專利名稱：模擬crh5動(dòng)車組運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型所述的模擬CRH5動(dòng)車組運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)裝置涉及一種實(shí)驗(yàn)裝置，特別是 一種用于模擬電力機(jī)車或動(dòng)車車輛網(wǎng)絡(luò)控制和變流控制的實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
目前CRH5動(dòng)車組是我國(guó)鐵路機(jī)車行業(yè)又一從國(guó)外引進(jìn)吸收成功的案例。其復(fù)雜 的機(jī)電設(shè)備，由一系列的電氣設(shè)備、液壓設(shè)備及氣動(dòng)設(shè)備等組成，加上動(dòng)車運(yùn)行的特殊環(huán) 境，直接在列車上進(jìn)行列車控制網(wǎng)絡(luò)的調(diào)試有風(fēng)險(xiǎn)，而且效率不高。為了利用總線網(wǎng)絡(luò)正確 高效的控制列車設(shè)備，建立模擬列車通訊網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是有必要的。針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù) 中所存在的問(wèn)題，研究設(shè)計(jì)一種新型的用于模擬CRH5動(dòng)車組運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)裝置，從而克服現(xiàn) 有技術(shù)中所存在的問(wèn)題是十分必要的。
發(fā)明內(nèi)容鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是研究設(shè)計(jì)一種新型的模 擬CRH5動(dòng)車組運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)裝置，從而解決由于動(dòng)車運(yùn)行的特殊環(huán)境，直接在列車上進(jìn)行動(dòng) 車控制網(wǎng)絡(luò)的調(diào)試有風(fēng)險(xiǎn)，而且效率不高等問(wèn)題。本實(shí)用新型所述的模擬CRH5動(dòng)車組運(yùn)行 的實(shí)驗(yàn)裝置是由網(wǎng)絡(luò)柜、變流柜、司機(jī)控制臺(tái)、交流電動(dòng)機(jī)組所組成。所述的網(wǎng)絡(luò)柜是由MC2 網(wǎng)絡(luò)柜、M2S網(wǎng)絡(luò)柜、TP網(wǎng)絡(luò)柜、M2網(wǎng)絡(luò)柜、T2網(wǎng)絡(luò)柜、TPB網(wǎng)絡(luò)柜、MH網(wǎng)絡(luò)柜、MCl網(wǎng)絡(luò)柜 所組成。所述的變流柜是由M2變流柜和T2變流柜所組成。所述的司機(jī)控制臺(tái)是由MC2司 機(jī)控制臺(tái)和MCl司機(jī)控制臺(tái)所組成。所述的八個(gè)網(wǎng)絡(luò)柜通過(guò)MVB和WTB總線連接。兩個(gè)變 流柜由AC220V供電帶動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)，交流電動(dòng)機(jī)組軸上的扭矩傳感器將轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速 信號(hào)發(fā)送到變流控制系統(tǒng)中。兩個(gè)控制臺(tái)用硬線與八個(gè)網(wǎng)絡(luò)柜相連接。本實(shí)用新型所述的用于模擬CRH5動(dòng)車組運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)裝置是以TCN網(wǎng)絡(luò)控制為核 心，以模擬的動(dòng)車組內(nèi)各電氣設(shè)備為控制對(duì)象，構(gòu)建集技術(shù)人員實(shí)做培訓(xùn)、產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)試 驗(yàn)為一體的開放的電動(dòng)車組試驗(yàn)室。其主要工作原理完全模擬了動(dòng)車組的列車級(jí)控制和車 輛級(jí)控制以及傳動(dòng)級(jí)控制。本實(shí)用新型所述的變流柜組合是一套整流系統(tǒng)帶動(dòng)兩套逆變系統(tǒng)構(gòu)成的。本實(shí)用新型所述的模擬CRH5動(dòng)車組運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有 益效果1、由于本實(shí)用新型在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)就可以調(diào)試列車的網(wǎng)絡(luò)控制策略，增加了調(diào)試人員 的安全性。2、由于本實(shí)用新型在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)就可以進(jìn)行動(dòng)車組的牽引與制動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)，提高了 效率，減少了在動(dòng)車上調(diào)試運(yùn)行所帶來(lái)的能耗損失，更最大程度的降低了風(fēng)險(xiǎn)。3、由于本實(shí)用新型由多個(gè)子系統(tǒng)組成，每個(gè)子系統(tǒng)都可以單獨(dú)進(jìn)行各自領(lǐng)域的實(shí) 驗(yàn)，組合在一起則可以進(jìn)行整車實(shí)驗(yàn)，充分的利用了資源。4、由于本實(shí)用新型增加了遠(yuǎn)程控制臺(tái)，可以采用遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制方式，減少了試驗(yàn)的危險(xiǎn)性，提高了試驗(yàn)的可靠性。5、本實(shí)用新型可以用在機(jī)車試驗(yàn)的同時(shí)，也可以用于動(dòng)車組司機(jī)人員模擬運(yùn)行的
D ο

本實(shí)用新型共有兩幅附圖，其中圖1是模擬CRH5動(dòng)車組運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是模擬CRH5動(dòng)車組運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)裝置網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。圖中:1、MC2網(wǎng)絡(luò)柜，2、M2S網(wǎng)絡(luò)柜，3、TP網(wǎng)絡(luò)柜，4、Μ2網(wǎng)絡(luò)柜，5、Τ2網(wǎng)絡(luò)柜，6、ΤΡΒ 網(wǎng)絡(luò)柜，7、MH網(wǎng)絡(luò)柜，8、MCl網(wǎng)絡(luò)柜，9、Μ2 G車)變流柜，10、Τ2 (5車)變流柜，11、MC2 (1 車)司機(jī)控制臺(tái)，12、MC1(8車)司機(jī)控制臺(tái)，13、交流電動(dòng)機(jī)組，14、系統(tǒng)主電路連線，15、系 統(tǒng)輔助電路連線，16、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連線。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的具體實(shí)施例如附圖所示，附圖1所示模擬CRH5動(dòng)車組運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)裝 置結(jié)構(gòu)示意圖。是由網(wǎng)絡(luò)柜、變流柜、司機(jī)控制臺(tái)、交流電動(dòng)機(jī)組所組成；其特征在于所述的 網(wǎng)絡(luò)柜是由MC2網(wǎng)絡(luò)柜1、M2S網(wǎng)絡(luò)柜2、TP網(wǎng)絡(luò)柜3、M2網(wǎng)絡(luò)柜4、T2網(wǎng)絡(luò)柜5、TPB網(wǎng)絡(luò)柜 6,MH網(wǎng)絡(luò)柜7、MC1網(wǎng)絡(luò)柜8所組成。所述的變流柜是由M2變流柜9和T2變流柜10所組 成。所述的司機(jī)控制臺(tái)是由MC2司機(jī)控制臺(tái)11和MCl司機(jī)控制臺(tái)12所組成。所述的八個(gè) 網(wǎng)絡(luò)柜通過(guò)MVB和WTB總線連接；兩個(gè)變流柜由AC220V供電帶動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)組13運(yùn)轉(zhuǎn)，交 流電動(dòng)機(jī)組13軸上的扭矩傳感器將轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)送到變流控制系統(tǒng)中；兩個(gè)控制臺(tái)用 硬線與八個(gè)網(wǎng)絡(luò)柜相連接。本套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的各組成部分由系統(tǒng)主電路連線14、系統(tǒng)輔助電路連線15和系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)連線16連接而成。其中，司機(jī)控制臺(tái)13的控制電源為DCMV，由單獨(dú)的一個(gè)220V/24V 電源供電。兩個(gè)顯示屏由兩個(gè)220V/110V電源來(lái)分別進(jìn)行供電。司機(jī)控制臺(tái)13由控制鑰匙、 司機(jī)控制器、受電弓控制開關(guān)、主斷路器控制開關(guān)、空氣壓縮機(jī)控制開關(guān)、故障復(fù)位按鈕、緊 急制動(dòng)按鈕、過(guò)分相控制按鈕、定速控制按鈕、撒沙控制按鈕組成。中央控制單元模塊組1 由數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊、模擬量輸出模塊組成。動(dòng)車控制單元模塊組由數(shù)字量 輸入模塊數(shù)字量輸出模塊組成。電鑰匙開關(guān)起電氣連鎖作用，只有鑰匙開關(guān)合上后，調(diào)速控 制電路才能進(jìn)行有效的控制。通過(guò)司機(jī)控制器選擇電機(jī)運(yùn)行方向、實(shí)施牽弓I或制動(dòng)，通過(guò)調(diào) 速手柄給出速度或牽引力的調(diào)節(jié)控制。中央控制單元模塊組通過(guò)MVB把這些信號(hào)傳輸給動(dòng) 車控制單元模塊組，動(dòng)車控制單元模塊組發(fā)出相關(guān)控制命令，啟動(dòng)牽引變流器的控制。動(dòng)車 控制單元模塊組反饋給司機(jī)控制臺(tái)的中央控制單元模塊組相關(guān)狀態(tài)信息，通過(guò)顯示屏或狀 態(tài)顯示燈來(lái)顯示。電網(wǎng)電壓表和速度表分別顯示電網(wǎng)電壓和當(dāng)前車輛運(yùn)行速度。網(wǎng)絡(luò)控制柜由一個(gè)220V/24V電源供電。柜中主要裝有輔助電動(dòng)機(jī)自動(dòng)開關(guān)，輔助 電路接觸器，高壓隔離開關(guān)，主斷路器，牽引變流器隔離，輔助逆變器隔離，輔助繼電器隔離 和輔助接觸器。通過(guò)顯示屏顯示輔助逆變器的工作狀況，通過(guò)MVB網(wǎng)絡(luò)與司機(jī)控制臺(tái)進(jìn)行 連接工作。變流控制柜中的變流控制單元由一個(gè)220/MV電源供電，在變流控制柜的面板上設(shè)有四象限整流器起動(dòng)開關(guān)，用于四象限整流器的起動(dòng)，故障復(fù)位開關(guān)用于四象限整流器 和逆變器的故障復(fù)位，緊急停車開關(guān)，用于在控制的過(guò)程中，一旦發(fā)生意外情況，可以通過(guò) 人工的措施來(lái)實(shí)施緊急停車。故障顯示燈用于四象限和逆變器發(fā)生故障時(shí)給出故障指示。 “本地/遠(yuǎn)程控制”開關(guān)，“本地/遠(yuǎn)程控制”開關(guān)的信號(hào)來(lái)自MVB網(wǎng)絡(luò)控制。中間繼電器用 于接觸器的控制電壓變換。配電柜送來(lái)的穩(wěn)定的220V交流電壓為四象限整流器充電，同時(shí) 牽引逆變器也在充電，待第一階段充電完成后，短接充電電阻，使四象限整流器輸出電壓繼 續(xù)升高，直至給牽引逆變器提供穩(wěn)定的600V直流電壓。當(dāng)牽引逆變器的控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)其充 電完成時(shí)，立即閉合充電接觸器，此時(shí)牽引逆變器開始輸出交流電壓?？刂葡到y(tǒng)通過(guò)同步變 壓器采集交流同步信號(hào)，以保證四象限整流器和牽引逆變器能夠準(zhǔn)確的開通和關(guān)斷。電路 中的電壓傳感器和電流傳感器檢測(cè)電壓和電流信號(hào)并傳輸給控制系統(tǒng)為主電路提供保護(hù) 作用。四象限輸入電抗器在四象限整流器起動(dòng)時(shí)，起升壓的作用。在牽引逆變器回饋制動(dòng) 將能量回饋給電網(wǎng)時(shí)，也能起到濾波的作用，這樣可降低對(duì)電網(wǎng)側(cè)電能質(zhì)量的影響。當(dāng)溫度 達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，散器過(guò)熱保護(hù)器對(duì)四象限整流器和牽引逆變器起保護(hù)作用。輔助風(fēng)機(jī)對(duì) 四象限整流器和牽引逆變器起散熱作用。模擬負(fù)載電動(dòng)機(jī)組有兩臺(tái)15kW異步電動(dòng)機(jī)同軸連接，一臺(tái)扭矩傳感器，安裝在同 一水平面內(nèi)。可以用于模擬動(dòng)車組的牽引制動(dòng)運(yùn)行以及轉(zhuǎn)矩和速度的檢測(cè)和控制。本系統(tǒng)各單元之間通過(guò)WTB/MVB網(wǎng)絡(luò)連接。在MC2司機(jī)控制臺(tái)11和MCl司機(jī)控 制臺(tái)12中分別安裝有控制單元和中央控制單元模塊組，中央控制單元模塊組用于控制臺(tái) 信號(hào)的數(shù)據(jù)采集和處理，控制單元是車輛的主控單元及WTB/MVB的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換和傳輸。在變 流控制柜中分別安裝有變流控制單元分別用于每個(gè)變流模塊的控制和數(shù)據(jù)傳輸。正常條件 下，單側(cè)各控制單元之間通過(guò)MVB總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。兩側(cè)控制單元之間數(shù)據(jù)通過(guò)WTB列 車總線傳輸。當(dāng)將WTB總線斷開時(shí)，兩側(cè)控制單元之間沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸，兩側(cè)形成各自獨(dú)立的 車輛運(yùn)行單元；當(dāng)在兩側(cè)控制單元之間連接WTB總線時(shí)，兩側(cè)控制單元合在一起構(gòu)成列車 的重聯(lián)控制。
權(quán)利要求1. 一種模擬CRH5動(dòng)車組運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)裝置，是由網(wǎng)絡(luò)柜、變流柜、司機(jī)控制臺(tái)、交流電動(dòng) 機(jī)組所組成；其特征在于所述的網(wǎng)絡(luò)柜是由MC2網(wǎng)絡(luò)柜(1)、M2S網(wǎng)絡(luò)柜( 、TP網(wǎng)絡(luò)柜(3)、 Μ2網(wǎng)絡(luò)柜(4)、Τ2網(wǎng)絡(luò)柜⑶、TPB網(wǎng)絡(luò)柜(6)、MH網(wǎng)絡(luò)柜(7)、MCl網(wǎng)絡(luò)柜(8)所組成；所 述的變流柜是由Μ2變流柜(9)和Τ2變流柜(10)所組成；所述的司機(jī)控制臺(tái)是由MC2司機(jī) 控制臺(tái)(11)和MCl司機(jī)控制臺(tái)(12)所組成；所述的八個(gè)網(wǎng)絡(luò)柜通過(guò)MVB和WTB總線連接； 兩個(gè)變流柜由AC220V供電帶動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)組(13)運(yùn)轉(zhuǎn)，交流電動(dòng)機(jī)組(13)軸上的扭矩傳 感器將轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)送到變流控制系統(tǒng)中；兩個(gè)控制臺(tái)用硬線與八個(gè)網(wǎng)絡(luò)柜相連接。
專利摘要本實(shí)用新型所述的模擬CRH5動(dòng)車組運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)裝置，是由網(wǎng)絡(luò)柜、變流柜、司機(jī)控制臺(tái)、交流電動(dòng)機(jī)組組成。所述的網(wǎng)絡(luò)柜是由MC2網(wǎng)絡(luò)柜、M2S網(wǎng)絡(luò)柜、TP網(wǎng)絡(luò)柜、M2網(wǎng)絡(luò)柜、T2網(wǎng)絡(luò)柜、TPB網(wǎng)絡(luò)柜、MH網(wǎng)絡(luò)柜、MC1網(wǎng)絡(luò)柜組成。所述的變流柜是由M2變流柜和T2變流柜組成。所述的司機(jī)控制臺(tái)是由MC2司機(jī)控制臺(tái)和MC1司機(jī)控制臺(tái)組成。所述的八個(gè)網(wǎng)絡(luò)柜通過(guò)MVB和WTB總線連接。兩個(gè)變流柜由AC220V供電帶動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)，交流電動(dòng)機(jī)組軸上的扭矩傳感器將轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)送到變流控制系統(tǒng)中。兩個(gè)控制臺(tái)用硬線與八個(gè)網(wǎng)絡(luò)柜相連接。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了模擬CRH5的運(yùn)行工況，模擬動(dòng)車車輛的牽引傳動(dòng)特性。
文檔編號(hào)G01M17/08GK201903454SQ20102060429
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月11日
發(fā)明者張磊, 王飛, 高建偉 申請(qǐng)人:中國(guó)北車股份有限公司大連電力牽引研發(fā)中心