[发明专利]一种基于电机驱动的高安全性制动控制单元

说明书

本发明公开了一种基于电机驱动的高安全性制动控制单元，包括电源板、主控板、驱动板及通信板，电源板负责将输入的110V电源转换为控制用的5V、15V和24V电源；主控板主要负责列车网络通信、列车制动力管理、本地制动力计算、速度采集、压力采集及将本架所需的制动力发给电机驱动板实施制动力控制；驱动板主要负责接收主控板制动指令、车辆紧急制动指令和远程缓解指令，驱动控制两根轴的电踏面施加或缓解制动力，驱动板的1轴电源和2轴电源以及相关的控制功能互为冗余，以确保制动功能的安全性，尤其是紧急制动功能的安全性；通信板主要负责大容量数据存储、数据下载及程序在线升级等功能。

技术领域

本发明涉及轨道交通列车制动控制技术，特别是一种基于电机驱动的高安全性制动控制单元。

背景技术

目前，轨道交通迅猛发展，对轨道车辆的需求越来越大，对轨道车辆制动系统的轻量化、绿色化、简洁化、安全性、可靠性、可用性、舒适性提出了更高要求。目前主要的制动系统厂商及研究机构，开展基于电机驱动的制动基础制动单元研究与开发，因此基于电机驱动的基础制动单元的高安全性制动控制技术研究迫在眉睫。

CN201710630041.2公开了一种高速列车制动力分配优化控制方法，涉及一种高速列车制动力分配优化控制系统，用于对各节列车应施加制动力进行协调控制；所述系统包括制动力分配优化控制模块，所述模块基于单节列车受力模型获取粘着重力FNi，还包括用于获取列车粘着力约束条件Fμ的比较器和乘法器、制动力分配优化控制单元和制动力再分配及其优化单元；所述方法包括粘着重力的计算，列车粘着力约束条件的确定，电制动优先的制动力优化控制算法，制动力再分配方法及其优化算法。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于电机驱动的高安全性制动控制单元，采用控制电机的方式驱动基础制动单元，具有系统响应快、结构简洁、重量轻、绿色节能等特点，设计过程中充分考虑冗余设计及故障安全导向设计，以提升了制动系统容错运行的能力，提高制动系统的可靠性、安全性。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种基于电机驱动基础制动的高安全性制动控制单元，包括电源板、主控板、驱动板及通信板，外部DC110V电源经驱动板后进入电源板，所述电源板负责将输入电源进行隔离变换后转换为其余电路板用的5V、15V、24V电源；所述主控板负责列车及板间通信、速度信号采集、压力信号采集，实现制动力计算，及将所需制动力实时发给驱动板实施制动；所述通信板负责与列车以太网及主控板交互和接收车辆制动指令并传递给主控板。

所述电源板将两路DC110V电源进行隔离变换后输出多路电源，为其他电路板供电；两路电源转换电路相互独立。

所述驱动板设有两个DSP处理器，DSP1和DSP2分别控制2根轴的2个电机械踏面单元，一轴的DSP1和二轴的DSP2互相监视生命信号，当任一个DSP运行异常时，另一个DSP接管控制2根轴的4个电机械踏面。

所述主控板采集紧急制动信号进行制动力计算，同时DSP1和DSP2均进行紧急制动信号采集，任何一个采集到紧急制动指令均会控制电机输出紧急制动力。

设有2路冗余的110V供电，在任一110V失电的情况保证两轴的紧急制动正常施加。