CN210608980U - 用于轨道车辆电子门的驱动装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于轨道车辆电子门的驱动装置。驱动装置包括：电机，用于驱动电子门的开合；控制器，用于生成电脉冲信号；第一驱动电路，控制器和电机通过第一驱动电路连接，第一驱动电路用于根据电脉冲信号驱动电机运行；第二驱动电路，控制器和电机还通过第二驱动电路连接，第二驱动电路用于根据电脉冲信号驱动电机运行。通过上述技术方案，用于轨道车辆电子门的驱动装置采用单电机两通道冗余控制方式来驱动电子门。第一驱动电路和第二驱动电路相互独立、互不关联，两部分可以单独工作而互不影响。正常可以仅使用第一驱动电路来驱动电子门，若第一驱动电路异常，则通过第二驱动电路能够保证轨道车辆电子门的正常工作，具有较高的可靠性。

Description

用于轨道车辆电子门的驱动装置

技术领域

本公开涉及轨道车辆领域，具体地，涉及一种用于轨道车辆电子门的驱动装置。

背景技术

随着城市、城际轨道交通的快速发展，列车门及站台屏蔽门系统已经成为轨道交通设备中不可或缺的一部分。该系统除了具备最基本的保障乘客安全乘车的功能外，还可以减少列车内部或站台区与轨行区之间冷热气流的交换，降低系统运营能耗，节约运营成本。

早期常用的列车门主要为气动门，目前，电动门作为一种新型车门逐渐得到了广泛的应用。例如，南京康尼公司设计的微动塞拉门电子门，又如，尹盼春受南京熊猫机电仪技术有限公司委托设计的地铁屏蔽门控制系统。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种安全、可靠的用于轨道车辆电子门的驱动装置。

为了实现上述目的，本公开提供一种用于轨道车辆电子门的驱动装置，所述驱动装置包括：

电机，用于驱动所述电子门的开合；

控制器，用于生成电脉冲信号；

第一驱动电路，所述控制器和所述电机通过所述第一驱动电路连接，所述第一驱动电路用于根据所述电脉冲信号驱动所述电机运行；

第二驱动电路，所述控制器和所述电机还通过所述第二驱动电路连接，所述第二驱动电路用于根据所述电脉冲信号驱动所述电机运行。

可选地，所述第一驱动电路包括：第一电机驱动器，与所述控制器连接，用于根据所述电脉冲信号生成第一电机控制信号；第一逆变器，所述第一电机驱动器通过所述第一逆变器与所述电机连接，所述第一逆变器用于将所述第一电机控制信号进行逆变后输入所述电机。

可选地，所述第一电机驱动器为隔离型电机驱动器，所述电机为三相异步电机，所述第一逆变器为三相逆变桥。

可选地，所述驱动装置还包括：电压采集器，与所述控制器连接，用于将所述电机的电机母线电压转换后输入所述控制器，以使所述控制器根据转换后的电压生成所述电脉冲信号。

可选地，所述第一驱动电路还包括：第一过流保护器，分别与所述第一逆变器和所述控制器二者连接，用于检测流经所述第一逆变器的电流，并将是否过流的判断结果输入所述控制器。

可选地，所述第一驱动电路还包括：第一温度传感器，与所述控制器连接，用于采集所述第一驱动电路中的温度，并传输至所述控制器。

可选地，所述第二驱动电路包括：第二电机驱动器，与所述控制器连接，用于根据所述电脉冲信号生成第二电机控制信号；第二逆变器，所述第二电机驱动器通过所述第二逆变器与所述电机连接，所述第二逆变器用于将所述第二电机控制信号进行逆变后输入所述电机。

可选地，所述第二电机驱动器为隔离型电机驱动器，所述电机为三相异步电机，所述第二逆变器为三相逆变桥。

可选地，所述第二驱动电路还包括：第二过流保护器，分别与所述第二逆变器和所述控制器二者连接，用于检测流经所述第二逆变器的电流，并将是否过流的判断结果输入所述控制器。

可选地，所述第二驱动电路还包括：第二温度传感器，与所述控制器连接，用于采集所述第二驱动电路中的温度，并传输至所述控制器。

可选地，所述电机为三相异步电机，所述驱动装置还包括：霍尔电流传感器，与所述控制器连接，用于采集所述电机的线圈位置，并传输至所述控制器。

通过上述技术方案，用于轨道车辆电子门的驱动装置采用单电机两通道冗余控制方式来驱动电子门。第一驱动电路和第二驱动电路相互独立、互不关联，两部分可以单独工作而互不影响。正常可以仅使用第一驱动电路来驱动电子门，若第一驱动电路异常，则通过第二驱动电路能够保证轨道车辆电子门的正常工作，具有较高的可靠性。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是一示例性实施例提供的驱动装置的结构框图；

图2是另一示例性实施例提供的驱动装置的结构框图；

图3是一示例性实施例提供的电机信号示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

现有的轨道车辆中，电子门(包括列车门及站台屏蔽门)的控制均采取一控一驱的方式。当电机的驱动电路出现故障后，对电子门的控器只能导向安全侧，此时无法继续驱动电机，只能通过人工的方式将故障门隔离出车辆系统，列车才能恢复运行，同时故障门无法继续使用，该过程会降低列车的运营效率。因此，发明人想到，可以采用采取一控两驱的架构，即一个CPU分别控制两个硬件完全独立的驱动电路来操作电机运行。这样，其中一个驱动电路为冗余配置，在保证安全的同时，加强列车的运营效率。

图1是一示例性实施例提供的驱动装置的结构框图。如图1所示，驱动装置包括电机、控制器、第一驱动电路和第二驱动电路。

电机与轨道车辆的电子门连接，用于驱动电子门的开合。控制器用于生成电脉冲信号。控制器和电机通过第一驱动电路连接，第一驱动电路用于根据电脉冲信号驱动电机运行。控制器和电机还通过第二驱动电路连接，第二驱动电路用于根据电脉冲信号驱动电机运行。

相比于相关技术中一个控制器一个驱动电路的驱动装置，本方案中的驱动装置采用一个控制器和两个驱动电路。这两个驱动电路硬件上完全互相独立，都连接在控制器和电机之间。控制器可以单独通过第一驱动电路驱动电机，也可以单独通过第二驱动电路驱动电机。

通过上述技术方案，用于轨道车辆电子门的驱动装置采用单电机两通道冗余控制方式来驱动电子门。第一驱动电路和第二驱动电路相互独立、互不关联，两部分可以单独工作而互不影响。正常可以仅使用第一驱动电路来驱动电子门，若第一驱动电路异常，则通过第二驱动电路能够保证轨道车辆电子门的正常工作，具有较高的可靠性。

在控制器中，可以设置相应的切换程序，使得控制器的输出方向能够在第一驱动电路和第二驱动电路中进行切换。或者，也可以通过手动的方式，进行输出方向的切换。

其中，第一驱动电路和第二驱动电路可以包括完全相同的硬件器件，也可以包括不同的硬器件。图2是另一示例性实施例提供的驱动装置的结构框图。如图2所示，在该实施例中，第一驱动电路可以包括第一电机驱动器和第一逆变器。

第一电机驱动器与控制器连接，用于根据电脉冲信号生成第一电机控制信号。电机可以为无刷直流电机，第一电机驱动器通过第一逆变器与电机连接，第一逆变器用于将第一电机控制信号进行逆变后输入电机。

第一电机驱动器可以为隔离型电机驱动器，例如，光栅隔离型电机驱动器。利用隔离型电机驱动器，可以将高低电压进行隔离，避免耦合的影响。

电机可以为三相异步电机，第一逆变器可以为三相逆变桥。

此外，驱动装置还可以包括电压采集器。

电压采集器与控制器连接，用于将电机的电机母线电压转换后输入控制器，以使控制器根据转换后的电压生成电脉冲信号。

例如，电压采集器可以将电机母线电压采集后，经过电压分压网络、差分运算等运算方法，输出给控制器内部的模数转换器(Analog-to-DigitalConverter，ADC)，控制器逻辑处理后换算成电机母线电压值。控制器可以将该电机母线电压值代入内置的驱动算法中，得到电脉冲信号。

另外，电压采集器可以是隔离型的，隔离型的电压采集器能够将母线的高压和控制器端的低压进行隔离，避免耦合影响，烧坏控制器芯片，增强了可靠性。

除第一电机驱动器和第一逆变器之外，第一驱动电路还可以包括第一过流保护器。

第一过流保护器分别与第一逆变器和控制器二者连接，用于检测流经第一逆变器的电流，并将是否过流的判断结果输入控制器。第一过流保护器中可以集成有电流检测器，用于检测三相电机中每一相的电流(第一逆变器的电流可以认为对应于三相电机中每一相的电流)，以用于对电机的电流进行闭环控制。并且，当电流过大时，可以判定为过流故障。上述的闭环控制以及判断过流故障的方法为常用方法，故在此不再赘述。

具体地，第一过流保护器可以与第一逆变器连接，检测第一逆变器中的电流，也就是流经电机的电流。第一过流保护器可以将是否过流的判断结果发送给控制器，同时，第一过流保护器中集成的电流检测器可以单独连接控制器，将检测的电流发送给控制器，由控制器根据获取的电流独立进行过流判断，这样，通过在控制器和第一过流保护器二者中分别独立地进行过流保护的判断，通过将两个结果进行比对，更加增强了过流判断的准确性。

第一过流保护器和下文中的第二过流保护器都可以时隔离型的过流保护器，可以将高低电压进行隔离，避免耦合的影响。

第一驱动电路还可以包括第一温度传感器。

第一温度传感器与控制器连接，用于采集第一驱动电路中的温度，并传输至控制器。

第一温度传感器可以安装在第一电机驱动器和第一逆变器所在的电路板上，靠近第一电机驱动器和第一逆变器，其检测的温度被认为是第一驱动电路中的温度。当检测的温度大于预定的阈值时，可以认为温度超标，第一驱动电路发生了故障。

如图2所示，第二驱动电路可以包括第二电机驱动器和第二逆变器。

第二电机驱动器与控制器连接，用于根据电脉冲信号生成第二电机控制信号；电机可以为无刷直流电机，第二电机驱动器通过第二逆变器与电机连接，第二逆变器用于将第二电机控制信号进行逆变后输入电机。

第二电机驱动器可以为隔离型电机驱动器，例如，光栅隔离型电机驱动器。利用隔离型电机驱动器，可以将高低电压进行隔离，避免耦合的影响。

电机可以为三相异步电机，第二逆变器可以为三相逆变桥。

除第二电机驱动器和第二逆变器之外，第二驱动电路还可以包括第二过流保护器。

第二过流保护器分别与第二逆变器和控制器二者连接，用于检测流经第二逆变器的电流，并将是否过流的判断结果输入控制器。第二过流保护器中可以集成有电流检测器，用于检测三相电机中每一相的电流，以用于对电机的电流进行闭环控制。并且，当电流过大时，可以判定为过流故障。

具体地，第二过流保护器可以与第二逆变器连接，检测第二逆变器中的电流，也就是流经电机的电流。第二过流保护器可以将是否过流的判断结果发送给控制器，同时，第二过流保护器中集成的电流检测器可以单独连接控制器，将检测的电流发送给控制器，由控制器根据获取的电流独立进行过流判断，这样，通过在控制器和第二过流保护器二者中分别独立地进行过流保护的判断，通过将两个结果进行比对，更加增强了过流判断的准确性。

第二驱动电路还可以包括第二温度传感器。

第二温度传感器与控制器连接，用于采集第二驱动电路中的温度，并传输至控制器。

第二温度传感器可以安装在第二电机驱动器和第二逆变器所在的电路板上，靠近第二电机驱动器和第二逆变器，其检测的温度被认为是第二驱动电路中的温度。当检测的温度大于预定的阈值时，可以认为温度超标，第二驱动电路发生了故障。第一温度传感器和第二温度传感器可以是负温度系数(Negative Temperature Coefficient，NTC)传感器。

如上所述，电机可以为三相异步电机，此时，驱动装置还可以包括霍尔电流传感器。

霍尔电流传感器与控制器连接，用于采集电机的线圈位置，并传输至控制器。霍尔电流传感器可以和电机线圈一起集成在电机中。霍尔电流传感器可以将检测的电机的三相的位置传输至控制器，以使控制器对电机的三相的位置进行闭环控制。上述的闭环控制方法为常用方法，故在此不再赘述。

图3是一示例性实施例提供的电机信号示意图。如图3所示，电机为无刷直流电机，集成了霍尔电流传感器和电机线圈。霍尔电流传感器中分为三组，分别检测线圈的三相，可以输出第一霍尔A信号、第一霍尔B信号和第一霍尔C信号至控制器，作为第一电机驱动信号，也可以输出第二霍尔A信号、第二霍尔B信号和第二霍尔C信号至控制器，作为第二电机驱动信号。第一逆变器输出的第一U相驱动信号、第一V相驱动信号和第一W相驱动信号，可以传输至电机线圈，第二逆变器输出的第二U相驱动信号、第二V相驱动信号和第二W相驱动信号，也可以传输至电机线圈。

通过上述的硬件连接关系，将电子门控制器的两通道独立的输出接至同一个直流无刷电机三相控制线上，第一驱动电路的通道可以作为主系，第二驱动电路的通道可以作为备系。在正常情况下，控制器接收到外部开关门指令后控制两通道高级定时器输出PWM方波信号，同时开启第一驱动电路，但不开启第二驱动电路。电机在第一驱动电路的控制下正常工作，第二驱动电路作为硬件冗余。在第一驱动电路故障的情况下，控制器可以切断对第一驱动电路的控制，并且使得第二驱动电路接管电机。若此时故障消失，第二驱动电路的通道升级为主系继续工作，若故障继续存在，则关闭两个通道的输出并导向安全侧。

另外，也可以设置为双电机独立驱动的模式，两个电机分别对应于第一驱动电路和第二驱动电路，两个电机都可以用于驱动电子门，这样，如果其中一个电机故障，则切换为冗余电机，更加增强了轨道车辆的运营效率。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (11)

1.一种用于轨道车辆电子门的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置包括：

电机，用于驱动所述电子门的开合；

控制器，用于生成电脉冲信号；

第一驱动电路，所述控制器和所述电机通过所述第一驱动电路连接，所述第一驱动电路用于根据所述电脉冲信号驱动所述电机运行；

第二驱动电路，所述控制器和所述电机还通过所述第二驱动电路连接，所述第二驱动电路用于根据所述电脉冲信号驱动所述电机运行。

2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述第一驱动电路包括：

第一电机驱动器，与所述控制器连接，用于根据所述电脉冲信号生成第一电机控制信号；

第一逆变器，所述第一电机驱动器通过所述第一逆变器与所述电机连接，所述第一逆变器用于将所述第一电机控制信号进行逆变后输入所述电机。

3.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述第一电机驱动器为隔离型电机驱动器，所述电机为三相异步电机，所述第一逆变器为三相逆变桥。

4.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置还包括：

电压采集器，与所述控制器连接，用于将所述电机的电机母线电压转换后输入所述控制器，以使所述控制器根据转换后的电压生成所述电脉冲信号。

5.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述第一驱动电路还包括：

第一过流保护器，分别与所述第一逆变器和所述控制器二者连接，用于检测流经所述第一逆变器的电流，并将是否过流的判断结果输入所述控制器。

6.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述第一驱动电路还包括：

第一温度传感器，与所述控制器连接，用于采集所述第一驱动电路中的温度，并传输至所述控制器。

7.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述第二驱动电路包括：

第二电机驱动器，与所述控制器连接，用于根据所述电脉冲信号生成第二电机控制信号；

第二逆变器，所述第二电机驱动器通过所述第二逆变器与所述电机连接，所述第二逆变器用于将所述第二电机控制信号进行逆变后输入所述电机。

8.根据权利要求7所述的驱动装置，其特征在于，所述第二电机驱动器为隔离型电机驱动器，所述电机为三相异步电机，所述第二逆变器为三相逆变桥。

9.根据权利要求7所述的驱动装置，其特征在于，所述第二驱动电路还包括：

第二过流保护器，分别与所述第二逆变器和所述控制器二者连接，用于检测流经所述第二逆变器的电流，并将是否过流的判断结果输入所述控制器。

10.根据权利要求7所述的驱动装置，其特征在于，所述第二驱动电路还包括：

第二温度传感器，与所述控制器连接，用于采集所述第二驱动电路中的温度，并传输至所述控制器。

11.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述电机为三相异步电机，所述驱动装置还包括：

霍尔电流传感器，与所述控制器连接，用于采集所述电机的线圈位置，并传输至所述控制器。

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