城轨车辆牵引与电制动.doc

1、I-141第八章 牵引和电制动第一节 系统基本组成和工作原理一 牵引/制动系统组成广州地铁一号线车辆牵引和电制动系统由德国 ADtranz 公司提供，是国内首家采用交流传动和动力分散型控制技术的地铁车辆项目。整个系统由受电弓、高速断路器 HSCB、VVVF 牵引逆变器、DCU/UNAS（牵引控制单元）、牵引电机，制动电阻等组成，如图 1 所示。1 DCU 对 VVVF 逆变器的线路电容器充/ 放电控制2 DCU/UNAS 对 VVVF 逆变器及电机转矩控制图 1：牵引系统组成示意图列车受电弓从接触网受流，通过高速断路器后，将 1500VDC 送入 VVVF 牵引逆变器。VVVF 牵引逆变器采用

2、 PWM 脉宽调制模式，将 1500VDC 直流电逆变成频率、电压可调的三相交流电，平行供给车辆四台交流鼠笼式异步牵引电机，对电机进行调速，实现列车的牵引、制动功能，其半导体变流元件采用 4500V/3000A 的 GTO，最大斩波频率为 450 Hz。VVV 输出电压的频率调节范围为 0 112 Hz，幅值调节范围为 0 1147 VAC。二 牵引系统基本参数牵引逆变器 VVVF：线电压 U N = 1000 1800 VDC输入线电流 I N = 480 A最大线电流（牵引） I NDMAX = 692 A最大线电流（制动） I NBMAX = 1171 A输出电流 I A = 720 A

3、最大输出电流 I AMAX = 1080 A最大保护电流 I MAX = 2900 A输出电压 U N = 0 1050 V输出频率 f A = 0 112 HzGTO 最大开关频率 fP = 450 Hz制动斩波模块斩波频率 f B = 250 Hz模块冷却方式 强迫风冷线路滤波模块 逆变器模块DCU UNASHSCB受电弓.1 2VVVF 牵引 逆变器列车输入/ 输出控制信号牵引电机制动电阻I-142模块冷却片风速 V L = 8 m/s牵引电机（1 TB 2010 0GA02）：连续定额 小时定额输出功率 P M 190 210 kW额定电压 U N 1050 1050 V额定电流 I

4、N 132 （1800 min -1） 144 （1800 min-1） A额定转矩 M N 1008 1114 Nm最大转速 n MAX 3510 3510 rpm三 基本工作原理整个控制系统由输入值设定、速度测量、电机控制、脉冲发生器、能量反馈各环节构成。DCU 通过列车线接受来自控制系统的牵引/制动力绝对值（以百分比的形式），与此同时还接受司机发出牵引或制动指令，来决定是施加牵引或制动力。在给定值进行实际电机控制前，必须经过以下条件的处理:1. 输入值设定 载荷校验DCU 根据相应动车的载荷状况来调整实际牵引/ 制动力，这是由于采用了动力分散型控制，为了保持车钩之间的相对运动最小，并且使

5、整车达到相同的动态特性。 冲击限制不同的给定值大小的改变速率必须符合冲击限制的规定，但在防滑/防空转功能激活的时候则不受此限制。 速度限制（牵引时）广州地铁一号线规定了 3 个速度限制，速度控制的优先级高于电机控制。正常速度： 80 km/h倒车速度： 10 km/h慢行速度： 3 km/h 线电流限制（牵引时）在牵引工况时，线电流控制的优先级高于电机控制，出于功耗的考虑，该限制值为不超过每节动车 720A。 欠压保护（制动时）在制动时，网压一直受到检测，当网压降到 1500V 以下时，制动力矩随速度和网压相应的减少，这时不足的制动力由气制动补充。 空转/滑行保护空转/滑行保护通过比较拖车动车

6、之间的速度差异来实现，通过适当减少力矩设定值，该保护能确保输出最大所要求的牵引/制动力，当拖车速度检测失败时，该保护还可以通过仿真计算拖车速度来保证正常功能。2. 速度检测每个牵引电机带一个速度传感器，输出两个通道，每个通道相差为 90 的方波（电机每转为 256个脉冲），通过判断相差可以确定旋转的方向。每个牵引控制单元连接 3 个速度传感器。在正常情况下，该数值直接送入 DCU 进行牵引控制，在进行速度测量的时候，如果出现各速度值不相等的情况（例如，空转/滑行时），甚至在极端情况下，只有一个电机的速度信息对于牵引控制来说都是足够的。当 DCU 监控逻辑系统发现有一个速度传感器故障时，马上封锁

7、该速度信号，以免对牵引控制造成严重的影响。除了电机速度，在 DCU 中同样检测拖车的速度。在拖车一个轴上装有一个编码速度传感器，同电机速度传感器不同，该传感器是单通道的（每周 110 个脉冲）。在 DCU 中有两块电路板 A305，A306 “中断处理与速度测量板 ”专门用来处理速度信号，速度值通过计算脉冲数，然后与参考时钟周期计算得到。3. 电机控制I-143采用空间矢量控制，电机的磁通大小和方向（空间矢量）通过逆变器输出线电压和相电流，电机速度等参数近似得到。绕组中的电流和电机电压作为空间矢量与磁通量有关，该解耦过程使得可以单独控制磁通和力矩（磁场定向控制）。控制结构图如下：控制系统的输入

8、力矩设定值（1），该力矩设定值是经过控制系统的其他参数的校核（如负载，线电流，速度，冲击限制，防滑/防空转保护）才输入控制系统。磁场设定值可以通过电机的参数（1a）计算得到，该值在整个正常速度范围内有效。电机力矩电流的产生决定于励磁磁场和转子磁场的交互作用，如果是异步电机，励磁磁场和转子磁场均由定子电流产生，定子电流通过坐标变换为两部分：一部分（励磁电流）产生磁场，另一部分（负载电流）与励磁磁场积分再与励磁磁场一起形成力矩，为了清楚的表现各电流的关系，定义了一个旋转坐标系统（I,m），该坐标系统与磁场矢量 同步，该变换的优点在于励磁电流部分和负载电流部分可以单独的进行控制（与并励直流电机原理相

9、同）。I-144为了获得理想的励磁磁场矢量，使用了磁场观测器（3），通过电机相电流，电机线电压和速度（2），磁场观测器在静止的坐标系统（a,b）计算磁场（）的绝对值和磁场矢量的角度位置（flux），该旋转坐标系统可以通过该磁场矢量可以定义，通过坐标变换，将静止的电流矢量转变为旋转系统，在磁场坐标中产生电流部分（xil,wil）。除了产生实际力矩（xmd），磁场观测器可以在当前电机的参数的基础上通过以下步骤计算系统的状态：实际和设定力矩的差值反馈给一个 PI 控制器（4），该控制器提供一个操作变量，该变量加上固定的预控制初始值（4a），通过当前磁场值（），可以计算负载电流设定值（wil）。实际磁

10、场和设定值的差异也反馈给一个 PI 控制器（6），该控制器产生一个操作变量（wim）,该变量加上固定的预控制初始值（6a）计算出励磁电流的的设定值（wim），预控制初始值与操作变量一起形成了系统高性能的动态响应。电流的设定值输入电机的定子模型（7），获得定子电压（um,ul ）的矢量的两个分量，电流控制器（8）从属于矢量预控制，负载和励磁电流的设定值/实际值的差异单独的通过 P 控制器传递，该控制器构成定子电压的动态部分。通过该方式产生的定子电压再通过坐标变换，从磁场导向的坐标系统转换回定子导向的坐标系统（9），在这个过程中产生电压矢量和它的角度位置（ustator），电压矢量的绝对值与电网电

11、压的电流有一个偏移（相控因数角度），为了确保逆变器的控制角度，将该偏移量传送到角度变换器（11）。在旋转模型（10）中，滑差频率通过负载电流（wil）和实际磁场计算得到，定子频率（1）可以通过滑差频率和实际速度相加得到，该频率也是通过脉冲模式发生器（11）传递。脉冲模式发生器从频率和相控因数计算合适的脉冲模式，同样，该发生器还决定电压矢量（用于下一个采样步骤）的角度位置（pulse pattern）并将该值送入控制系统。磁场矢量的角度（flux）加上磁场坐标系统电压矢量的角度位置（Ustator）必须与电压矢量（pulse pattern）的电流角度位置相对应，在这些角度位置产生的任何差异将作

12、为一个动态控制校正值传到脉冲发生器（12）中，该发生器在定子电压曲线中产生一个相应的相位跳变。当在更高的速度时，电机达到控制的限制点 Amax(在方波操作的时候，Amax=100%,在其他脉冲模式时限制点还要低。)，电机过渡到弱磁模式（14），在该模式下，脉冲的控制优先于逆变器设定力矩的输入控制，通过实际的相控因数与控制模式限制值比较，再通过 PI 控制器的计算（13），该控制器产生一个变量（wim），加到固定的预控制初始值中（6a）。4. 脉冲模式发生器脉冲模式发生器根据电机控制的三个输入变量：相控因数、定子频率、和校正角实时计算牵引逆变器中的 GTO 触发脉冲。逆变器每相 GTO 按照以下

13、的原则触发：在一个 GTO 导通期间，另一个关断。脉冲模式发生器于是为每相提供了一个叫做潜在调整指令的指令，用于保护当逆变器应该关断而没有关断的时候，该指令迅速导通该相两个 GTO 来保护逆变器。由于系统散热的原因，逆变器的工作频率（GTO 的开关频率）被限制在 450HZ，调制脉冲数在定子频率在 30HZ 内保持不变，该模式叫异步模式，同步脉冲模式为在每半波周期内有不同的方波数（线电压）。 9 分频，7 分频，5 分频，3 分频，方波。在 3 分频转为方波的时候为了防止波形幅度变化剧烈有一个过渡过程，由 3M 转为 3S，3M 指的是在半个波的周期内输出电压（方波）导通宽度小于 60 度，3

14、S 指的是在半个波的周期内输出中间电压（方波）导通宽度大于 90 度，该变换的目的主要是为了减少逆变器输出电压的谐波干扰。当定子的频率低于 30HZ 时，逆变器工作在异步模式下，在 13-30HZ 的工作范围内调制波频率为450HZ，低于 13HZ 时根据特性曲线载波频率为 200HZ，该过程主要是确保在启动时有足够小的电机电压。以下是根据控制和定子频率的脉冲模式表：I-145触发脉冲从脉冲发生器到逆变器保护单元（UNAS），通过逆变器设定的保护和禁止功能过滤，以光脉冲信号的形式控制逆变器。为了同步电机控制与逆变器开关周期，脉冲模式发生器在下一个电机控制周期前输出一个同步脉冲，5. 能量反馈在

15、电机的能量反馈中,能量反馈到电网中,如果在电制动的情况下,能量不能被电网完全吸收,多余的能量必须转换为热能消耗在制动电阻上，否则电网电压将抬高到不能承受的水平。制动斩波器的存在确保大部分的能量能反馈回电网，同时又保护了电网上的其他设备。由于采用动车组的编组型式，必须确保一节动车不能吸收另一节动车的制动能量，（例如由于电压传感器误差的原因），这时在制动的时候必须监测线电流的方向。如果电流流向列车，线电压传感器的误差通过一个比例积分器来调节。在制动时，电网电压一直被检测，如果网压降到 1500V 以下，制动力矩随速度和网压相应受限制，不足的电制动由气制动补充，如果网压降到回馈制动的保护值 1000

16、V 时，电制动切除，列车制动完全由气制动承担。第二节 牵引控制单元 DCU 及逆变器保护监控单元 UNAS1. 牵引控制单元结构广州地铁一号线车辆牵引系统采用德国 ADtranz 公司开发的 GEATRAC 交流传动系统，主要由VVVF 牵引逆变器、牵引控制单元 DCU / UNAS 及制动电阻组成。I-146牵引控制单元 DCU 和逆变器保护单元 UNAS 设计成一上下两层的机箱，共装有 25 块电子板。各电子板为标准的 19”3U 印刷电路板，使用多层板技术，电子板上的元件采用表面封装（SMD）或插装（DIL）。DCU 的 A314 和 A315 板、UNAS 的 A329 和 A330

17、板的前面板上通过 Harting 接插件（48 针）与外部电路联接。2. 牵引控制单元 DCU 的基本功能为 VVVF 提供脉宽调制信号 PWM，采用空间磁场矢量控制的转矩控制模式，为牵引电机提供矢量控制。DCU 为双微机工作方式，其 CPU 采用 16 位中央处理器 80C166，工作频率 20MHz。主控制微机（A304 板）负责车辆控制和牵引 / 制动控制，处理所有的数字 / 模拟信号，产生相应的控制信号；另一个微机（A303 板）接收主控制微机传送来的控制信号，计算产生 VVVF 逆变器的脉冲模式，经 UNAS保护程序控制 GTO 的通 / 断状态。整个 DCU 系统的局部总线采用 A

18、Dtranz 设计的专用 GERTRAC 总线，连接主控制单元（A304 板）、 速度信号处理和中断控制模块（A305 、A306 板）、 PDA 数据存储模块（A307 板）。（1） 牵引系统的控制与调整；（2） 脉冲模式的产生与优化；（3） VVVF 与牵引电机的控制与保护；（4） 对列车状态的监测与保护；HSCB 高速断路器、K 1 和 K3 和 K4 接触器及车门的状态、气制动缓解、牵引 /制动、列车向前/向后及慢行等。（5） 再生制动与电阻制动的控制与调节；（6） 电制动与气制动的自动转换及列车保压制动的实现；（7） 防滑/防空转保护及载荷调整；（8） 逆变器线路滤波电容器的充放电控

19、制；（9） 列车速度的获取与处理及自动计算停车距离；（10） 列车牵引控制系统的故障诊断与存储；（11） 为其它控制系统提供列车状态信号；（12） 提供串行接口与 PTU 连接，进行监测与控制；（13） 提供“黑匣子”功能；0 470 s，记录 U、I、V、列车状态、走行距离。（14） 提供“看门狗”功能。3. DCU 的基本工作原理DCU 主要负责牵引 / 制动控制、脉冲模式产生、逆变器保护、速度测量、牵引 / 制动指令参考值处理、转矩控制、电压电流控制等。DCU 从列车线和外部控制系统（ATO）接收司机指令及 RVC（牵引 / 制动参考值转换器）的指令参考值，接收本车的 3 个电机速度信号

20、、拖车的一个转轴速度信号、各个模拟信号测量值，根据参考值和实际检测值进行计算，脉冲模式发生器 A303 板产生脉冲模式指令信号（PMA 、PMB 、PMC 、PMBS ），送入逆变器保护单元 UNAS 处理后再向 VVVF 的逆变模块和制动斩波模块发出；为了故障和状态显示的需要，DCU 的 3 个等级的故障信号和 3 个列车模拟信号值（速度、网压、牵引力）输出到中央故障存储单元 CFSU；为了满足列车制动的需求，向电子制动单元 ECU 输出 3 个电制动信号（电制动力矩、电制动正常、滑行保护作用）；UNAS 向 DCU 提供牵引电机控制所需的所有测量值（如电机电流、电容电压等），及 UNAS

21、的保护动作信息；VVVF 内的线路滤波电容由 DCU 直接控制充放电；通过一个 V24 接口，可用 PTU 读取过程数据存储器 PDA 和“黑匣子”KWR中的数据。DCU 的软件主要分为车辆控制软件、牵引 / 制动控制软件和故障诊断软件等。牵引/ 制动控制软件主要分为几个模块：线路电容 器充放电控制模块、牵引/ 制动指令参考值处理模块、转矩矢量控制模块、电阻制动控制模块等。I-147（1） 线路电容器充放电控制模块控制充电接触器 K3、放电接触器 K4 和线路接触器 K1 的动作及电容器的充放电。该模块在软件和硬件中均设有联锁，保证 K3 和 K4 不会同时闭合，以避免主电路短路。（2） 牵引

22、/ 制动指令参考值处理模块DCU 接收输入的牵引/ 制动指令、方向指令、限速指令及指令参考值等，在牵引/ 或制动工况下对参考值进行转矩特性调整，使转矩参考值与车辆的牵引/ 制动转矩特性相适应，并经过冲击极限、最大速度限制、最大线电流、防滑/ 防空转粘着保护计算等，形成最终的牵引/ 制动转矩参考值，传送到转矩矢量控制模块。（3） 转矩矢量控制模块转矩控制采用矢量控制模式，基本思想是将交流电机等效为直流电机，按直流电机的控制理论来实现对交流电机的控制，以获得与直流电机一样的良好动态特性。应用坐标变换方法，根据电机的相电流、线电压和转速，通过磁场观测器，计算出电机转子的实际磁场矢量、实际转矩等。通过

23、矢量变换，实现对异步交流电机转速和磁场的完全解藕，控制电机的转子磁场。转矩矢量控制模块是 DCU 控制软件中核心部分。（4） 电阻制动控制模块列车制动时，一般优先进行再生制动。该模块检测电容电压 XUD，一旦超过设定值（1800 V），由再生制动转入电阻制动，并计算制动斩波器的开通占空比，输出斩波器通断指令信号。故障诊断软件对 DCU/ UNAS、VVVF 及各种外围设备的故障进行诊断，将故障数据记录在处理数据存储单元 PDA 中。4. UNAS 的基本功能逆变器保护单元 UNAS 负责 VVVF 牵引逆变器的保护，与 DCU 一起组成车辆的牵引 / 制动控制系统。UNAS 处理 DCU 的脉

24、冲模式发生器 A303 板产生的脉冲模式指令信号和控制微机 A304 板发出的使能信号，转化成各个 GTO 的通断指令；通过控制 GTO 的通断，在 VVVF 工作的过程中进行保护（软保护），防止电过载和热过载，及实现相模块中 GTO 的联锁逻辑保护； UNAS 与 GTO 之间的开关指令和通断状态反馈信号的传输采用光纤以防止电磁干扰，在有 GTO 通断故障时，实施与电源的隔离；向DCU 发出线路接触器 K1 分断指令；UNAS 的诊断微处理器存储保护动作信息，可用 PTU 经 RS232 串行接口读取存储的数据；另外，UNAS 通过 4 根故障信号线可向 DCU 发送 16 个故障信息代码，

25、存入过程数据存储器 PDA 中。在 UNAS 的中央处理诊断板（A325 ）面板上提供了与 PTU 通讯的串行接口，可对 VVVF 和 UNAS进行监测。（1） 对 VVVF 逆变器进行监测与保护；电压电流保护、温度保护，分为 3 级。（2） 为 GTO 进行脉冲分配；（3） 电压电流的获取值处理；将 LEM 传感器输出的 0 20 mA 电流值转换成 -10 +10V 电压信号送入 DCU。（4） 对 VVVF 进行初始化开钥匙后，UNAS 启动板向 GTO 发出：“关断 导通 关断 导通”指令（800 ms），否则发出“严重故障”信号。（5） 监测 GTO 开/关状态；（6） VVVF 及

26、 UNAS 本身的故障诊断及存储；5. DCU 的 PCB 插件板功能描述6.1 DCU 的 PCB 板（1） A303 中央控制板、脉冲模式发生板（2） A304 中央处理板、控制 / 调整 / 监测板（3） A305、 A306 速度信号处理和中断控制板（4） A307 PDA 数据存储板I-148（5） A308 测量值调整板（6） A309 温度测量及 U/I 转换板（7） A310 PWM 指令参考值处理板（8） A311、 A312 输入信号调整板（9） A313 输出信号调整板（10） A314、 A315 输入 / 输出接口板DCU 工作方框图6.2 A301、A302、A32

27、1、A322 电源板6.2.1 A301 板： +24V / 50WA321 板： 24V / 50W 24 V 电源供给 LEM 电压电流传感器、压力开关。当无 24 V 电源时，DCU 本身能工作。6.2.2 A302 板： 15V / 60W，供给速度传感器、光纤插头转换器。6.2.3 A322 板： +5V / 80W，供给 DCU 的 CPU 板。6.3 A303（CE1）中央控制板、脉冲模式发生板A304（CE1）中央处理板、控制 / 调整 / 监测板6.3.1 A303 脉冲模式发生板主要组成： 80C166 控制微机、 6 个脉宽调制通道、 10 个 10 位 A/D（模拟 /

28、 数字）变换器（0 +5V）、 8 个 8 位 D/A（数字 / 模拟）变换器（0 +10V）、 GEATRACM 总线接口、 一个 10 Mb/s 的快速串行通讯 link 适配模块、 串行接口、 用于模拟信号调整的 5V 和 10V 参考电压电源、 32k SMD RAM、8k DIP EEPROM、128k LCC EPROM 存储器、 LCA programmable logic component 可编程逻辑单元 。6 个脉宽调制通道中的 4 个用作脉宽发生器，通过 transputer link 接口与 A304 板通讯 D/A 和A/D 变换器未使用。LCA 集成逻辑块产生中断处

29、理、GEATRAC M 控制信号、等待状态。面板上有个 9 针孔串行接口插座；6 个 LED 显示灯，其中一个为看门狗，闪动频率 1.6 s。6.3.2 A304 中央处理板组成： 与 303 板相同。A/D（模拟 / 数字）变换器测量经过其它 PCB 板预处理的模拟信号，包括XUN、 XUD、 XIN、XLAST 、WEOEVE、XISA、XISB；D/A（数字 / 模拟）变换器将数字化的过程模拟信号转换成模拟信号以供测量；通过 transputer link 接口与 A303 板通讯；串行接口可用于诊断目的。面板上的 9 针孔串行接口插座，可用于诊断目的；6 个 LED 显示灯，其中一个为

30、看门狗，闪动频率 1.6 s。6.3.3 A303 板与 A304 板的工作通讯GEATRAC 总线速度 速度信号 信号指令值模拟测量值数字信号 数字信号 输入 模拟信号110V 列车线 110V 列车线 输出 A303 A304 A305 A306 A307A310A313 A311 A312A308A309I-149DCU 启动时，A303 板和 A304 板内的 2 个 CE1 微机开始初始化和同步化，对系统进行自检。启动正常完成后，A307 板的 LED 显示器将显示“CHECK OK”。在每一次时钟脉冲（50 ms）结束时， A304 板向 A303 板发送信息： 逆变器相控因数 电

31、机定子频率 角度调整 脉冲发生器使能A303 板根据收到的信息，计算得出所需要的脉冲模式，向 A304 板反馈信息： 现时采样间隔长度 当前的电压向量角度变化 下个采样点的电压向量角度位置 当前脉冲模式的数字代码。由于两个微机之间的通信速率很高，它们之间的通信通过一专门设计的通信模块进行，传输速率达到 10 Mb/s，实现对 VVVF 的实时控制。经 A310 板输入的牵引/ 制动指令参考值需经过以下的限制与调整（每 50 ms 调整一次）：（1） 载荷调整车辆的载荷由 ECU 通过装在空气弹簧内的压力传感器获取，并转送到 DCU，各个动车的 DCU只接受本车 ECU 的载荷信号。当 V =

32、0 km/h， DCU 接收到牵引指令时，将载荷信号值存入作为牵引/制动的校正值。如果未收到 ECU 的载荷信号，DCU 牵引时用 AW2 的载荷值代替，制动时用 AW3 的载荷值代替。（2） 冲击极限 0.75 m/s 3空转 / 滑行保护时，或列车紧急制动时，冲击极限的限制不起作用。（3） （牵引）速度限制 3 km/h 慢行限速，将最大力矩定为本身力矩的 75%； 10 km/h 限速； 80 km/h 限速，切除牵引，进行惰行。3 种速度限制中，退行 10 km/h 和慢行 3 km/h 2 种限速指令来自列车线，80 km/h 限速指令由DCU 发出。（4） （牵引）线电流限制每节动

33、车 720 A。（5） （制动）电网电压不足制动期间，如电网电压在 1500V 以下，根据速度和网压的不同具体值，电制动力矩可能不能满足制动要求，需由气制动补充；如网压降到 1000V 以下，电制动完全由气制动代替。（6） 空转 / 滑行保护空转：牵引力大于粘着力，发生空转的轮对转速大于列车速度。滑行：制动力大于粘着力，发生滑行的轮对转速小于列车速度。列车的实际速度由 A 车轮轴上速度传感器提供，与动车上的电机速度信号分别比较，判断轮对是否发生空转/滑行。即使在无 A 车轮轴的速度信号时，DCU 仍可采用对 3 个电机速度信号的计算值，作为列车的实际速度。由于一号线车辆是一节动车的一台 VVV

34、F 逆变器并联向 4 台牵引电机供电，当 DCU 监测到任一轮对出现电制动滑行时，会向 VVVF 发出降低电制动力的指令，使本车的 4 个轮对的制动力矩同时下降，待滑行消除后再恢复。电制动严重滑行时，如果粘着力 50% 超过 3 s，DCU 将切除电制动，由 ECU 补充气制动。6.4 A305 和 A306 速度信号处理板A303 A304 A307I-150组成： 可编程中断控制器、 2 个 U/ f 电压模拟信号输入端用于电压测量、 2 个转速测量器、 可编程测量参考脉冲，可达 20 MHz、 GEATRAC -M 总线接口。可编程中断控制器将 10 个中断信号合成一个共用中断，经 GE

35、ATRACM 总线传送到 A304 中央控制板；2 个电压输入测量端的 U / f 转换器和计数器（串联），将 VVVF 的输出线电压 XUAB、XUBC转换成正比于电压值的频率信号，经 GEATRACM 总线传送到 A304 中央控制板；转速信号经可编程测量参考脉冲重复记数，确定出转速，而且还测出方向及旋转角。处理完的速度信号也经 GEATRACM 总线传送到 A304 中央控制板。如果检测出输入的转速信号两相中一相有错误，将转换到单相测量。每次 DCU 启动后，第一次接到牵引指令列车运行时，如检测到某个轴的速度传感器故障，即将该速度信号切除，DCU 再次启动后重新检测。（1） A305 板

36、： 处理第 1、 3 轴电机速度传感器信号 N1、N3。（2） A306 板： 处理第 4 轴电机和拖车速度传感器信号 N4、NLA。6.5 A307 PDA 数据存储板PCB 板有 2 个存储区，分别有多个 RAM、EPROM 和 EEPRROM 存储器，用于过程数据存储器PDA 和 “黑匣子 ”KWR 的列车状态和故障信息存储。在列车停电后，由自带的电池供电，保证数据能够保存下来及让时钟继续工作。A304 板的 CE1 微机处理完的信息和列车状态存入 A307 板。PCB 板的元件还包括一个可编码的实时时钟、 2 节 3.6V / 1.9A 锂电池、带写保护的 PAL 地址解码器、内部电压

37、监测模块。面板上有一个 V24 接口、2 个 4 位数的 LED 显示器、2 个 10 位数的选码开关和 2 个功能键。操作选码开关和功能键可进行一些参数的设定如日期、时间等，查看牵引系统的故障信息代码，实时观察列车的状态和变量值，读取一些信号参数的记录值，完成牵引系统的部分检测试验。PCB 板内装一个写保护逻辑元件（硬保护）。逻辑元件保护存储的数据不被非规范写入，数据只能以固定的模式存入存储器中。写保护逻辑必须在每写入一个字节之前打开，因为 CC85 总线系统每写入一次后自动重新启动写保护，这对 PDA 或者其它卡都是一样的。6.6 A308 测量值调整板组成： 10 个差值放大器（diff

38、erence amplifier）、 10 个加数器(adder)。差值放大器的转换比为 3.93（47.5 k:12.1 k），加数器的作用是补充消去输入信号的负值部分。一个加数器和一个放大器串联，加上滤波电容，组成一个转换通道，共 10 个通道。将 UNAS 送入的-10 +10 V 模拟信号 XUN、XUD、XIN、XISA、XISB 转换成 0 5 V 的信号后，送入 A304 板，因其 A / D（模拟/ 数字）变换器只能处理 0 5 V 的信号。所有放大器的输出电压值可从 PCB 面板上的测试插孔测得。另外在面板上还有 5 个 10 k 的测试插孔，可用于模仿输入电压信号。6.7

39、A309 温度测量及 U / I 转换板组成：8 个由 Multiplexer 控制开通关断的输入端，其中 6 个用于 Pt100 电阻计的温度测量，2个电压电流测量输入端；4 个 U / I（电流 / 电压）变换器接口传送 0 20 mA 范围的电流信号。电路板的 Pt100 电阻计一般测量牵引电机温度，在一号线车辆未使用。电压电流测量输入端将测量值的幅值变换后，传送到微机系统的 A / D 变换器。U / I 转换：将 UNAS 送入的 -10 +10 V 电压信号 转换成 4 20 mA 电流信号，输出到 CFSU或 ECU。XUN 电网电压VIST 列车速度 KLIP CFSUXZUG 实际牵引/制动力矩XMD 电制动力矩 本车及 A 车 ECUXZUG 信号数值：牵引100 KN