CN207133636U - 一种永磁高铁伺服控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种永磁高铁伺服控制系统，它包括数字控制模块以及功率驱动模块，数字控制模块包括处理器、与处理器通信口连接的上位机以及键盘及显示单元，功率驱动模块包括整流单元、与整流单元输出端连接的滤波单元，与滤波单元输出端连接的逆变单元，以及与逆变单元输出端连接的电机，处理器的数据口分别与光耦隔离单元、光电编码单元连接。采用上述结构，本实用新型提供一种伺服控制系统，它能进一步提升对永磁高铁牵引电机控制的快速性和定位精确度。
Description
技术领域
本实用新型属于电子设备领域，尤其是用于永磁高铁的伺服控制系统。
背景技术
牵引传动系统是轨道交通车辆实现机电能量转换的核心单元，而牵引电机则是牵引传动系统中的核心部件。因此，牵引电机的性能在一定程度上决定了轨道交通车辆的动力品质、稳定等性能。目前随着我国新研发永磁高铁不断深入，已经在CRH380A列车已经装配，今后也将会不断应用在更多的高铁机车上。由于永磁高铁运行速度高，对其牵引电机的控制器也提出更高要求。
为了保证永磁高铁安全稳定的运行，防止意外事故的发生，就必须要对其快速、准确的定位以及控制。
发明内容
本实用新型针对现有永磁高铁控制器还有进一步提升控制精度的空间，本实用新型提供一种伺服控制系统，它能进一步提升对永磁高铁牵引电机控制的快速性和定位精确度。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种永磁高铁伺服控制系统，它包括数字控制模块以及功率驱动模块，数字控制模块包括处理器、与处理器通信口连接的上位机以及键盘及显示单元，功率驱动模块包括整流单元、与整流单元输出端连接的滤波单元，与滤波单元输出端连接的逆变单元，以及与逆变单元输出端连接的电机，处理器的的数据口分别与光耦隔离单元、光电编码单元连接。
它包括故障保护模块以及信号检测模块，故障保护模块包括电流电压温度保护模块以及电流保护模块，信号检测模块包括电流电压温度检测模块以及电流检测模块，故障保护模块的输出端与处理器的数据口连接，故障保护模块的输入端与信号检测模块的输出端连接，信号检测模块的输入端与功率驱动模块连接。
采用上述结构，首先电网电能接入到功率驱动模块再由信号检测模块对电流电压等进行检测，再把检测到的信息送到数字控制模块中通过DSP芯片的处理，输出一系列指令到功率驱动模块，再把电能传输到牵引电机，同时信号检测模块与故障保护模块相连，实时对比检测到的信号，实施一系列的保护动作。
本实用新型能适用于永磁高铁，并可以极大的提升控制系统对牵引电机的控制的快速性和准确性，有效的保证高速运行时高铁运行的安全。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
图1为本实用新型总体结构图；
图2为本实用新型中整流滤波逆变单元电路的电路图；
图3为本实用新型中电流检测单元的电路图；
图4为本实用新型中电压检测单元的电路图；
图5是本实用新型中光耦隔离单元电路的电路图；
图6是本实用新型中过流过压保护单元电路的电路图；
图7是本实用新型中过温保护电路的电路图。
具体实施方式
如图1所示，一种永磁高铁伺服控制系统，它包括数字控制模块16以及功率驱动模块1，数字控制模块16包括处理器17、与处理器17通信口连接的上位机15以及键盘及显示单元18，功率驱动模块1包括整流单元2、与整流单元2输出端连接的滤波单元3，与滤波单元3输出端连接的逆变单元5，以及与逆变单元5输出端连接的电机6，处理器17的的数据口分别与光耦隔离单元13、光电编码单元14连接。
它包括故障保护模块4以及信号检测模块7，故障保护模块4包括电流电压温度保护模块8以及电流保护模块9，信号检测模块7包括电流电压温度检测模块10以及电流检测模块11，故障保护模块4的输出端与处理器12的数据口连接，故障保护模块4的输入端与信号检测模块7的输出端连接，信号检测模块7的输入端与功率驱动模块1连接。
具体的，处理器17可选用DSP芯片，数字信号处理器DSP芯片选用型号为TMS320F2812；逆变单元5采用三菱公司生产的PM100RLA060型号的芯片；光耦隔离器件13型号为SFH6345；整流单元采用KBPC5010整流模块，电流检测单元7选用霍尔传感器型号为CSNE151-100。
交流电首先进入整流单元将220V交流电压转化为直流电压，然后经过滤波得到较稳定的直流电压源，再由逆变单元将直流逆变为三相交流电，光耦隔离单元是为了防止该模块中的强电信号对弱电信号造成干扰，制动单元可以防止当电机制动时，由于惯性的作用，会产生大量的机械能转化为电能，产生的电能会迅速的储存到电解电容当中，导致整个主功率回路中产生较大的电压，高电压有可能使整个主功率电路道到破坏，辅助电源单元为其他各个单元供电。（辅助电源单元选用LH20-10C0512-04电源芯片）
所述的数字信号处理器DSP芯片选用型号为TMS320F2812，该型号的DSP是专为数字及运动控制领域开发设计的。它采用哈佛总线结构，这使得TMS320F2812的数据吞吐率比采用冯诺依曼结构的普通微处理器提高了近一倍，制作工艺采用高性能的CMOS技术，其主频最高可达150MHZ，同时支持多种工作模式，接口丰富，功耗低。
采用上述结构，使用时，首先电网电能接入到功率驱动模块再由信号检测模块对电流电压等进行检测，再把检测到的信息送到数字控制模块中通过DSP芯片的处理，输出一系列指令到功率驱动模块，再把电能传输到牵引电机，同时信号检测模块与故障保护模块相连，实时对比检测到的信号，实施一系列的保护动作。
本实用新型能适用于永磁高铁，并可以极大的提升控制系统对牵引电机的控制的快速性和准确性，有效的保证高速运行时高铁运行的安全。
Claims (2)
1.一种永磁高铁伺服控制系统，其特征在于：它包括数字控制模块（16）以及功率驱动模块（1），数字控制模块（16）包括处理器（17）、与处理器（17）通信口连接的上位机（15）以及键盘及显示单元（18），功率驱动模块（1）包括整流单元（2）、与整流单元（2）输出端连接的滤波单元（3），与滤波单元（3）输出端连接的逆变单元（5），以及与逆变单元（5）输出端连接的电机（6），处理器（17）的的数据口分别与光耦隔离单元（13）、光电编码单元（14）连接。
2.根据权利要求1所述的一种永磁高铁伺服控制系统，其特征在于：它包括故障保护模块（4）以及信号检测模块（7），故障保护模块（4）包括电流电压温度保护模块（8）以及电流保护模块（9），信号检测模块（7）包括电流电压温度检测模块（10）以及电流检测模块（11），故障保护模块（4）的输出端与处理器（12）的数据口连接，故障保护模块（4）的输入端与信号检测模块（7）的输出端连接，信号检测模块（7）的输入端与功率驱动模块（1）连接。
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