CN211342360U - 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：第一电机，用于驱动第一电子门的开合；第二电机，用于驱动第二电子门的开合；控制器，用于生成电脉冲信号；第一驱动电路，控制器和第一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第一电机运行；第二驱动电路，控制器和第二电机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第二电机运行，其中，控制器包括安全回路继电器，安全回路继电器与第一电子门的安全回路、第二电子门的安全回路串联连接。这样，节省了车载电子门驱动装置的占用空间，简化了施工配线，规模扩展灵活，易于进行故障处理，降低了物料成本，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：

第一电机，用于驱动第一电子门的开合；

第二电机，用于驱动第二电子门的开合；

控制器，用于生成电脉冲信号；

第一驱动电路，所述控制器和所述第一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第一电机运行；

第二驱动电路，所述控制器和所述第二电机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第二电机运行，

其中，所述控制器包括安全回路继电器，所述安全回路继电器与所述第一电子门的安全回路、所述第二电子门的安全回路串联连接。

可选地，所述控制器还包括通信接口，用于与列车控制和管理系统通信连接。

可选地，所述驱动装置还包括：

第一电压采集器，与所述控制器连接，用于将所述第一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第一电机连接，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第一电机。

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，所述第一电机为三相异步电机，所述驱动装置还包括：

第一霍尔电流传感器，与所述控制器连接，用于采集所述第一电机的线圈位置，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第二电机连接，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第二电机。

可选地，所述驱动装置还包括：

第二电压采集器，与所述控制器连接，用于将所述第二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，所述第二电机为三相异步电机，所述驱动装置还包括：

第二霍尔电流传感器，与所述控制器连接，用于采集所述第二电机的线圈位置，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两个驱动电路分别驱动两个电机的运行，来控制两个电子门的开合，也就是，控制器能够同时进行两个电子门的控制，这样，节省了车载电子门驱动装置的占用空间，简化了施工配线，规模扩展灵活，易于进行故障处理，降低了物料成本。并且，安全回路继电器与两个电子门的安全回路串联，两个电子门能够共用此安全回路继电器。当任一电子门的安全回路故障时，控制器都可以导向安全侧处理，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控制器的接口示意图。

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。即采用一个门控器控制一个电子门的设计方案，占用了大量的列车安装空间，施工配线较复杂，成本投入较高。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两个电机运行。这样，在保证安全的情况下，满足轻轨、云巴等小运量轨道交通工具对小空间和低成本的市场需求。

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，驱动装置包括第一电机、第二电机、控制器、第一驱动电路和第二驱动电路。

第一电机用于驱动第一电子门的开合；第二电机用于驱动第二电子门的开合；控制器用于生成电脉冲信号；控制器和第一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第一电机运行；控制器和第二电机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第二电机运行。其中，控制器包括安全回路继电器，安全回路继电器与第一电子门的安全回路、第二电子门的安全回路串联连接。

第一电子门和第二电子门可以是列车上两个相邻或不相邻的电子门。在控制器中，可以设置相同的两套接口，分别用于连接第一驱动电路和第二驱动电路，这样就能够独立控制两个电子门的开合。

控制器中安全回路继电器的接口可以连接至第一电子门的安全回路、第二电子门的安全回路，使得安全回路继电器和第一电子门的安全回路、第二电子门的安全回路三者串联连接。

通过上述技术方案，用于轨道车辆电子门的驱动装置采用两个驱动电路分别驱动两个电机的运行，来控制两个电子门的开合，也就是，控制器能够同时进行两个电子门的控制，这样，节省了车载电子门驱动装置的占用空间，简化了施工配线，规模扩展灵活，易于进行故障处理，降低了物料成本。并且，安全回路继电器与两个电子门的安全回路串联，两个电子门能够共用此安全回路继电器。当任一电子门的安全回路故障时，控制器都可以导向安全侧处理，具有较高的可靠性。

控制器还包括通信接口，用于与列车控制和管理系统(Train Control andManagement System，TCMS)通信连接。可以从TCMS接收网络门允许信号，并将车门状态信息、车门故障信息和软件版本信息通过网络发送给TCMS。

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。第一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第一电机连接，第一逆变器用于将第一电机控制信号进行逆变后输入第一电机。

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。

第一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第一电压采集器。

第一电压采集器与控制器连接，用于将第一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。

其中，第一电压采集器可以采集第一电机的电机母线电压，并将其经过电压分压网络、差分运算等运算方法处理后，输出给控制器内部的模数转换器(Analog-to-DigitalConverter，ADC)进行逻辑处理后，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，第一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，用于检测第一逆变器输出至第一电机中每一相的电流，以用于对第一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，也就是流经第一电机的电流。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。

在一实施例中，第一电机为三相异步电机，所述驱动装置还包括第一霍尔电流传感器。

第一霍尔电流传感器与控制器连接，用于采集第一电机的线圈位置，并传输至控制器。第一霍尔电流传感器可以和电机线圈一起集成在第一电机中。在控制器中，可以对第一电机的线圈位置进行闭环控制，具体的闭环控制方法，可以采用常用的相关方法，于此不再赘述。对第一电机的线圈位置进行闭环控制，有助于精确控制第一电机的运行。

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；第二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第二电机连接，第二逆变器用于将第二电机控制信号进行逆变后输入第二电机。

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。

第二电机可以为三相异步电机，第二逆变器可以为三相逆变桥。

此外，驱动装置还可以包括第二电压采集器。

第二电压采集器与控制器连接，用于将第二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。

其中，第一电机的电机母线电压和第二电机的电机母线电压可以是同一母线电压。第二电压采集器可以采集第二电机的电机母线电压，并将其经过电压分压网络、差分运算等运算方法处理后，输出给控制器内部的ADC进行逻辑处理后，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，第二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。

第一电压采集器采集的电压输入控制器后，可以专用于第一驱动电路，而不应用于第二驱动电路。第二电压采集器采集的电压输入控制器后，可以专用于第二驱动电路，而不应用于第一驱动电路。这样，第一驱动电路和第二驱动电路具有独立的电机母线来源，独立性较强，可靠较高。

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，用于检测第二逆变器输出至第二电机中每一相的电流，以用于对第二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，也就是流经第二电机的电流。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，第二电机可以为三相异步电机，此时，驱动装置还可以包括第二霍尔电流传感器。

第二霍尔电流传感器与控制器连接，用于采集第二电机的线圈位置，并传输至控制器。第二霍尔电流传感器可以和电机线圈一起集成在第二电机中。第二霍尔电流传感器可以将检测的第二电机的三相的位置传输至控制器，以使控制器对第二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控制器的接口示意图。如图3所示，控制器包括电源接口、两套控制信号输入接口、两套状态信号输入接口、两套控制命令接口、安全回路继电器接口和通信接口。

其中，电源接口通过服务开关连接门电源(例如，DC 24V)，为控制器提供所需的各种电源。控制信号输入接口和状态信号输入接口采集车辆和门驱机构外部输入信号，采集电路采用周期自检方式来实现故障诊断。

控制信号输入接口与司控台/信号系统连接，用于采集门使能信号、开门信号、零速信号和关门信号。

状态信号输入接口用于采集第一电子门的门地址码、隔离锁信号、防夹开关信号、关到位且锁闭信号、紧急解锁信号、电机位置反馈(霍尔)信号等。

控制命令接口用于驱动直流无刷电机、电磁阀、蜂鸣器、车门和隔离指示灯，用于驱动电磁阀、蜂鸣器、车门和隔离指示灯的输出采用动态采集方式来实现故障诊断。通信接口可以提供两路CAN接口，采用CANOPEN协议实现与TCMS平台通信。

控制器的硬线控制信号和网络控制信号的接口都相互独立，所以可以分别独立接收控制命令的信号，当满足开关门条件及需要安全防护时，可以独立控制列车门执行相应动作。

控制器设有安全回路继电器接口，两个电子门可共用此安全回路继电器。如图3所示，两个电子门的安全回路接口与安全回路继电器的触点串联，构成这两路车门的门联锁安全回路接口。当检测到安全回路继电器故障时，控制器可以导向安全侧处理。

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 (10)

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：

第一电机，用于驱动第一电子门的开合；

第二电机，用于驱动第二电子门的开合；

控制器，用于生成电脉冲信号；

第一驱动电路，所述控制器和所述第一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第一电机运行；

第二驱动电路，所述控制器和所述第二电机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第二电机运行，

其中，所述控制器包括安全回路继电器，所述安全回路继电器与所述第一电子门的安全回路、所述第二电子门的安全回路串联连接。

2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述控制器还包括通信接口，用于与列车控制和管理系统通信连接。

3.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置还包括：

第一电压采集器，与所述控制器连接，用于将所述第一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。

4.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第一电机连接，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第一电机。

5.根据权利要求4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1所述的驱动装置，其特征在于，所述第一电机为三相异步电机，所述驱动装置还包括：

第一霍尔电流传感器，与所述控制器连接，用于采集所述第一电机的线圈位置，并传输至所述控制器。

7.根据权利要求1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第二电机连接，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第二电机。

8.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述驱动装置还包括：

第二电压采集器，与所述控制器连接，用于将所述第二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。

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1所述的驱动装置，其特征在于，所述第二电机为三相异步电机，所述驱动装置还包括：

第二霍尔电流传感器，与所述控制器连接，用于采集所述第二电机的线圈位置，并传输至所述控制器。

Images