一、项目背景和意义
轨道交通具有占地少、运量大、能耗低、污染小、安全性高等诸多优点，一直是世界各国现代化交通运输体系中极为重要的运输手段。随着轨道交通的不断发展，城市轨道交通网络不断扩建，城市轨道交通运输体系在优化城市交通系统、改善城市居民出行方式起到了非常重要的作用。
轨道交通牵引系统是实现电力机车交流传动的核心，涉及电力电子、电机、微机控制等多个领域，主要包括：牵引变流器及控制装置、网络通讯与控制装置、牵引电机等，在一定程度上体现了车辆装备的技术先进水平。我们针对轨道车辆牵引和辅助供电控制系统的研发，进一步改进和完善轨道交通车辆的牵引控制技术，进而达到牵引控制的标准化、通用化、平台化，促进我国轨道交通体系的进一步发展，并能替代进口。
二、项目主要创新成果
轨道交通牵引控制系统是牵引变流器的关键，主要功能是通过多功能车辆网络接收司机命令，控制功率元器件IGBT输出变压变频的三相电压以驱动牵引电机，实现车辆的前向/后向的牵引与制动。为保障车上乘客的舒适与安全，车辆还需装备空调、通风、照明等设备，其供电为传统工频制式，需要辅助变流器提供。控制系统是辅助变流器的关键，控制三相全桥模块输出三相380VAC、单相220VAC，为车上负载提供稳定的电源。
本项目解决了轨道交通车辆核心零部件——高压大功率兆瓦级牵引和变流系统中的控制板卡的“卡脖子”现象，彻底实现了直流供电母线1500VDC电压等级2MW牵引变流核心控制板的自主化设计及制造。包括控制板的硬件设计制造、底层软件代码开发、系统应用层软件代码开发和电机电源控制算法代码开发等核心技术。
板卡采用MCU+DSP+FPGA多核协控技术，实现硬件关键芯片和PCBA、底层软件、系统软件和电机控制算法的完全国产化和知识产权自主化，解决多芯片数据协同、3300V/1500A数字化驱动技术、500Hz低开关频率大延迟下的电机控制算法等关键技术问题。并开发了智能化牵引控制和电机参数识别算法，扩大牵引控制系统的适用范围，包括地铁、调机、磁浮等。融入了关键零部件健康度估算和智能专家运维管理算法，大大降低牵引系统故障率和提升在线无故障运行周期。在此基础上，国产化控制系统方案还开展全SiC功率器件牵引系统研究，充分提高变流器效率，降低损耗，实现系统高效节能、绿色环保和轻量化设计。
三、项目实施效果和实践意义
本项目实现了控制系统软硬件的完全国产化，为确保控制系统乃至控制芯片的国产化奠定应用技术以及为轨道交通长期稳定运行奠定坚实基础。通过与进口板卡的特性对比测试与技术指标统一等手段，实现了与进口板卡的接口一致、性能看齐、功能兼容，实现了真正意义上的国产化替代。项目产品已经实现了批量生产，并成功运用在常州地铁、东莞地铁、成都地铁等线路。新增销售56655万元，新增利润7510万元，获得授权发明专利16件，取得了良好的经济效益和社会效益。

一、项目背景和意义
轨道交通具有占地少、运量大、能耗低、污染小、安全性高等诸多优点，一直是世界各国现代化交通运输体系中极为重要的运输手段。随着轨道交通的不断发展，城市轨道交通网络不断扩建，城市轨道交通运输体系在优化城市交通系统、改善城市居民出行方式起到了非常重要的作用。
轨道交通牵引系统是实现电力机车交流传动的核心，涉及电力电子、电机、微机控制等多个领域，主要包括：牵引变流器及控制装置、网络通讯与控制装置、牵引电机等，在一定程度上体现了车辆装备的技术先进水平。我们针对轨道车辆牵引和辅助供电控制系统的研发，进一步改进和完善轨道交通车辆的牵引控制技术，进而达到牵引控制的标准化、通用化、平台化，促进我国轨道交通体系的进一步发展，并能替代进口。
二、项目主要创新成果
轨道交通牵引控制系统是牵引变流器的关键，主要功能是通过多功能车辆网络接收司机命令，控制功率元器件IGBT输出变压变频的三相电压以驱动牵引电机，实现车辆的前向/后向的牵引与制动。为保障车上乘客的舒适与安全，车辆还需装备空调、通风、照明等设备，其供电为传统工频制式，需要辅助变流器提供。控制系统是辅助变流器的关键，控制三相全桥模块输出三相380VAC、单相220VAC，为车上负载提供稳定的电源。
本项目解决了轨道交通车辆核心零部件——高压大功率兆瓦级牵引和变流系统中的控制板卡的“卡脖子”现象，彻底实现了直流供电母线1500VDC电压等级2MW牵引变流核心控制板的自主化设计及制造。包括控制板的硬件设计制造、底层软件代码开发、系统应用层软件代码开发和电机电源控制算法代码开发等核心技术。
板卡采用MCU+DSP+FPGA多核协控技术，实现硬件关键芯片和PCBA、底层软件、系统软件和电机控制算法的完全国产化和知识产权自主化，解决多芯片数据协同、3300V/1500A数字化驱动技术、500Hz低开关频率大延迟下的电机控制算法等关键技术问题。并开发了智能化牵引控制和电机参数识别算法，扩大牵引控制系统的适用范围，包括地铁、调机、磁浮等。融入了关键零部件健康度估算和智能专家运维管理算法，大大降低牵引系统故障率和提升在线无故障运行周期。在此基础上，国产化控制系统方案还开展全SiC功率器件牵引系统研究，充分提高变流器效率，降低损耗，实现系统高效节能、绿色环保和轻量化设计。
三、项目实施效果和实践意义
本项目实现了控制系统软硬件的完全国产化，为确保控制系统乃至控制芯片的国产化奠定应用技术以及为轨道交通长期稳定运行奠定坚实基础。通过与进口板卡的特性对比测试与技术指标统一等手段，实现了与进口板卡的接口一致、性能看齐、功能兼容，实现了真正意义上的国产化替代。项目产品已经实现了批量生产，并成功运用在常州地铁、东莞地铁、成都地铁等线路。新增销售56655万元，新增利润7510万元，获得授权发明专利16件，取得了良好的经济效益和社会效益。