動(dòng)車組控制系統(tǒng)認(rèn)識(shí)-動(dòng)車組控制系統(tǒng)組成

項(xiàng)目一動(dòng)車組控制系統(tǒng)整體認(rèn)識(shí)/CONTENTS目錄動(dòng)車組牽引與制動(dòng)的控制過程三列車信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)成四牽引變流器的控制五動(dòng)車組控制系統(tǒng)的構(gòu)成任務(wù)二三、動(dòng)車組牽引與制動(dòng)的控制過程方向指令牽引工況指令牽引級(jí)位指令恒速指令前進(jìn)/后進(jìn)，控制牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制列車恒速運(yùn)行牽引電機(jī)工作于電動(dòng)機(jī)工況1-10級(jí)位，對(duì)應(yīng)不同功率等級(jí)的牽引特性由司機(jī)操作司機(jī)主控制器發(fā)出，主要包括：牽引指令三、動(dòng)車組牽引與制動(dòng)的控制過程再生制動(dòng)指令常用制動(dòng)級(jí)位指令快速制動(dòng)指令緊急制動(dòng)指令優(yōu)先再生制動(dòng)，牽引電機(jī)工作于發(fā)電機(jī)工況通過貫通線發(fā)出，可操作，或保護(hù)時(shí)動(dòng)作。1-7級(jí)位，對(duì)應(yīng)不同減速度等級(jí)的制動(dòng)特性通過貫通線發(fā)出，可操作，或保護(hù)時(shí)動(dòng)作由司機(jī)操作司機(jī)制動(dòng)控制器，主要包括：制動(dòng)指令三、動(dòng)車組牽引與制動(dòng)的控制過程整個(gè)列車的牽引與制動(dòng)是通過每個(gè)車輛單元來實(shí)現(xiàn)的，以1輛動(dòng)車為例。由司機(jī)室發(fā)出牽引指令（方向、牽引工況、牽引級(jí)位）通過中央裝置傳送至列車級(jí)網(wǎng)絡(luò)車輛終端裝置接收來自列車網(wǎng)絡(luò)的指令然后傳遞給本車的牽引變流器的計(jì)算機(jī)控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)牽引變流器、牽引電機(jī)的控制。車輛信息終端裝置的相關(guān)鏈接及指令的傳遞三、動(dòng)車組牽引與制動(dòng)的控制過程車輛信息終端裝置的相關(guān)鏈接及指令的傳遞三、動(dòng)車組牽引與制動(dòng)的控制過程車輛信息終端裝置的相關(guān)鏈接及指令的傳遞由司機(jī)室發(fā)出的制動(dòng)指令（再生制動(dòng)工況、制動(dòng)級(jí)位）通過中央裝置傳送至終端裝置，終端裝置將制動(dòng)指令傳送到本車的制動(dòng)控制單元（BCU)BCU向牽引變流器發(fā)出再生制動(dòng)模式指令，優(yōu)先實(shí)施再生制動(dòng)同時(shí)牽引變流器將再生信息反饋到BCU當(dāng)BCU檢測(cè)到再生制動(dòng)力不足時(shí)，向空氣制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出指令，補(bǔ)充空氣制動(dòng)。此時(shí)牽引電機(jī)工作于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，在制動(dòng)列車的同時(shí)將制動(dòng)能量回饋電網(wǎng)。三、動(dòng)車組牽引與制動(dòng)的控制過程車輛信息終端裝置的相關(guān)鏈接及指令的傳遞同時(shí)還要檢測(cè)故障并進(jìn)行故障保護(hù)將故障信息反饋終端再通過列車級(jí)網(wǎng)絡(luò)反饋到司機(jī)室中央裝置在顯示屏上顯示并指導(dǎo)處理故障列車級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)列車級(jí)網(wǎng)絡(luò)由中央裝置、終端裝置、列車信息顯示器、顯示控制裝置、IC卡讀寫裝置及乘客信息顯示器等設(shè)備構(gòu)成，其網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在列車上配置見表1-7所示。動(dòng)車組列車級(jí)網(wǎng)絡(luò)一般有兩種類型。其一為光纖環(huán)網(wǎng)，連接所有中央裝置與終端裝置，采用ANSI/ATA-878.1（ARCNET）協(xié)議。其二為自我診斷傳輸網(wǎng)，以總線方式連接中央裝置與終端裝置，采用HDLC作為數(shù)據(jù)交換協(xié)議。見圖1-8所示。四、列車信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)成列車級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)四、列車信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)成列車級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)四、列車信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)成車輛級(jí)網(wǎng)絡(luò)指中央裝置/終端裝置與車廂內(nèi)設(shè)備之間信息交換的通道。中央裝置/終端裝置與設(shè)備之間采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方式，牽引變流器（CI）、制動(dòng)控制單元（BCU）與終端裝置采用光纖連接，其它設(shè)備與中央裝置、終端裝置采用電流環(huán)方式連接。BCU/CI裝置配置見表四、列車信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)成車輛編號(hào)T1c-1M2-2M1-3T2-4T1K-5M2-6M1S-7T2C-8中央裝置11終端裝置11111111列車信息顯示器212顯示控制裝置212IC卡讀寫裝置22列車級(jí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置四、列車信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)成BCU/CI裝置配置T1c-1M2-2M1-3T2-4T1K-5M2-6M1S-7T2C-8中央裝置終端裝置終端裝置終端裝置終端裝置終端裝置終端裝置終端裝置終端裝置中央裝置BCUCICRH2型動(dòng)車組每輛車的一臺(tái)牽引變流器由一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制器進(jìn)行控制，如圖1-9所示?？刂朴?jì)算機(jī)除了具有通用計(jì)算機(jī)所具有的CPU、存儲(chǔ)器等外，重要的是要通過相關(guān)接口來解決信號(hào)的輸入與輸出問題，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)控制。五、牽引變流器的控制五、牽引變流器的控制五、牽引變流器的控制計(jì)算機(jī)控制器要進(jìn)行控制就必須通過各種傳感器進(jìn)行檢測(cè)，形成閉環(huán)控制，達(dá)到最佳的控制精度；同時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與保護(hù)。檢測(cè)環(huán)節(jié)主要包括單相交流電流檢測(cè)：電流傳感器ACCT中間直流電壓檢測(cè)：DCPT1、DCPT2接地故障電流檢測(cè)：GCT檢測(cè)五、牽引變流器的控制檢測(cè)五、牽引變流器的控制檢測(cè)三相電流檢測(cè)：

CTU、CTV、CTW牽引電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)：各臺(tái)牽引電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)速傳感器控制計(jì)算機(jī)控制器對(duì)牽引變流器的脈沖整流器和牽引逆變器進(jìn)行控制，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)迅速進(jìn)行保護(hù)。五、牽引變流器的控制檢測(cè)三相電流檢測(cè)：

CTU、CTV、CTW牽引電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)：各臺(tái)牽引電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)速傳感器控制計(jì)算機(jī)控制器對(duì)牽引變流器的脈沖整流器和牽引逆變器進(jìn)行控制，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)迅速進(jìn)行保護(hù)。五、牽引變流器的控制控制脈沖整流器控制：完成整流/再生的四象限變流控制牽引逆變器控制：完成變頻變壓的控制過壓保護(hù)控制：直流電壓過壓時(shí)，觸發(fā)晶閘管進(jìn)行放電過流、超壓/欠壓、接地保護(hù)控制：過電流、超電壓/欠電壓、接地時(shí)，進(jìn)行封鎖脈沖、停機(jī)保護(hù)。項(xiàng)目一動(dòng)車組控制系統(tǒng)整體認(rèn)識(shí)/CONTENTS目錄電力牽引控制技術(shù)特點(diǎn)一動(dòng)車組控制系統(tǒng)的基本原理二動(dòng)車組控制系統(tǒng)構(gòu)成任務(wù)二請(qǐng)解釋以下代號(hào)：ACOCR1,2APUBMNARｆ

ARfKATCBRB運(yùn)非RBatK1,2CIBM1～3一、電力牽引控制技術(shù)特點(diǎn)電力牽引控制系統(tǒng)是以牽引電動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象由于牽引功率等級(jí)要求較高，因此一般牽引電機(jī)的電壓等級(jí)和電流等級(jí)很大，無法直接進(jìn)行控制所以目前基本都采用電力電子變流裝置來實(shí)現(xiàn)對(duì)牽引電機(jī)的控制電力控制系統(tǒng)組成圖一、電力牽引控制技術(shù)特點(diǎn)電力控制系統(tǒng)組成圖一、電力牽引控制技術(shù)特點(diǎn)根據(jù)司機(jī)的給定量和檢測(cè)到的被控量進(jìn)行比較，形成偏差控制信號(hào)，經(jīng)過控制系統(tǒng)去控制電力電子變流裝置的輸出信號(hào)，既控制牽引電機(jī)的輸入信號(hào)，從而達(dá)到控制被控量的目的。為達(dá)到調(diào)速和提高牽引性能的目的，其中牽引電機(jī)的被控量主要是電機(jī)轉(zhuǎn)速、電機(jī)電壓、電機(jī)電流、電機(jī)功率及電機(jī)勵(lì)磁電流等。一、電力牽引控制技術(shù)特點(diǎn)在電力牽引系統(tǒng)中，牽引電動(dòng)機(jī)通過變流裝置進(jìn)行供電，變流裝置實(shí)際上是整個(gè)系統(tǒng)的電能變換電路。“”電力牽引控制系統(tǒng)經(jīng)歷了三個(gè)階段的發(fā)展歷史。一、電力牽引控制技術(shù)特點(diǎn)早期的電力牽引控制系統(tǒng)為繼電器控制系統(tǒng)，主要借助繼電器和接觸器等開關(guān)電器實(shí)現(xiàn)機(jī)車的啟動(dòng)、停車及調(diào)速。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了以集成電路特別是運(yùn)算放大器組成的模擬控制系統(tǒng)。但是由模擬電路組成的調(diào)節(jié)器，其校正參數(shù)不易調(diào)節(jié)，一經(jīng)確定就不易改變，所以模擬控制系統(tǒng)對(duì)不同類型的機(jī)車適用性較差，一種型號(hào)的機(jī)車必須重新設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。一、電力牽引控制技術(shù)特點(diǎn)目前隨著高速鐵路的發(fā)展，在高速動(dòng)車組中，機(jī)車中微處理器越來越多，用來實(shí)現(xiàn)機(jī)車運(yùn)行中牽引制動(dòng)特性的控制，故障檢測(cè)、保護(hù)、記錄與顯示等功能，分別完成不同層次的控制功能，構(gòu)成列車控制網(wǎng)絡(luò)。近代電子技術(shù)趨于成熟，特別是微處理器的出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)逐漸應(yīng)用于機(jī)車控制系統(tǒng)。動(dòng)車組控制電路是將控制牽引變流器、牽引變壓器、制動(dòng)裝置及輔助裝置的控制電器、信號(hào)裝置和控制電源連成一個(gè)電氣控制系統(tǒng)，并接收和傳遞列車網(wǎng)絡(luò)信息控制裝置的指令和狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)車組的操縱和控制。二、動(dòng)車組控制系統(tǒng)的基本原理二、動(dòng)車組控制系統(tǒng)的基本原理CRH2型動(dòng)車組為4M4T編組或者8M8T編組，時(shí)速200公里，CRH2C動(dòng)車組為6M2T編組，時(shí)速300公里。每輛動(dòng)車有1臺(tái)牽引變流器和4臺(tái)牽引電機(jī)由一個(gè)計(jì)算機(jī)控制器進(jìn)行控制，每輛車的制動(dòng)裝置有一個(gè)制動(dòng)控制單元（BCU)進(jìn)行控制，為了相互傳遞信息，完成協(xié)調(diào)統(tǒng)一的控制，構(gòu)成一種基于列車信息網(wǎng)絡(luò)的分布式控制系統(tǒng)。二、動(dòng)車組控制系統(tǒng)的基本原理CRH2型動(dòng)車組為4M4T編組或者8M8T編組，時(shí)速200公里，CRH2C動(dòng)車組為6M2T編組，時(shí)速300公里。每輛動(dòng)車有1臺(tái)牽引變流器和4臺(tái)牽引電機(jī)由一個(gè)計(jì)算機(jī)控制器進(jìn)行控制，每輛車的制動(dòng)裝置有一個(gè)制動(dòng)控制單元（BCU)進(jìn)行控制，為了