Разработана система управления преобразователя тягового электропоезда переменного тока ЭП5ДА
Целью выполнения ОКР являлась разработка конструкторской документации, изготовление двух опытных образцов системы управления преобразователя тягового электропоезда переменного тока ЭП5ДА, проведение пусконаладочных работ, проведение испытаний системы управления в составе тягового преобразователя.
Система управления преобразователем тяговым электропоезда переменного тока является составной частью тягового привода электропоезда (моторвагонного подвижного состава железнодорожного транспорта). СУ ПТ предназначена для управления трехфазным инвертором напряжения и двухканальным однофазным управляемым выпрямителем для отработки задания силы тяги и торможения тяговым двигателем. СУ ПТ представляет собой комплект электронных блоков, обеспечивающих ввод аналоговых, дискретных сигналов и цифровой информации, вывод дискретных сигналов и цифровой информации тягового преобразователя электропоезда переменного тока 25 кВ.
Назначение:
Система управления тяговым преобразователем предназначена для управления одним инвертором напряжения с тормозным ключом и управляемым выпрямителем, а также для:
-отработки задания силы тяги и торможения тяговым двигателем;
-обеспечения потребления и возврата электрической энергии надлежащего качества;
-обеспечения защиты тягового преобразователя и тягового двигателя от перегрузок, перегрева и недопустимых режимов работы;
– управления тяговым преобразователем;
-записи и хранения заданного объема диагностической информации.
Система управления тяговым преобразователем состоит из аппаратной и программной части.
Электроснабжение тягового привода осуществляется от контактной сети напряжением 25 кВ, 50 Гц.
Описание:
СУ ПТ включает в себя:
- систему управления трехфазным автономным инвертором напряжения (СУ АИН);
- систему управления двумя параллельно работающими активными выпрямителями напряжения (СУ АВН).
Помимо задач управления СУ ПТ обеспечивает защиту ПТ, командно-информационный интерфейс с другими каналами управления тяговым преобразователем и с системой управления поездом, а также фиксацию оперативных данных аварийных и сервисных событий в системе.
Решение задач СУ АИН и СУ АВН подразумевает:
– управление ключами силового преобразователя (до 8 ключей) с помощью широтно-модулированных (ШИМ) сигналов;
– обработку сигналов обратных связей, приходящих от драйверов силовых ключей (до 8 сигналов);
– обработку сигналов обратных связей, приходящих от датчиков токов, напряжений и скорости системы (до 11 сигналов);
– программную реализацию требуемых контуров регулирования и математических моделей элементов структуры системы управления с частотой дискретизации 10 – 50 КГц;
– командно-информационный интерфейс с другими элементами структуры СУ ПТ.
Из-за большого количества сигналов управления и сигналов обратных связей, а также большой требуемой вычислительной производительности процессорного ядра системы управления, решение задач СУ АИН и СУ АВН разделено между двумя отдельными модулями контроллеров управления- МКУ АИН и МКУ АВН. СУ ПТ связана с драйверами силовых ключей АИН и АВН с помощью оптоволоконных линий связи.
Реализация функций защиты ПТ включает в себя:
– обработку сигналов датчиков температуры, давления масла и других сервисных датчиков, установленных в различных функциональных узлах системы (до 20 сигналов);
– выработку сигналов блокировки силовых преобразователей при возникновении аварийных ситуаций;
– сохранение диагностической информации при возникновении аварийных ситуаций;
– передача аварийных сообщений другим функциональным узлам системы при возникновении аварийных ситуаций;
– управление включением и выключением других функциональных узлов системы в начале и в конце работы.
Решение задач по защите ТП реализовано на специализированном модуле контроллера защиты (МКЗ).
Коммуникационные функции СУ ПТ реализованы с помощью специализированного модуля коммуникационного контроллера (МКК), который обеспечивает связь СУ ПТ по CAN-интерфейсу и сети Ethernet с системой управления поездом.