[发明专利]牵引控制单元及控制箱

说明书

技术领域

本发明涉及电力机车牵引控制技术，尤其涉及一种牵引控制单元及控制箱。

背景技术

近几年随着国民经济的快速发展，国家对于铁路行业的建设也逐年加大力度，铁路行业迅猛发展。现阶段以北车集团和南车集团为代表的国内机车龙头企业已经具备了设计和生产各类型电力机车的能力，但在交流电力机车控制的核心部分还处于相对落后的阶段，主要依赖于国外生产商，诸如动车CRH系列，货车HXD系列都是依靠技术引进与国外生产商联合设计的产品，控制的核心部件牵引控制单元由国外生产商提供。目前国外有能力设计及生产交流电力机车牵引控制单元的知名厂家主要有德国西门子、日本川崎重工、法国阿尔斯通、加拿大庞巴迪等。为了打破国外企业对于该领域垄断的局面，这就要求我们生产出拥有自主知识产权的交流电力机车牵引控制单元。

中国电力机车的研制开始于1958年，至90年代末期，先后研发出韶山1～韶山9共9类及其衍生出的电力机车产品。该系类的电力机车为中国铁路的发展做出了巨大贡献，目前韶山系列电力机车仍然驰骋在祖国大地，继续发挥着光和热。但随着科技技术的不断进步，韶山系列电力机车在技术上已经处于相对落后的阶段，其最大的软肋就是采用交直控制，属于直流电力机车范畴。目前国际主流电力机车采用交直交控制，就是通常意义上的交流电力机车，交流电力机车牵引功率大、功率因数高、谐波干扰少、具有优异的牵引和制动运动特性、粘着利用和防空转性能好、主电路简单等，在制造、性能、功能，体积、重量、成本、维护及可靠性等方面都要优于直流电力机车，国内之所以迟迟没能在电力机车上应用，主要是控制比较困难。

国内目前具备完全自主知识产权的电力机车主要是韶山系列直流电力机车，与目前国际主流交流电力机车相比，直流电力机车在牵引、制动及其他方面都存在很大的差距，必将逐渐退出历史舞台。本世纪初至今，国内开始了交流电力机车的研发，但由于起步晚、底子薄，交流电力机车的研发举步维艰，为了加快推进交流电力机车的发展，铁道部走出了一条技术引进、消化吸收、再创新的路子。近几年，动车CRH系列，货车HXD系列交流电力机车基本上已经替代了韶山系列直流电力机车，但控制的核心部分牵引控制单元技术仍然没有完全掌握。

发明内容

本发明提供一种牵引控制单元及控制箱，以实现电力机车的交流牵引控制。

本发明一方面提供的牵引控制单元，包括：

电源模块，用于为各模块提供工作电压；

模拟信号处理模块，用于采集模拟信号，对采集的信号进行处理并将处理后的信号输出至中央处理模块；

数字信号处理模块，用于接收数字信号，对接收的信号进行处理并将处理后的信号输出至所述中央处理模块；以及接收所述中央处理模块输出的控制指令并将该控制指令转换为外部设备执行操作所需的执行信号；

所述中央处理模块，用于接收所述模拟信号处理模块和所述数字信号处理模块输出的信号，并依据接收的信号输出相应的驱动信号或控制指令；以及实时监测故障接入端，当所述故障接入端有故障信号输入时停止输出驱动信号；以及，

IGBT驱动及反馈模块，用于接收所述中央处理模块输出的驱动信号，对接收的信号进行处理并将处理后的信号输出至IGBT驱动板；以及实时监测IGBT的工作状态，当所述IGBT处于异常工作状态时反馈故障信号至所述中央处理模块的故障接入端。

本发明另一方面提供的牵引控制箱，包括箱体，所述箱体内设有上述牵引控制单元，所述牵引控制单元中的一个或多个模块设置在一个子电路板上，所述牵引控制单元由至少一个所述子电路板构成；所述箱体内设有母板，各子电路板与所述母板电性和/或通信连接；所述箱体内设有用于插设所述子电路板的插槽，所述子电路板插入并固定在所述箱体内。

本发明一个方面的技术效果是：本发明提供的牵引控制单元实现了电力机车的交流牵引控制，具有牵引功率大、功率因数高、谐波干扰少、优异的牵引和制动运动特性、粘着利用和防空转性能好等优点；此外，在制造、性能、功能，体积、重量、成本、维护及可靠性等方面都要优于直流电力机车。本发明提供的牵引控制单元可以完全替代国外进口的交流电力机车牵引控制单元，具有很强的实用价值和经济效益。

本发明另一方面的技术效果是：本发明所述结构的牵引控制箱具有易组装、易拆卸，维修方便等特点。

附图说明

图1为本发明提供的牵引控制单元第一个实施例的结构示意图；

图2为本发明提供的牵引控制单元第二个实施例的结构示意图；