電力機(jī)車的伺服驅(qū)動(dòng)器及其驅(qū)動(dòng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力控制領(lǐng)域，尤其涉及一種電力機(jī)車的伺服驅(qū)動(dòng)器及其驅(qū)動(dòng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，電力機(jī)車需要入庫進(jìn)行調(diào)度或者維修，在未入庫前，一般由外部高壓接觸網(wǎng)給電力機(jī)車供電，驅(qū)動(dòng)電力機(jī)車前進(jìn)。但是在電力機(jī)車入庫后，并沒有高壓接觸網(wǎng)給電力機(jī)車供電，為了使電力機(jī)車入庫或出庫，現(xiàn)有的做法有兩種，第一種是使用以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力源的小車將電力機(jī)車牽引入庫或者牽引出庫；第二種是采用以蓄電池為動(dòng)力源的小車將電力機(jī)車牽引入庫或者牽引出庫。上述兩種方法的不足之處在于，當(dāng)該牽引小車對當(dāng)前電力機(jī)車進(jìn)行了牽引入庫后，如果要對當(dāng)前電力機(jī)車進(jìn)行牽引出庫，該牽引小車需要調(diào)換方向，以及當(dāng)該牽引小車對當(dāng)前電力機(jī)車進(jìn)行牽引入庫或者牽引出庫后，如果要對不同軌道上的下一個(gè)電力機(jī)車進(jìn)行牽引，該牽引小車需要調(diào)換軌道。故該利用牽引小車進(jìn)行牽引的方法在實(shí)際應(yīng)用中使用不便，存在著一定的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種電力機(jī)車的伺服驅(qū)動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)方法，使電力機(jī)車能準(zhǔn)確、快速、方便的入庫和出庫。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明在第一方面提供了一種電力機(jī)車的伺服驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，包括:
[0005]逆變模塊，用于將蓄電池的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓；
[0006]電流傳感器，用于采集電機(jī)負(fù)載的電流信號；
[0007]處理器，用于接收電流信號，并根據(jù)電流信號調(diào)整脈沖寬度調(diào)制PWM模塊輸出的PWM信號；
[0008]矢量控制模塊根據(jù)PWM信號控制逆變模塊門電路的導(dǎo)通邏輯，生成控制交流電，并將控制交流電輸出給電力機(jī)車電機(jī)。優(yōu)選地，還包括可控硅模塊，連接于電力機(jī)車的蓄電池，用作無觸點(diǎn)開關(guān)，用于接通或切斷所述蓄電池與伺服驅(qū)動(dòng)器的連接。
[0009]優(yōu)選地，還包括AD轉(zhuǎn)換器，用于接收電機(jī)負(fù)載的電流信號，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出。
[0010]優(yōu)選地，還包括制動(dòng)模塊，當(dāng)電機(jī)制動(dòng)時(shí)，電機(jī)會對伺服驅(qū)動(dòng)器反向發(fā)電，當(dāng)電壓高于一定值后，制動(dòng)模塊內(nèi)的電阻開通，釋放多余能量以保護(hù)所述驅(qū)動(dòng)器。
[0011]優(yōu)選地，還包括高壓接觸器，用于隔離所述電力機(jī)車上的車載變頻器與伺服驅(qū)動(dòng)器。
[0012]優(yōu)選地，還包括電源模塊，所述電源模塊支持的電壓范圍為:60V-140V。
[0013]優(yōu)選地，還包括報(bào)警系統(tǒng)，用于監(jiān)控供電電源的電壓，當(dāng)供電電壓超過60V-140V范圍時(shí)，發(fā)出警報(bào)，保護(hù)伺服驅(qū)動(dòng)器。
[0014]優(yōu)選地，處理器還用于接收電力機(jī)車上的編碼器發(fā)送的反饋信號。
[0015]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明在第二方面提供了一種電力機(jī)車的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，所述方法包括:
[0016]將蓄電池的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓；
[0017]采集電機(jī)負(fù)載的電流信號；
[0018]根據(jù)電流信號，調(diào)整PWM信號；
[0019]根據(jù)PWM信號生成控制交流電，并將控制交流電輸出給電力機(jī)車電機(jī)組。
[0020]本發(fā)明提供的伺服驅(qū)動(dòng)器具有低速、大扭矩的輸出特點(diǎn)，牽引力大，運(yùn)行更平穩(wěn)；運(yùn)行速度可設(shè)置，柔性啟停車，大大減小了沖擊力；伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部動(dòng)力電路采用了可控硅穩(wěn)流技術(shù)，蓄電池開始給伺服驅(qū)動(dòng)器加電時(shí)，無火花，且可以帶載切斷電源，極大的提高了伺服驅(qū)動(dòng)器的異常保護(hù)性能。且該電力機(jī)車的牽引方法，具有電機(jī)機(jī)車上蓄電池直接供電的特點(diǎn)，免除了伺服驅(qū)動(dòng)器外部配電裝置；而且電源電壓報(bào)警門限值可任意設(shè)置，利于保護(hù)蓄電池。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的伺服驅(qū)動(dòng)器的原理框圖；
[0022]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的驅(qū)動(dòng)方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0024]在第一方面，本發(fā)明提供了一種電力機(jī)車的伺服驅(qū)動(dòng)器，圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的伺服驅(qū)動(dòng)器的原理框圖，由圖1所示，該伺服驅(qū)動(dòng)器包括:逆變模塊103、矢量控制模塊
105、電流傳感器108、處理器110及脈沖寬度調(diào)制(PulseWidth Modulat1n，PWM)模塊
106。
[0025]逆變模塊103，用于將蓄電池101的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓，即，將蓄電池101的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，以供伺服驅(qū)動(dòng)器工作。其中，蓄電池可以是蓄電池組?？蛇x地，該伺服驅(qū)動(dòng)器在逆變模塊之前還包括可控硅模塊102，連接于電力機(jī)車的蓄電池101，用作無觸點(diǎn)開關(guān)，用于接通或切斷蓄電池101與伺服驅(qū)動(dòng)器的連接。電力機(jī)車上的蓄電池101開始供電，經(jīng)可控硅模塊102穩(wěn)流處理后，蓄電池101所供給的電的加載到伺服驅(qū)動(dòng)器上。因伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部動(dòng)力電路采用了可控硅穩(wěn)流技術(shù)，蓄電池101的電源加載到伺服驅(qū)動(dòng)器上時(shí)，避免了火花的產(chǎn)生，同時(shí)，在電力機(jī)車工作過程中，還可以帶載切斷電源，極大的提高了伺服驅(qū)動(dòng)器的異常保護(hù)性能。
[0026]電流傳感器108，用于采集電機(jī)負(fù)載的電流信號。具體地，電流傳感器108采集電機(jī)負(fù)載的電流信號，并將其傳送給處理器110。
[0027]可選地，該伺服驅(qū)動(dòng)器還包括AD轉(zhuǎn)換器109，用于接收電流傳感器108采集的電機(jī)負(fù)載的電流信號，并將該電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后發(fā)送給處理器110進(jìn)行處理。
[0028]處理器110，用于接收電流信號，并根據(jù)電流信號調(diào)整PWM模塊輸出的PWM信號。
[0029]具體地，處理器110接收電流傳感器108輸出的電流信號，并根據(jù)該電流信號計(jì)算出此時(shí)電機(jī)的輸出扭矩。另外，處理器110還需要根據(jù)電力機(jī)車實(shí)際運(yùn)行需要生成一個(gè)控制指令，其中，控制指令包括如何控制電機(jī)的勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流，換句話，也就是控制指令包括了電力機(jī)車電機(jī)的扭矩和轉(zhuǎn)速信息。處理器110根據(jù)此時(shí)電力機(jī)車的扭矩與控制指令之間的差異來調(diào)整PWM模塊106輸出的PWM信號，即，處理器110接收電流信號，并根據(jù)電流信號與控制指令之間的差異來調(diào)整PWM模塊106輸出的PWM信號。
[0030]可選地，處理器110還可以接收AD轉(zhuǎn)換器109輸出的數(shù)字信號，根據(jù)該數(shù)字信號計(jì)算出此時(shí)電機(jī)的輸出扭矩。處理器110接收數(shù)字信號，并根據(jù)數(shù)字信號與控制指令之間的差異來調(diào)整PWM模塊106輸出的PWM信號。
[0031]可選的，處理器110還用于接收電力機(jī)車上的編碼器發(fā)送的反饋信號。并根據(jù)反饋信號與控制指令之間的差異來調(diào)整PWM模塊106輸出的PWM信號。
[0032]具體的，電力機(jī)車的電機(jī)上安裝有編碼器，用于采集反饋信號，并將該反饋信號發(fā)送給處理器110。其中，反饋信號可以包括:電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動(dòng)方向、角度等方面的信息。處理器110接收電流信號和編碼器的反饋信號，并根據(jù)電流信號及反饋信號與控制指令之間的差異來調(diào)整PWM模塊106輸出的PWM信號。
[0033]進(jìn)一步可選的，處理器110還可以接收AD轉(zhuǎn)換器109輸出的數(shù)字信號，根據(jù)該數(shù)字信號計(jì)算出此時(shí)電機(jī)的輸出扭矩。處理器110接收數(shù)字信號和編碼器的反饋信號，并根據(jù)數(shù)字信號及反饋信號與控制指令之間的差異來調(diào)整PWM模塊106輸出的PWM信號。
[0034]矢量控制模塊105，用于根據(jù)PWM信號控制逆變模塊門電路的導(dǎo)通邏輯，生成控制交流電，并將控制交流電輸出給電力機(jī)車電機(jī)，控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0035]具體地，矢量控制模塊105接收經(jīng)逆變模塊102逆變得到的交流電壓和調(diào)整后的PWM信號，根據(jù)接收到的PWM信號控制逆變模塊102門電路的導(dǎo)通邏輯生成控制交流電，并將控制交流電輸出給電力機(jī)車的電機(jī)，控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，使電力機(jī)車完成入庫或出庫。其中，電機(jī)可以是電機(jī)組。控制交流電可以包括勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流方面的信息，換句話，也就是控制交流電可以包括電力機(jī)車電機(jī)的扭矩和轉(zhuǎn)速信息。
[0036]可選地，該伺服驅(qū)動(dòng)器還包括電源模塊107，電源模塊107控制整個(gè)電路的直流逆變過程，并給整個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器供電。支持的直流輸入電壓范圍為:60V-140V。
[0037]進(jìn)一步可選地，該伺服驅(qū)動(dòng)器還包括報(bào)警系統(tǒng)，用于監(jiān)控供電電源的電壓，當(dāng)供電電壓超過60V-140V范圍時(shí)，發(fā)出警報(bào)，保護(hù)伺服驅(qū)動(dòng)器。需要說明的是，報(bào)警系統(tǒng)的電源電壓報(bào)警門限值可任意設(shè)置，有利于保護(hù)蓄電池。
[0038]可選地，該伺服驅(qū)動(dòng)器還包括制動(dòng)模塊104，當(dāng)電機(jī)制動(dòng)時(shí)，電機(jī)會對伺服驅(qū)動(dòng)器反向發(fā)電，當(dāng)電壓高于一定值后，制動(dòng)模塊104內(nèi)的電阻開通，釋放多余能量，以保護(hù)伺服驅(qū)動(dòng)器。
[0039]可選地，該伺服驅(qū)動(dòng)器還包括高壓接觸器，用于由高壓線供