基于拖曳式受流直线电机驱动的管轨运输牵引驱动系统的制作方法

本发明属于交通运输技术领域，具体涉及一种基于拖曳式受流直线电机驱动的管轨运输牵引驱动系统。

背景技术：

交通运输是我国国民经济的命脉。当前,我国主要运输装备及核心技术水平与世界先进水平有较大差距，存在运输供给能力不足、综合交通体系建设滞后、各种交通方式缺乏综合协调、交通能源消耗与环境污染等问题。

相关技术中，运输车使用的供电方式一般为管道顶部输电线受流，但是传统滑动接触会出现磨损、碳积、接触火花以及不安全裸露导体问题，系统安全性、可靠性及使用寿命较低。现有的运输轨道采用架空接触网系统作为取流的主要方式，按照其悬挂方式的不同，架空接触网又可以分为柔性接触网和刚性接触网，其中这两种接触网都需要受电弓以外接气缸或者电机与弹簧使得弓网匹配，存在一定的安全隐患。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供基于拖曳式受流直线电机驱动的管轨运输牵引驱动系统，以解决现有滑动接触技术中安全隐患的问题。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种基于拖曳式受流直线电机驱动的管轨运输牵引驱动系统，包括：包括：运输车，所述运输车包括头车、多个车厢、牵引电机、车载牵引传动系统、拖曳式受流系统以及监控系统，所述车头、多个车厢依次连接；

所述拖曳式受流系统包括：受流器、接触网以及车载储能模块，所述受流器设置在所述接触网上方，所述受流器设有碳刷，所述受流器通过碳刷与所述接触网之间滑动接触进行受流向所述车载牵引传动系统供电，并将多余的电能存储至所述车载储能模块，所述车载储能模块用于在出现供电故障时对所述车载牵引传动系统进行供电；

所述车载牵引传动系统包括：设置在头车的主牵引控制模块、设置在每个车厢的子牵引控制模块、车载运控模块、以及无线通信模块，所述车载运控模块、子牵引控制模块、无线通信模块分别与所述主牵引控制模块连接；

所述牵引电机用于对所述运输车提供动力；

所述监控系统包括：远程监控平台、本地监控平台；所述远程监控平台用于监控所述驱动系统的故障信息和实时状态信息，所述本地监控平台用于提供通信接口与外界终端进行数据交互。

进一步的，所述牵引电机采用直线电机。

进一步的，所述头车的主牵引控制模块通过双路can总线与设每个车厢内的子牵引控制模块、车载运控模块、无线通信模连接。

进一步的，所述车载储能模块采用电容、电池或电容和电池的混合模块，用于在出现供电故障时对所述车载牵引传动系统进行供电。

进一步的，所述车载牵引传动系统还包括：

受流器、高速直流断路器以及逆变器，车载牵引传动系统工作时，直流电源经受流器、高速直流断路器引入逆变器，所述逆变器用于产生电压与频率可调的对称三相交流电向所述牵引电机供电。

进一步的，所述主牵引控制模块包括：

dsp控制板、can通信单元、浮点运算单元、制动控制器以及速度位置传感器，所述can通信单元、浮点运算单元、制动控制器以及速度位置传感器分别与所述dsp控制板连接。

进一步的，所述运输车设有车轮；

所述速度位置传感器与所述运输车的车轮同轴安装。

进一步的，所述主牵引控制系统还包括：

所述速度位置传感器采用拨叉式光电编码型。

进一步的，所述地面牵引驱动系统还包括：

通信接口，所述通信接口与所述主牵引控制模块连接；

所述通信接口采用rs232接口或usb接口。

进一步的，所述碳刷的宽度与所述接触网的网线配合成之字。

本发明采用以上技术方案，能够达到的有益效果包括：

本申请提出一种拖曳式受流直线电机驱动的管轨运输牵引驱动系统，采用拖曳式受流，增加拖曳装置，为列车供电，减少传统滑动接触的磨损、碳积、接触火花以及不安全裸露导体问题，本申请采用拖曳式受流，更好的实现弓网结合，保证碳刷与回流网线之间的接触，从而保证良好的供电电流和回流电流的传输，适用于城市内小型管轨运输系统，降低了运输成本，还可以大大提高物流配送速度和运行效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的主牵控制系统结构示意图；

图2为本发明提供的受流器与接触网的配合结构示意图；

图3为本发明提供的受流器位于车旁的结构示意图；

图4为本发明提供的远程综合测试控制平台结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

下面结合附图介绍本申请实施例中提供的一个具体的牵引驱动系统。

如图1所示，本申请实施例中提供的牵引驱动系统包括，包括：运输车，所述运输车包括头车、多个车厢、牵引电机、车载牵引传动系统、拖曳式受流系统以及监控系统，所述车头、多个车厢依次连接；

所述拖曳式受流系统包括：受流器、接触网以及车载储能模块，所述受流器设置在所述接触网上方，所述受流器设有碳刷，所述受流器通过碳刷与所述接触网之间滑动接触进行受流向所述车载牵引传动系统供电，并将多余的电能存储至所述车载储能模块，所述车载储能模块用于在出现供电故障时对所述车载牵引传动系统进行供电；

所述车载牵引传动系统包括：设置在头车的主牵引控制模块、设置在每个车厢的子牵引控制模块、车载运控模块、以及无线通信模块，所述车载运控模块、子牵引控制模块、无线通信模块分别与所述主牵引控制模块连接；

所述牵引电机用于对所述运输车提供动力；

所述监控系统包括：远程监控平台、本地监控平台；所述远程监控平台用于监控所述驱动系统的故障信息和实时状态信息，所述本地监控平台用于提供通信接口与外界终端进行数据交互。

主牵引控制模块中包括主牵引控制器。

如图2所示，所述碳刷的宽度与所述接触网的网线配合成之字

牵引驱动系统的工作原理为：本申请采用的供电方式为拖曳式受流，具体的，如图3所示，所述受流器处于车轮旁侧，本申请通过受流器设置在上，接触网设置在下的机械安装模式，调整了受流器与接触网的空间位置，巧妙的利用了受流器自身的重量去调整受流器碳刷与接触网的压力，保证受流器与接触网的适度磨合，从而保证受流器的受流连续性，达到了弓网结合的效果。同时，如图2所示，受流器的碳刷的宽度与接触网线的之字形配合，保证碳刷与受流器的磨合在一个平面，而不是点接触，从而可以延长碳刷寿命，防止对碳刷的某点进行过度消耗。本申请通过碳刷与接触网的接触，向所述车载牵引传动系统供电，同时将多余的电能存储至所述车载储能模块，，将列车缓慢驶出。本申请通过拖曳式受流，提供给管轨运输系统进行货物的运输，适用于各种恶劣环境，全自动智能无人驾驶，发车间隔小，可以极大地减少城市环境污染，降低运输的成本，还可以大大提高物流配送速度和运行效率，改善人们的生活质量，产生巨大的社会经济意义。主牵引控制模块控制所述运输车的牵引力、速度、位置和运行时间，牵引电机用于对所述运输车提供动力。

除此之外，对于受流器本身来说，可以通过采用不同的材料与制作工艺，可以对线路面产生相应的正压力，合理调节正压力可以使受流器完全抵住线路又不至于产生较大的摩擦。本申请通过受流器设置在上，接触网设置在下的机械安装模式，调整了受流器与接触网的空间位置，巧妙的利用了受流器自身的重量去调整受流器碳刷与接触网的压力，保证受流器与接触网的适度磨合，从而保证受流器的受流连续性。

其中，本申请中的牵引电机采用直线电机。

具体的，本申请监控系统主要由远程监控平台、本地监控平台组成。远程监控平台主要应用于牵引控制系统的远程综合测试控制，远程监控平台可实现远程采集并实时显示车载牵引及相关子系统的实时状态信息，如电机牵引力、电流、车辆位置及各系统通信状态等。并且通过分析车辆运行状态远程发送车辆运行控制指令并实时更新车载牵引系统控制参数，同时具备车辆牵引特性仿真计算功能。本申请提供的监控平台作为新型管轨运输综合监控系统的一个组成部分，提供了丰富的外部接口。

本申请能够完成车辆速度和相对位置的监测和计算，在接收到运行设定命令后，根据相应控制算法控制逆变器的开关状态，进而完成车辆的位置、速度和牵引力的闭环控制，实现车辆无人驾驶牵引运行；根据运组系统设定时间计划，对列车运行速度曲线进行在线实时计算，在位置闭环基础上完成时间闭环控制，完成车辆级安全防护功能，如列车的超速，电机的过温防护等，且本申请还具有不同等级故障导向处理功能，在其他子系统故障的情况下，保证列车的运行安全，完成牵引传动系统的信息检测、故障诊断及信息上传，完成与其他子系统的数据通讯、管理和存储。

一些实施例中，所述头车的主牵引控制模块通过双路can总线与设每个车厢内的子牵引控制模块、车载运控模块、无线通信模连接。

优选的，所述车载储能模块采用电容、电池或电容和电池的混合模块，用于在出现供电故障时对所述车载牵引传动系统进行供电。

一些实施例中，所述车载牵引传动系统还包括：

受流器、高速直流断路器以及逆变器，车载牵引传动系统工作时，直流电源经受流器、高速直流断路器引入逆变器，所述逆变器用于产生电压与频率可调的对称三相交流电向所述牵引电机供电。

具体的，主牵引控制系统通过车辆can总线与列车其他子系统相连，完成车辆的牵引力、速度、位置闭环控制以及牵引系统故障保护和诊断等任务。牵引变流器需要实现的功能为：接收主牵引控制器的指令信号，实现直线电机的电流闭环控制；接收装料门和卸料门的限位开关的信号，并反馈回主牵；控制两路制动器的工作，并将制动状态反馈回主牵。

其中车载储能模块可以采用电容、电池或混合型电容电池等。

一些实施例中，所述主牵引控制模块包括：

dsp控制板、can通信单元、浮点运算单元、制动控制器以及速度位置传感器，所述can通信单元、浮点运算单元、制动控制器以及速度位置传感器分别与所述dsp控制板连接。

具体的，本申请利用rs232或usb接口实现与地面牵引控制系统的数据交互，而地面控制系统与主牵引控制模块的数据交互则由无线传输通道完成。

一些实施例中，所述运输车设有车轮；

所述速度位置传感器采用拨叉式光电编码型；

所述速度位置传感器与所述运输车的车轮同轴安装。

优选的，如图4所示，所述地面牵引驱动系统还包括：

通信接口，所述通信接口与所述牵引控制模块连接；

所述通信接口采用rs232接口或usb接口。

监控系统可采用pc端，pc端通过rs232接口或usb接口与地面牵引控制模块连接，地面牵引控制模块与车载牵引控制模块之间无线连接。

综上所述，本发明提供一种基于拖曳式受流直线电机驱动的管轨运输牵引驱动系统，采用拖曳式受流，增加拖曳装置，为列车供电，减少传统滑动接触的磨损、碳积、接触火花以及不安全裸露导体问题，通过运用将受流器本身的重力作为受流器与接触网间的压力，更好的实现弓网结合，保证碳刷与回流网线之间的接触，从而保证良好的供电电流和回流电流的传输，适用于城市内小型管轨运输系统，降低了运输成本，还可以大大提高物流配送速度和运行效率。

可以理解的是，上述提供的方法实施例与上述的牵引驱动系统实施例对应，相应的具体内容可以相互参考，在此不再赘述。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的牵引驱动系统。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令牵引驱动系统的制造品，该指令牵引驱动系统实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。