城市轻轨电车交流传动微机监控系统

1、城市轻轨电车交流传动微机监控系统 摘要: 介绍DL6WA 型交流传动电车MMC 型车载微机监控系统，较详尽地论述监控系统的作业任务、性能特点、系统组成及工作原理，并介绍了监控系统投入线路实际运用情况。关键词: MMC 型;微机监控系统;交流传动;轻轨电车;作业任务;可靠性过种新型电车的安全、舒适、平稳、便捷、低噪音等1 引言优越性能已深得业内人士和社会的认可 自上世纪七八十年代，为了缓解城市乘车拥挤本文着重论述配装于DL6WA 型交流传动电车局面，改善城市交通落后状况，欧美许多国家着手的MMC 型车载微机监控系统。大力发展城市轻轨交通运输系统。为进一步方便乘客乘车，缩短上下车时间，先后推出部分低地板2 系统作业任务以及100 % 低地板的新型车辆， 这些轻轨电车MMC 型车载微机监控装置是DL6WA 型电车(LRV) 都注入了大量的新技术、新材料和新工艺。运行监测和控制的核心部件，担负着整车牵引制如今欧洲已普遍推广交流传动牵引技术，完全实现动系统的监督、管理、指挥和控制工作，是车辆运行了车辆运行控制的微机化和牵引驱动的交流化。 控制至关重要的设备。根据设计任务书和监控系近年来，我国的城

2、市轨道交通运输事业发展迅速， 统规划设计方案，将微机监控系统主要作业任务和许多大中型城市已经或正在规划和实施轻轨交通性能特点归纳如下: 工程。国内首批自行设计、制造的具有自主知识产权。(1) 数据检测和记录。对电车牵引制动工况权的DL6WA 型70 % 低地板交流传动电车，正是在运行过程和牵引系统(包括牵引逆变器、联合制动这样的历史背景下在大连问世的。首批DL6WA 型机等) 的数据、状态等进行实时采集、检测，以提供10 台电车已于2002 年12 月在大连市内202 路有多CPU 单元对多个作业任务进行管理和控制。 通轨线路投入正式运营，另有15 台新车将于年内陆过CPU 之间的数据交换，实现运行参数状态及异续生产、调试和上线运营。该车为三节铰接式结常故障信息等数据记录，可供日后查阅处理或作构，具有两台动力转向架，计四台鼠笼式异步牵引文档资料保存。电机，架控方式驱动。该车采用了众多先进技术 (2) 参数和状态显示。以LCD 彩色显示器显仅就牵引系统而言， 涵盖了车辆运行微机监控技示电车运行参数状态， 以及系统设备参数状态术、交流传动牵引技术、电2气联合制动技术等等。等，共计5 个显示

3、页面(按键切换) 60 个参数，从而取代其他常规电气仪表。其数据、状态及故障信息收修回稿日期: 2003208206 显示准确、易读。主要参数(如逆变器直流侧电压 分析和计算，还可直接显示车辆运行动力性能参要由1 台MMC -3 型微机监控装置(见图1) 、2 台数。CDID -3 型彩色显示器(见图2) 、若干参数传感器 (3) 系统数据通信。以数据串行通信方式等组成。MMC 微机监控系统及其构成的交流牵引(RS485) 与2 台彩显(位于两端司机操纵台) 、2 台牵系统参见图3 。引逆变器(位于车顶部两端) 、1 台电2气联合制动单元(位于乘客座椅下部) 等进行数据交换，实时获取系统运行过程参数和工作状态等信息，系统据此再经综合分析后向逆变器或制动单元发送运行控制指令，并通过彩显显示其相关参数或状态。 (4) 车辆运行及特性控制。这些控制任务包括: 根据司机控制手柄位置和运行状态信息，给牵引逆变器发送运行方向控制和转矩控制指令。其中，牵引工况分为5 档牵引力给定，制动工况分为7 档制动力给定。 牵引制动给定档位变化 图1 MMC -X 型微机监控装置时，对车辆运行工况平滑过渡无冲击

4、的平稳性控制。以此实现车辆起动制动时既保证加减速性能，又保证乘坐舒适性。 车辆运行时的牵引制动特性控制。以此实现车辆按理想牵引曲线运行，满足电车的运行特性要求。 车辆超负荷运行时对牵引功率的控制。系统采取牵引电机功率闭环控制，有效地实现电机特性控制。 车速5kmh时对车门强行关闭的控制。以此确保车辆运行时乘客的乘车安全。 (5) 防空转防滑行控制。通过转速检测和处理单元检测各车轮转速，根据数学模型经综合计算、比较、分析，将其结果送至主CPU 进行判断处 图2 CDID -3 型彩色显示器缺省页面 理后再做出相应决策。若出现车轮起动空转或制MMC 型监控系统组成结构具有下述特点: 动滑行的现象，系统则实时采取降转矩等相应措施(1) 分布式体系。本微机装置作为上位机实制止异常现象发生，以此保护动车车轮免受急剧磨现车辆运行作业任务的监测、控制、管理和调度，并损和擦伤。(6) 故障诊断和报警保护。自系统上电开始， 台彩显、1 台联合制动单元进行数据交换，实现车监控装置即实时对牵引系统进行巡回检测和故障辆运行状态控制以及参数状态显示，从而组成了诊断。若有状态异常或参数超限，监控装置将发出一个分布

5、式微机控制系统体系。声光报警信号，同时在彩显的故障信息区域将显示(2) 多CPU 结构。按作业任务由多个CPU 单其异常故障信息(相关故障信息代码共计90 条)， 元构成。每个CPU 单元分别承担各自的作业， 各以提示司机或维护人员。对于关键参数超限，装置单元之间既能并行工作互为独立，又有数据交换互还将采取相应措施干预，直至停止车辆运行，以确为联系，因而大大加快该监控系统数据处理速度， 保行车安全。提高系统工作效率，增强系统控制实时性。3 系统组成结构(3) 3U 机箱标准。采用基于欧洲标准(现已列为铁道部标准) 的3U 多槽机箱，并由多块按3U 标DL6WA 型电车MMC 型车载微机监控系统主准设计的功能插件板构成监控装置基本单元。图3 司机室钢结构梁示意图座椅、暖风机、电加热器、衣帽钩、冰箱、灭火器等。313 底架结构底架为有中梁结构。侧梁为封闭箱型梁，由压型槽钢与盖板组焊而成; 前后枕梁、前后牵引横梁和前后牵引梁为箱形结构;其余各梁将根据转向架和变压器等设备布置的需要而设置。314 侧墙结构侧墙左右对称，由两个平面组成，基本构成车体横断面轮廓。侧墙在结构设计上采用网架结构。考虑强度及制造因素，立柱及横梁的截面以及作为主要受力部件的上弦梁截面设计为封闭箱型梁，且形状根据结构的特点而确定。侧墙上部顶盖安装处的上口梁，其截面也为封闭截面，上口梁与上弦梁之间的连接梁为压形件，分别对应于各立柱。315 顶盖结构车体共有4 块活动顶盖。在每个顶盖的四周与侧墙及联接横梁的对应部分为平直的角钢。在结构的设计上，虽然没有将顶盖视为车体整体的承载部分，但在实际运行中，顶盖还是会起到一定的作用，特别是对提高车体的自振频率有很大的作用，结构设计时也考虑到足够的强度和刚度。4 结语 120kmh 交流传动货运电力机车的研制开发， 既弥补了我厂的自行开发研制电力机车的空白，也为我国铁路运输的“高速重载”提供了强有力的支持，而该车车体部分的设计，至关重要，直接影响整车性能。 7

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