CN108749830A - 一种多轴轨道电动机车独立驱动同步控制系统 - Google Patents

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李祝君
褚福强
陈洪翔
杨孝磊
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Abstract

本发明涉及轨道机车驱动控制技术领域，尤其涉及一种多轴轨道电动机车独立驱动同步控制系统。包括一台控制器和至少两台用于驱动机车运行的牵引电机，每台牵引电机对应设置有一组驱动器和编码器，同组编码器和驱动器对应连接，编码器采集电机参数和车轴速度并反馈给驱动器，驱动器用于驱动电机运转；所述控制器通过总线方式与各驱动器通讯连接，各驱动器通过继电器开关电路与供电线路连接；控制器上设有人机接口，用于输入控制指令并显示电机运行状态。本发明可以实现机车在空载时单轴独立正常运行或停止，有利于降低能耗，达到节能的效果，也可实现负载时多轴同步控制的目的，本系统操作简单方便、安全高效，提高了运载效率。

Description

一种多轴轨道电动机车独立驱动同步控制系统
技术领域
本发明涉及轨道机车驱动控制技术领域，尤其涉及一种多轴轨道电动机车独立驱动同步控制系统。
背景技术
电动机车在大型矿山开采、化工企业、钢铁企业、森林倒运、港口码头等领域有广泛应用，一般是采用轨道机车实现牵引或者运载，但目前使用的电动机车大多是一个驱动轴带动整台机车运行，牵引动力不足。因此，考虑设置多个驱动轴，并单设驱动器独立驱动，但却面临无法同步控制的问题，若解决这些问题将给电动机车领域带来很大进步。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种多轴轨道电动机车独立驱动同步控制系统，为多轴机车各电机单独配置驱动器，实现独立驱动的同时，保证电机的同步运行。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种多轴轨道电动机车独立驱动同步控制系统，包括一台控制器和至少两台用于驱动机车运行的牵引电机，每台牵引电机对应设置有一组驱动器和编码器，同组编码器和驱动器对应连接，编码器采集电机参数和车轴速度并反馈给驱动器，驱动器用于驱动电机运转；所述控制器通过总线方式与各驱动器通讯连接，各驱动器通过继电器开关电路与供电线路连接；控制器上设有人机接口，用于输入控制指令并显示电机运行状态。本发明为机车上每个驱动轴的牵引电机单独配备驱动器，独立驱动，并利用一个控制器控制所有驱动器，利用编码器及其反馈电路实时采集电机运行参数及车轴运转速度，将其反馈给控制器，由控制器判断是否有偏差信号，并及时调整对驱动器的控制输入，从而实现所有电机的同步运转。
进一步，每组的驱动器和编码器集成在一起，编码器反馈的信息通过驱动器发送到控制器。
进一步，所述控制器采用DCS或PLV集成控制系统。牵引电机采用永磁无刷直流电机。所述控制器通过RS485或CAN总线与各驱动器通讯连接。
进一步，所述驱动器采用扭矩变频驱动器，优选德弗斯DS10高精度矢量型电动车专用驱动器。该驱动器内置PG卡，通过驱动器闭环矢量或转矩控制，可与编码器构成闭环式速度控制系统，达到精确的速度或位置控制。该驱动器还自带CAN通讯总线端口，能更快、更稳定的与上位机通讯。
HMI(Human Machine Interface)即人机接口，也叫人机界面，是系统和驾驶员之间进行交互和信息交换的媒介，是实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。控制器上设置有人机接口，通过人机接口展示系统状态，向系统输入控制指令，实现对系统的控制。人机接口可以是触摸显示屏的形式，也可以是普通显示屏和按键相结合的方式，均可完成上述功能。
本发明在采用轨道电动机车牵引或运载时，可以实现机车在空载时单轴独立正常运行或停止，有利于降低能耗，达到节能的效果，也可实现负载时多轴同步控制的目的，本系统操作简单方便、安全高效，提高了运载效率。
附图说明
图1是本发明实施例的电路接线原理图；
图2是本发明实施例的控制原理框图；
图中，1、控制器，2、驱动器，3、编码器，4、直流电机，5、CAN总线，6、电源。
具体实施方式
下面以四轴机车为例对本发明进行详细说明。
一种四轴轨道电动机车独立驱动同步控制系统，如图所示，包括一台控制器1和对应机车各轴设置的四台永磁无刷直流电机4，每台直流电机4均对应设置有一个驱动器2和一个编码器3。每个驱动器2均通过一个继电器开关电路与直流供电线路连接，继电器开关电路由断路器和继电器组成。控制器1配备有显示屏，显示屏可以为触摸显示屏或者普通按键显示屏，作为人机接口，用于输入控制指令、显示状态参数信息以及完成参数确认。本发明还可配备遥控器，在车下通过遥控器控制机车运行。所述控制器1采用PLV集成控制系统，所述驱动器采用德弗斯DS10扭矩变频驱动器，控制器1通过CAN总线5与各驱动器2通讯连接，向各驱动器发送控制指令，控制其运转。同一台牵引电机的编码器与驱动器集成一起，并且内部有通信接口，每个编码器实时采集运行过程中各牵引电机的电流、电压参数以及所对应车轴旋转的速度，转换为电信号，反馈给驱动器，经驱动器和CAN总线传输给控制器。控制器通过CAN总线接收驱动器发来的电机运行信号、状态信号、位置或速度信号等，依最优控制算法处理数据，在存在偏差时及时调整对电机的控制信号，协调控制多台电机的同步运行。

Claims (5)

1.一种多轴轨道电动机车独立驱动同步控制系统，其特征在于：包括一台控制器和至少两台用于驱动机车运行的牵引电机，每台牵引电机对应设置有一组驱动器和编码器，同组编码器和驱动器对应连接，编码器采集电机参数和车轴速度并反馈给驱动器，驱动器用于驱动电机运转；所述控制器通过总线方式与各驱动器通讯连接，各驱动器通过继电器开关电路与供电线路连接；控制器上设有人机接口，用于输入控制指令并显示电机运行状态。
2.根据权利要求1所述的多轴轨道电动机车独立驱动同步控制系统，其特征在于：每组的驱动器和编码器集成在一起，编码器反馈的信息通过驱动器发送到控制器。
3.根据权利要求1所述的多轴轨道电动机车独立驱动同步控制系统，其特征在于：所述控制器采用DCS或PLV集成控制系统。
4.根据权利要求1所述的多轴轨道电动机车独立驱动同步控制系统，其特征在于：所述控制器通过RS485或CAN总线与各驱动器通讯连接。
5.根据权利要求1所述的多轴轨道电动机车独立驱动同步控制系统，其特征在于：所述驱动器采用扭矩变频驱动器。
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