基于NXP+FPGA轨道交通3U机箱结构牵引控制单元

基于NXP+FPGA轨道交通异步电机牵引控制单元(TCU-IM)

异步电机牵引控制单元（TCU-IM）用于牵引逆变器-异步电机构成的牵引电传动系统，可采用车控或架控方式。执行高性能异步电机复矢量控制策略，具有响应迅速、有效可靠的防空转·滑行控制功能以及平稳、无冲击的带速重投技术。

无速度传感器控制
通过转速观察算法，推算出准确的转速和转子位置，在实际应用中，达到省去速度传感器的目的，降低成本并减少故障点。

弱磁控制
考虑逆变器输出电压与电机本体电流约束条件、最大转差角频率限制，以转矩最大化输出为目标得到全频率范围内的最优电流控制轨迹，控制牵引电机在保持恒定电压的前提下拓宽调速范围。

带速重投控制
在轨道交通中，惰行结束或故障恢复后，牵引变流器需要重新投入，另外，无速度传感器控制时，需要正确辨识转子位置，采用带速重投策略，实现无冲击控制。

防空转·滑行
TCU-IM中设计有高性能的防空转·滑行控制策略，从而达到及时、有效地防止车辆发生空转·滑行现象，并在不利的轨面条件下，实现最优黏着利用，提升车辆的有效牵引力。

分段同步空间矢量脉宽调制
轨道交通用大功率牵引逆变器受开关损耗与散热条件限制，其开关频率一般低于1kHz，部分条件下只有500Hz，低开关频率容易引起电流波形畸变、转矩脉动等问题。为解决这一问题，采用低频段异步调制、中高频段同步调制、高频段方波调制的多模式分段调制方法。

运行&故障数据记录维护
在列车运行过程中，对运行过程中所有数据进行存储，用于运行记录分析。
当发生故障时，单独记录牵引变流器发生故障时刻附近的运行信息，便于故障发生后对故障原因进行准确分析；同时单独记录对应的故障前后PWM指令和驱动反馈波形，以及相关的模拟量和数字量采样值，通过查看PWM发波情况分析故障原因。

技术参数：
尺寸（宽×高×深）：
427mm×132mm×230mm
重量：
10kg
输入电压：
110VDC或24VDC
运行温度范围：
–25℃～+70℃
通讯接口：
CAN/MVB/串行链路