CN103144548A - 牵引控制单元及控制箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种牵引控制单元及控制箱。所述牵引控制单元包括电源模块、模拟信号处理模块、数字信号处理模块、中央处理模块和IGBT驱动及反馈模块。所述牵引控制箱包括箱体，所述箱体内设有所述的牵引控制单元，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；所述箱体上设有母板，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、维修方便等特点。

Description

牵引控制单元及控制箱

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；

图3为本发明提供的牵引控制箱实施例的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供的牵引控制单元第一个实施例。如图1所示，本实施例所述牵引控制单元包括：电源模块1、模拟信号处理模块8、数字信号处理模块506、中央处理模块310和IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)驱动及反馈模块211。所述数字信号处理模块506的控制指令接收端与所述中央处理模块310的控制指令输出端通信连接；所述中央处理模块310的信号接收端分别与所述模拟信号处理模块8和数字信号处理模块506的输出端通信连接；所述中央处理模块310的监测故障接入端与所述IGBT驱动及反馈模块211的反馈故障信号输出端通信连接；所述IGBT驱动及反馈模块211的驱动信号输入端与所述中央处理模块310的驱动信号输出端通信连接。其中，所述电源模块1用于为各模块提供工作电压。所述模拟信号处理模块8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310。所述数字信号处理模块506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310；以及接收所述中央处理模块310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310用于接收所述模拟信号处理模块8和所述数字信号处理模块506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。IGBT驱动及反馈模块211用于接收所述中央处理模块310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310的故障接入端。

本实施例所述的牵引控制单元其电路实现较为简单，实现了电力机车的交流牵引控制。

本发明提供的牵引控制单元的第二个实施例。如图2所示，本实施例基于实施例一，将实施例一中的所述模拟信号处理模块8分为两个子模块。本实施例中所述的模拟信号处理模块8包括第一模拟信号处理子模块81和第二模拟信号处理子模块82。第一模拟信号处理子模块81的处理结果输出端和所述第二模拟信号处理子模块82的处理结果输出端分别与所述中央处理模块310的接收端通信连接。其中，所述第一模拟信号处理子模块81用于采集牵引电路7的交流电接入端71的电流和电压信号，对采集到的信号进行处理并将处理后的信号输出至中央处理模块310。所述第二模拟信号处理子模块82用于接收牵引电路7的交流驱动输出端72的电流和电压信号，以及牵引电机的转速信号，对采集到的信号进行处理并将处理后的信号输出至中央处理模块310。其中，所述的牵引电路7的交流电接入端71的电流和电压信号包括交流电接入网端的电流和电压信号，以及经整流后的中间电压。

本实施例将模拟信号处理模块分为两个子模块，将各模块接收的数据区分开，使各模块具有特定的功能便于检查和维修，此外，还有助于缩短牵引控制单元的响应时间。

本发明提供的牵引控制单元的第三个实施例，本实施例在实施例二的基础上，将数字信号处理模块506分为两个子模块。如图2所示，本实施例中所述的数字信号处理模块506包括：数字信号输入子模块5和数字信号输出子模块6。所述数字信号输入子模块5的处理结果输出端与所述中央处理模块310的接收端通信连接，所述数字信号输出子模块6的控制指令接收端与所述中央处理模块310的控制指令输出端通信连接。其中，所述数字信号输入子模块5用于接收数字信号，对接收的数字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310。所述数字信号输出子模块6，用于接收所述中央处理模块310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。当然，本实施例也可基于实施例一。本实施例将数字信号处理模块细分为两个模块一个作为输出一个作为输入，使各模块功能更为单一便于检查和维修，并且将强电信号和弱点信号分开，增强了系统的抗干扰性能。

进一步地实施例，为提高牵引控制单元的控制效率，上述实施例二和实施例三中所述的中央处理模块310包括：第一中央处理子模块3和第二中央处理子模块10，如图2所示。所述第一中央处理子模块3的接收端分别与所述第一模拟信号处理子模块81和所述数字信号处理模块506的输出端通信连接，所述第一中央处理子模块3的驱动信号输出端与所述IGBT驱动及反馈模块211的驱动信号输入端通信连接，所述第一中央处理子模块3的监测故障接入端与所述IGBT驱动及反馈模块211反馈故障信号输出端通信连接。所述第二中央处理子模块10的接收端分别与所述第二模拟信号处理子模块82和所述数字信号处理模块506的输出端通信连接，所述第二中央处理子模块10的驱动信号输出端与所述IGBT驱动及反馈模块211的驱动信号输入端通信连接，所述第二中央处理子模块10的监测故障接入端与所述IGBT驱动及反馈模块211反馈故障信号输出端通信连接。其中，所述第一中央处理子模块3，用于接收所述第一模拟信号处理子模块81和所述数字信号处理模块506输出的信号，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。所述第二中央处理子模块10，用于接收所述第二模拟信号处理子模块82和所述数字信号处理模块506输出的信号，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。

如图2所示，交流电力机车的牵引电路包括整流电路、逆变电路和斩波电路；而这些电路都由IGBT作为功率输出器件，若统一对这些IGBT进行驱动或监测，就使得牵引控制单元的驱动与反馈模块变得复杂，对外接口也难以实现。为了能分别驱动并监测牵引电路中各部分电路中的IGBT，本实用新型提供基于上述实施例的进一步实施例，本实施例中所述的IGBT驱动及反馈模块211包括第一IGBT驱动及反馈子模块2和第二IGBT驱动及反馈子模块11。所述第一IGBT驱动及反馈子模块2的驱动信号接收端与所述第一中央处理子模块3的驱动信号输出端通信连接，所述第一IGBT驱动及反馈子模块2的反馈故障信号输出端与所述第一中央处理子模块3的监测故障接入端通信连接。所述第二IGBT驱动及反馈子模块11的驱动信号接收端与所述第二中央处理子模块10的驱动信号输出端通信连接，所述第二IGBT驱动及反馈子模块11的反馈故障信号输出端与所述第二中央处理子模块10的监测故障接入端通信连接。其中，所述第一IGBT驱动及反馈子模块2用于接收所述第一中央处理子模块3输出的驱动信号，对接收的驱动信号进行处理并输出至牵引电路的交流电接入网端电路中的第一IGBT驱动板，并实时监测该第一IGBT驱动板驱动的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第一中央处理模块3的故障接入端。所述第二IGBT驱动及反馈子模块11用于接收所述第二中央处理器10输出的驱动信号，对接收的驱动信号进行处理并输出至牵引电路输出端连接的逆变器中的第二IGBT驱动板，并实时监测该第二IGBT驱动板驱动的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第二中央处理模块10的故障接入端。其中，所述牵引电路的交流电接入网端电路包括整流电路，或还包括斩波电路。所述第一IGBT驱动及反馈子模块2和第二IGBT驱动及反馈子模块11均由PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)驱动电路和反馈电路构成，其中所述PWM驱动电路包括PWM发生器和驱动电路，如图2中所示。

进一步地，为简化电源模块以适应不同模块和驱动板的供电需求，上述各实施例中所述的电源模块包括：第一电源子模块和第二电源子模块。其中，所述第一电源子模块用于为各模块提供工作电压。所述第二电源子模块用于为各IGBT驱动板提供驱动电压。

再进一步地，为完善本发明提供的各实施例中所述的牵引控制单元的功能，上述各实施例中所述的牵引控制单元还包括：水温度传感器、电机温度传感器、水压传感器，或其中任意两种或三种的组合。模拟信号处理模块接收上述各传感器输出的信号，对接收的信号处理后输出至所述中央处理模块，中央处理模块依据接收的信号输出相应的控制指令，如显示控制指令或报警控制指令，以使与所述中央处理模块通信连接的显示屏或报警器显示相应的数据或发出报警提示。

再进一步地，上述各实施例中所述的牵引控制单元还包括用于网络协议转换的网关模块12，如图2所示。所述中央处理模块的第一中央处理子模块3和第二中央处理子模块10的数据通信输出端经CAN(Controller AreaNetwork，控制器局域网络)总线与所述网关模块12的数据接入端相连，所述网关模块12的数据输出端经MVB(Multifunction Vehicle Bus，多功能车辆总线)总线与外部设备相连。通过设置网关模块12可实现中央处理模块与外部设备的通信。

更进一步地，为方便牵引控制单元维护、检修和调试，上述各实施例中所述的牵引控制单元还包括维修接口模块4，如图2所示。所述维修接口模块4用于连接外接显示设备、数据下载设备或在调试设备。所述维修接口模块4与所述中央处理模块通信连接，如图所示，所述维修接口模块4分别与第一中央处理子模块3和第二中央处理子模块10通信连接。

下面结合本发明提供的实施例对本发明所述牵引控制单元的工作原理作详细说明。牵引控制单元工作原理是：

司机室给出牵引或制动等命令，数字信号处理模块对其处理后送入中央处理模块，中央处理模块对其进行判断后，将指令反馈回数字信号处理模块，数字信号处理模块将反馈回的数字信号转换为外部设备执行操作所需的执行信号，以控制外部设备执行相应的操作，例如电源的接入或断开、接触器的吸合、风机的通断等。

司机室给出牵引命令后，牵引电路接入交流电经整流逆变后转换为三相驱动交流电以驱动电机机车运行。整个过程中，模拟信号处理模块对牵引电路接入网端的同步电流、同步电压和接地电流，以及交流驱动输出端的电流和电压等模拟信号进行采样。因同步电压具有高次谐波，要求模拟信号处理模块对其滤波处理，同时处理完的波形与实际网压波形要求同步，以满足四象限整流的需要。模拟信号处理模块将采集到的信号处理完成后送入中央处理模块。中央处理模块在接收到模拟信号处理模块输出的信号后首先对该信号进行判断，判断该信号是否为错误信号，若是中央处理模块停止向IGBT驱动及反馈模块发出驱动脉冲；否则，中央处理模块向IGBT驱动及反馈模块发出驱动脉冲以驱动相应IGBT工作。IGBT驱动及反馈模块驱动相应的IGBT工作同时还实时监测IGBT的工作状态。若被监测的IGBT处于非正常工作状态，所述IGBT驱动及反馈模块将该故障信号进行锁存，并直接封锁中央处理模块发出的驱动脉冲。同时中央处理模块也会实时监测其故障接入端是否有故障信号输入，若有中央处理模块会停止向所述IGBT驱动及反馈模块输出驱动信号，以保护牵引电路中各IGBT。同时，模拟信号处理模块还会采集牵引电机的转速并对采集到的转速信号进行处理，处理后送入所述中央处理模块。中央处理模块接收到信号后首先对该信号进行判断，判断该信号是否为错误信号，若是，中央处理模块停止向IGBT驱动及反馈模块发出驱动脉冲；否则，中央处理模块向IGBT驱动及反馈模块发出对应的驱动脉冲以驱动相应IGBT工作来控制电力机车运行速度及牵引功率。其中，中央处理模块停止向IGBT驱动及反馈模块发出驱动脉冲的功能实现可通过软件设计，也可通过硬件电路的设计来实现，当然也可以同时使用以起到双重保护的目的。

电力机车在特殊情况下运行有可能引起中间电压波动较大，严重时会使中间电压过压，导致电力机车停车。其中，如图1所示，中间电压为经整流电路整流后输出的电压。为了避免这种情况发生，如图1所示牵引电路中设置了斩波功能，即在整流电路和逆变电路之间设置一个斩波电路。模拟信号处理模块实时采集经整流电路后输出的中间电压并对其进行处理，处理后输出至所述中央处理模块。中央处理模块根据接收到的中间电压判断是否对中间电压进行斩波。如果中间电压高于设定值，中央处理模块发斩波驱动脉冲，通过IGBT驱动与反馈模块处理后驱动斩波IGBT工作，将能量消耗到斩波电阻上，平稳中间电压。如果斩波电流过大或IGBT驱动及反馈模块输出为故障状态，中央处理模块停止向所述IGBT驱动及反馈模块输出斩波驱动脉冲，以防止斩波电阻因瞬时能量过大而烧毁以及斩波IGBT因电流过大而损坏的现象发生。

如图3所示，本发明提供的牵引控制箱实施例的结构示意图。本实施例包括箱体20，所述箱体20内设有上述任一实施例中所述的牵引控制单元。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21上，所述牵引控制单元由至少一个所述子电路板21构成。所述箱体20上设有母板，各子电路板21与所述母板电性和/或通信连接。所述箱体20上设有用于插设所述子电路板21的插槽。所述子电路板21插入并固定在所述箱体20内。

进一步地，上述实施例中所述的箱体上还设有用于连接外部设备的接口，所述子电路板经该接口与所述外部设备连接。

再进一步地，上述各实施例中所述的牵引控制箱还包括维修接口板。所述维修接口板设置在所述母板上。

本发明提供的牵引控制箱的一具体实施例。如图3所示，牵引控制箱由便携式箱体20构成，采用可插拔的结构方式。箱体20上设有用于固定的支架。箱体20的对外低压电气接口安装在支架上，箱体20内设有插槽用于安装子电路板。该箱体20内总共安装有16块子电路板，其中14块子电路板位于箱体内部，另外2块为母板和维修接口板固定在箱体的一侧。维修接口板位于母板上，箱体20内14块子电路板由母板提供连接关系，子电路板的一端通过F48连接器与母板连接，子电路板的另一端也通过F48连接器与外部低压电气端口连接。这14块子电路板构成了牵引控制单元。这14块子电路板包括：4块电源子电路板，3块模拟信号处理子电路板，2块数字信号处理子电路板，2块中央处理子电路板，1块网关子电路板，2块IGBT驱动及反馈子电路板。其中：4块电源子电路板中，1块用于箱体内部子电路板供电，2块用于IGBT驱动板供电，还有1块用于外部传感器供电。3块模拟信号处理子电路板中，1块上设有第一模拟信号处理子模块用于采集和处理四象限信号；1块上设有第二模拟信号处理子模块用于采集和处理逆变器信号；还有1块上设有第三模拟信号处理子模块用于采集和处理斩波电流、水温、水压和/或电机温度等模拟信号，该第三模拟信号处理子模块的功能也可由前两块子电路板其中一个或两个来代替。2块数字信号处理子电路板中，1块上设有数字信号输入子模块用于数字信号的输入，并对输入的信号进行处理；1块上设有数字信号输出子模块用于数字信号的输出，对接收自所述中央处理模块输出的信号进行处理生成外部设备执行相应操作的执行信号，如小功率的机械触点继电器输出或大功率的MOSFET输出等等。2块中央处理子电路板中，1块上设有第一中央处理子模块用于处理四象限信号；1块上设有第二中央处理子模块用于处理逆变信号。2块IGBT驱动及反馈子电路板中，1块上设有第一IGBT驱动及反馈子模块用于处理四象限驱动与反馈，1块上设有第二IGBT驱动及反馈子模块用于逆变驱动与反馈。

本发明提供了一种牵引控制单元以及设有该牵引控制单元的控制箱，实现了电力机车的交流控制。依据本发明制造出的牵引控制单元满足目前国内交流电力机车牵引控制要求，可以实现交流电力机车220KM/H、单轴功率1600KW的运行工况。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (13)

1.一种牵引控制单元，其特征在于，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。

2.根据权利要求1所述的牵引控制单元，其特征在于，所述模拟信号处理模块包括第一模拟信号处理子模块和第二模拟信号处理子模块；其中，

所述第一模拟信号处理子模块，用于采集牵引电路的交流电接入端的电流和电压信号，对采集到的信号进行处理并将处理后的信号输出至中央处理模块；

所述第二模拟信号处理子模块，用于采集牵引电路的交流驱动输出端的电流和电压信号，以及牵引电机的转速信号，对采集到的信号进行处理并将处理后的信号输出至中央处理模块。

3.根据权利要求2所述的牵引控制单元，其特征在于，所述牵引电路的交流电接入端的电流和电压信号包括：交流电接入网端的电流和电压信号以及整流后的中间电压。

4.根据权利要求1、2或3所述的牵引控制单元，其特征在于，所述数字信号处理模块包括：数字信号输入子模块和数字信号输出子模块；其中，

所述数字信号输入子模块，用于接收数字信号，对接收的数字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；

所述数字信号输出子模块，用于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。

5.根据权利要求2所述的牵引控制单元，其特征在于，所述中央处理模块包括：第一中央处理子模块和第二中央处理子模块；其中，

所述第一中央处理子模块，用于接收所述第一模拟信号处理子模块和所述数字信号处理模块输出的信号，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；

所述第二中央处理子模块，用于接收所述第二模拟信号处理子模块和所述数字信号处理模块输出的信号，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。

6.根据权利要求5所述的牵引控制单元，其特征在于，所述IGBT驱动及反馈模块包括第一IGBT驱动及反馈子模块和第二IGBT驱动及反馈子模块；其中，

所述第一IGBT驱动及反馈子模块，用于接收所述第一中央处理子模块输出的驱动信号，对接收的驱动信号进行处理并输出至牵引电路的交流电接入网端电路中的第一IGBT驱动板，并实时监测该第一IGBT驱动板驱动的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第一中央处理模块的故障接入端；

所述第二IGBT驱动及反馈子模块，用于接收所述第二中央处理器输出的驱动信号，对接收的驱动信号进行处理并输出至牵引电路输出端连接的逆变器中的第二IGBT驱动板，并实时监测该第二IGBT驱动板驱动的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第二中央处理模块的故障接入端。

7.根据权利要求6所述的牵引控制单元，其特征在于，所述电源模块包括：第一电源子模块和第二电源子模块；其中，

所述第一电源子模块，用于为各模块提供工作电压；

所述第二电源子模块，用于为各IGBT驱动板提供驱动电压。

8.根据权利要求1所述的牵引控制单元，其特征在于，还包括：水温度传感器、电机温度传感器、水压传感器，或其中任意两种或三种的组合。

9.根据权利要求1所述的牵引控制单元，其特征在于，还包括：用于网络协议转换的网关模块，所述中央处理模块的数据通信输出端经CAN总线与所述网关模块的数据接入端相连，所述网关模块的数据输出端经MVB总线与外部设备相连。

10.根据权利要求1所述的牵引控制单元，其特征在于，还包括：维修接口模块，与所述中央处理模块通信连接，用于连接外接显示设备、数据下载设备和/或在调试设备。

11.一种牵引控制箱，包括箱体，其特征在于，所述箱体内设有上述权利要求1至10中任意一所述的牵引控制单元，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；所述箱体上设有母板，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。

12.根据权利要求11所述的牵引控制箱，其特征在于，所述箱体上还设有用于连接外部设备的接口，所述子电路板经该接口与所述外部设备连接。

13.根据权利要求11所述的牵引控制箱，其特征在于，还包括维修接口板，所述维修接口板设置在所述母板上。

Images