阻连接。实施例4如图5所示,本实施例中的传动单元数量为一套；逆变单元数量为两个,两个逆变单元并联；逆变单元包括I 3个并联的DC/AC变换器、一个与DC/AC变换器并联的DC/DC变换器、2 4个传感器，DC/AC变换器、DC/DC变换器各与一个传感器串联，与DC/AC变换器串联的传感器与一个牵引电机连接，与DC/DC变换器串联的传感器与制动电阻连接。实施例5如图6所示,本实施例中的传动单元数量为一套；整流单元数量为两个,每个整流单元输出端与一个逆变单元连接，两个整流单元并联；所述逆变单元包括一个DC/AC变换器、一个DC/DC变换器、两个传感器，DC/AC变换器与DC/DC变换器并联，DC/AC变换器与第一传感器连接、DC/DC变换器与第二传感器串联，第一传感器与I 3个牵引电机连接，第二传感器与制动电阻连接。实施例6如图7所示,本实施例中的传动单元数量为一套；整流单元数量为两个,每个整流单元输出端与一个逆变单元连接，两个整流单元并联；逆变单元包括I 3个并联的DC/AC变换器、一个与DC/AC变换器并联的DC/DC变换器、2 4个传感器，DC/AC变换器、DC/DC变换器各与一个传感器串联，与DC/AC变换器串联的传感器与一个牵引电机连接，与DC/DC变换器串联的传感器与制动电阻连接。实施例I 6中的控制系统还包括两个显示器IDUl、IDU2，显示器IDUl、IDU2与网络通信模块GWM连接；所述网络通信模块GWM、微机控制装置LCS32数量均为两个。轨道车牵引时，主发电机输出的三相交流电经整流单元整流后转换成直流电，逆变单元将直流电逆变成频率及电压可变的三相交流电，给转向架上2 台交流牵引电机供电。电气牵引系统通过电路的交直交变换功能将柴油机的输出功率传递到轨道车的轮周。电阻制动时，牵引电机工作在发电机工况，将轮周制动能量转换为电能输入到整流单元和逆变单元，将能量消耗在制动电阻上。在轨道工程车停车作业状态，通过控制系统控制调整下，柴油机拖动主发电机I发出工频50Hz三相交流电，可为大功率电动作业机械提供能源。GWM控制和管理整个控制系统的MVB网络通信，实现MVB网络的管理、数据交换。全车配置两台GWM，互为冗余。其中一台GWM故障，则通过转换开关，切除故障GWM，并将另一台GWM投入工作。LCS32负责整车级控制，主要包括协调轨道工程车各部分的运行，实施轨道车部分逻辑控制，实施柴油机转速给定，实施主发电输出电压特性控制，实现轨道工程车的牵引特性给定及柴油机恒功率控制。全车配置两台LCS32，互为冗余。其中一台LCS32故障，则通过转换开关，切除故障LCS32，并将另一台LCS32投入工作。DCU负责传动级控制，接收来自LCS32的牵引力给定，同时采样中间直流电压、牵引电机相电流、牵引电机转速及IGBT元件的驱动反馈，利用直接力矩控制技术控制逆变器模块的IGBT元件开关状态，从而控制逆变器的输出电压幅值、相位和频率，使牵引电机的输出转矩与LCS32的给定力矩一致。DCU通过对牵引电机的特性控制，最终实现轨道车的牵引/制动特性控制。自负荷试验时，DCU接收来自LCS32的自负荷命令，驱动斩波IGBT闭合，将制动电阻接入中间直流回路，通过电阻将柴油发动机组的输出能量以热能的方式消耗，以验证柴油机转速一功率特性。全车共配置I台D⑶，D⑶内部分为两组控制单元，分别控制主传动系统的两套主电路。IDUl及IDU2的主要功能为实现轨道工程车的人机通信功能。其中，IDUl安装在轨道工程车的I端司机室，IDU2安装在轨道车的II端司机室。
权利要求1.一种轨道工程车传动及网络控制系统，包括主传动系统和控制系统，其特征在于，所述控制系统包括一个以上网络通信模块、一台以上微机控制装置、传动控制单元，所述网络通信模块与微机控制装置、传动控制单元连接；所述主传动系统包括一套以上传动单元，传动单元包括主发电机、整流单元、逆变单元、一个以上牵引电机、一个以上制动电阻，主发电机、整流单元、逆变单元依次连接，逆变单元与牵引电机、制动电阻连接，牵引电机与制动电阻并联；所述主发电机、整流单元与微机控制装置连接，整流单元、逆变单元、牵引电机通过传动控制总线与传动控制单元连接。
2.根据权利要求I所述的轨道工程车传动及网络控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括两个显示器，显示器与网络通信模块连接；所述网络通信模块、微机控制装置数量均为两个。
3.根据权利要求2所述的轨道工程车传动及网络控制系统，其特征在于，所述传动单元数量为两套；所述整流单元包括AC/DC变换器和与AC/DC变换器连接的整流传感器。
4.根据权利要求2所述的轨道工程车传动及网络控制系统，其特征在于，所述传动单元数量为一套；所述整流单元包括AC/DC变换器和与AC/DC变换器连接的整流传感器；所述逆变单元数量为两个，两个逆变单元并联。
5.根据权利要求4所述的轨道工程车传动及网络控制系统，其特征在于，所述整流单元数量为两个，每个整流单元输出端与一个逆变单元连接。
6.根据权利要求3 5之一所述的轨道工程车传动及网络控制系统，其特征在于，所述逆变单元包括一个DC/AC变换器、一个DC/DC变换器、两个传感器，DC/AC变换器与DC/DC变换器并联，DC/AC变换器与第一传感器连接、DC/DC变换器与第二传感器串联，第一传感器与I 3个牵引电机连接，第二传感器与制动电阻连接。
7.根据权利要求3 5之一所述的轨道工程车传动及网络控制系统，其特征在于，所述逆变单元包括I 3个并联的DC/AC变换器、一个与DC/AC变换器并联的DC/DC变换器、2 4个传感器，DC/AC变换器、DC/DC变换器各与一个传感器串联，与DC/AC变换器串联的传感器与一个牵引电机连接，与DC/DC变换器串联的传感器与制动电阻连接。
8.根据权利要求3 5之一所述的轨道工程车传动及网络控制系统，其特征在于，所述牵引电机为交流牵引电机。
专利摘要本实用新型公开了一种轨道工程车传动及网络控制系统，包括主传动系统和控制系统，所述控制系统包括一个以上网络通信模块、一台以上微机控制装置、传动控制单元，所述网络通信模块与微机控制装置、传动控制单元连接；所述主传动系统包括一套以上传动单元，传动单元包括主发电机、整流单元、逆变单元、一个以上牵引电机、一个以上制动电阻，本实用新型的系统具有启动牵引力高、粘着利用率高、恒功速度范围宽，检修维护简便等特点。
文档编号B60L15/00GK202686362SQ20122038817
公开日2013年1月23日 申请日期2012年8月7日 优先权日2012年8月7日
发明者肖功彬, 杨格, 姚晓阳, 李小平 申请人:株洲南车时代电气股份有限公司