專利名稱：動力分散式動車組的輔助控制單元的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鐵路車輛供電系統(tǒng)的控制裝置，具體地說，涉及一種動力分散式 200km/h交流傳動動車組的輔助供電系統(tǒng)控制裝置。
背景技術：
200km/h速度等級的動車組中，輔助供電系統(tǒng)僅在動車配備。輔助供電系統(tǒng)從牽引系統(tǒng) 直流側獲取3200V-3600V等級直流電壓，通過輔助變換器為牽引冷卻設備、蓄電池充電機、 空調壓縮機以及其它中壓設備供電。輔助變換器分為兩級，第一級為可配置斬波器和高頻隔 離變換電路，將電壓降為590V直流；第二級為輔助逆變器，將電壓轉換為三相400V正弦電 壓。為了減少變換器損耗，同時采取了軟開關輔助電路，以上變換器電路都由IGBT構成。 為了實現(xiàn)控制功能和可靠運行，系統(tǒng)配備了電壓電流傳感器、IGBT表面溫度傳感器、磁性元 件熱繼電器以及其它輸入輸出接觸器。該供電系統(tǒng)電路拓撲的復雜性對控制設備的實時性、 準確性要求提高，控制設備必須完成輔助變換器運行狀態(tài)的管理和調節(jié)、各相關元件的保護 和故障處理、與列車網(wǎng)絡的通信及維護診斷等功能。但現(xiàn)有的輔助控制裝置都不能完全滿足 要求，這就需要一種實時性、準確性高的輔助控制裝置來完成輔助變換器運行狀態(tài)的管理和 調節(jié)、各相關元件的保護和故障處理、與列車網(wǎng)絡的通信及維護診斷等功能。

實用新型內容
本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有輔助控制裝置不能實時、準確地控制輔助變換器的不足， 提供了一種用于200km/h速度等級的動車組中實時性、可靠性和可維護性好的動力分散式動 車組的輔助控制單元。
本實用新型的技術方案為 一種動力分散式動車組的輔助控制單元(ACU)，所述的輔助 控制單元(ACU)通過傳感器與輔助功率變換器相連接，輔助控制單元(ACU)包括母板、 主處理器板、MVB網(wǎng)絡板和備用電源板，主處理器板分別與母板、MVB網(wǎng)絡板和備用電源板相連接，MVB網(wǎng)絡板與列車網(wǎng)絡(TCMS)相連接；所述的母板包括母板電源處理部分、 母板閉環(huán)調節(jié)接口部分和母板輸入輸出監(jiān)測部分；
優(yōu)選的是，所述的母板包括母板電源處理部分、母板閉環(huán)調節(jié)接口部分分別與輔助功率 變換器上的IGBT門極驅動電路和電壓/電流傳感器相連接；
優(yōu)選的是，所述的主處理器板上設置有主處理器和現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)，所述的 主處理器為浮點DSP處理器，浮點DSP處理器通過現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)與母板相連 接；
優(yōu)選的是，所述的母板還包括可視和維護接口部分，母板可視和維護接口部分通過RS232 接口與維護個人計算機相連接。
本實用新型的有益效果為:本實用新型通過浮點DSP處理器和現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA) 實現(xiàn)對輔助變換器地控制，并通過MVB網(wǎng)絡板實現(xiàn)與列車網(wǎng)絡的通信，且現(xiàn)場可編程門陣 列(FPGA)可根據(jù)不同需要進行改寫，控制靈活，實時性好，又通過設置的備用電源板可以 在系統(tǒng)掉電時，完成各種事件數(shù)據(jù)的保存，安全可靠；同時采用RS232串口實現(xiàn)數(shù)據(jù)下載和 維護。


附圖1為本實用新型具體實施例的結構示意圖； 附圖2為本實用新型具體實施例電路原理圖； 附圖3為本實用新型具體實施例的結構框圖。
具體實施方式
如圖1至3所示的具體實施例 一種動力分散式動車組的輔助控制單元(ACU)，所述的 輔助控制單元(ACU)通過傳感器與輔助功率變換器相連接，輔助控制單元(ACU)包括母 板l、主處理器板2、 MVB網(wǎng)絡板3和備用電源板4，主處理器板2分別與母板1、 MVB網(wǎng) 絡板3和備用電源板4相連接，MVB網(wǎng)絡板3與列車網(wǎng)絡(TCMS)相連接；所述的母板1 包括母板電源處理部分、母板閉環(huán)調節(jié)接口部分、母板輸入輸出監(jiān)測部分和母板可視和維護 接口部分，母板可視和維護接口部分通過RS232接口與維護個人計算機相連接；所述的母板包括母板電源處理部分、母板閉環(huán)調節(jié)接口部分分別與輔助功率變換器上的IGBT門極驅動
電路和電壓/電流傳感器相連接；所述的主處理器板2上設置有主處理器和現(xiàn)場可編程門陣 歹lJ(FPGA)，所述的主處理器為浮點DSP處理器，浮點DSP處理器通過現(xiàn)場可編程門陣 列(FPGA)與母板相連接。
工作時，上電后，母板1通過外部連接器供電，并采集傳感器模擬信號、開關量輸入信 號、IGBT反饋等信息，并通過板內連接器送至處理器板2由現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)完 成模數(shù)轉換和邏輯變換等操作，與此同時通過MVB網(wǎng)絡板3獲取列車網(wǎng)絡狀態(tài)；如果基于 處理器板2DSP的系統(tǒng)級軟件判斷外界輸入和網(wǎng)絡正常，則根據(jù)列車網(wǎng)絡指令進行各種控制 操作，如輔助斬波器、諧振軟開關、輔助逆變器等的閉環(huán)調節(jié)和驅動脈沖發(fā)送功能、輸出接 觸器動作等功能；如果傳感器、接觸器等發(fā)生故障時，該信息同樣由母板1采集，由現(xiàn)場可 編程門陣列(FPGA)做快速隔離等處理，然后由DSP軟件將故障信息通過MVB網(wǎng)絡板3 反饋至列車網(wǎng)絡。另外現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)還通過母板內的溫度檢測芯片來檢測ACU 控制設備本身的溫度狀態(tài)，通過實時時鐘芯片記錄時間用于事件記錄。備用電源板4可以在 系統(tǒng)掉電時維持3秒鐘供電，完成各種事件數(shù)據(jù)保存。設備運行狀況可以通過母板1外側的 指示燈觀測，并可利用Winscope通過母板1的RS232串口實現(xiàn)數(shù)據(jù)下載和維護。
權利要求1.一種動力分散式動車組的輔助控制單元，其特征在于所述的輔助控制單元通過傳感器與輔助功率變換器相連接，輔助控制單元包括母板、主處理器板、MVB網(wǎng)絡板和備用電源板，主處理器板分別與母板、MVB網(wǎng)絡板和備用電源板相連接，MVB網(wǎng)絡板與列車網(wǎng)絡(TCMS)相連接；所述的母板包括母板電源處理部分、母板閉環(huán)調節(jié)接口部分和母板輸入輸出監(jiān)測部分。
2. 如權利要求1所述的動力分散式動車組的輔助控制單元，其特征在于所述的母板包括母板電源處理部分、母板閉環(huán)調節(jié)接口部分分別與輔助功率變換器上的IGBT門極驅動電路和電壓/電流傳感器相連接。
3. 如權利要求1所述的動力分散式動車組的輔助控制單元，其特征在于所述的主處理器板上設置有主處理器和現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)，所述的主處理器為浮點DSP處理 器，浮點DSP處理器通過現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)與母板相連接。
4. 如權利要求1所述的動力分散式動車組的輔助控制單元，其特征在于所述的母板還包 括母板可視和維護接口部分，母板可視和維護接口部分通過RS232接口與維護個人計算 機相連接。
專利摘要本實用新型涉及一種動力分散式動車組的輔助控制單元，所述的輔助控制單元通過傳感器與輔助功率變換器相連接，輔助控制單元包括母板、主處理器板、MVB網(wǎng)絡板和備用電源板，主處理器板分別與母板、MVB網(wǎng)絡板和備用電源板相連接，MVB網(wǎng)絡板與列車網(wǎng)絡(TCMS)相連接；所述的母板包括母板電源處理部分、母板閉環(huán)調節(jié)接口部分和母板輸入輸出監(jiān)測部分。本實用新型通過浮點DSP處理器和FPGA實現(xiàn)對輔助變換器地控制，并通過MVB網(wǎng)絡板實現(xiàn)與列車網(wǎng)絡的通信，且FPGA可根據(jù)不同需要進行改寫，控制靈活，實時性好，又通過設置的備用電源板可以在系統(tǒng)掉電時，完成各種事件數(shù)據(jù)的保存，安全可靠。
文檔編號B60L1/00GK201276024SQ200820207928
公開日2009年7月22日 申請日期2008年8月25日 優(yōu)先權日2008年8月25日
發(fā)明者劉保明, 劉金柱, 孫國斌, 崔鳳釗, 張維國, 徐燕芬, 李國平, 鴻 林, 趙海波, 鄭恒亮, 郭秀偉, 陸嘯秋 申請人:鐵道部運輸局;長春軌道客車股份有限公司;青島四方車輛研究所有限公司