牽引系統(tǒng)功率模塊控制信號仿真器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種牽引系統(tǒng)功率模塊控制信號仿真器，包括：指令接收器、A/D轉(zhuǎn)換器、控制單元以及驅(qū)動(dòng)器，該A/D轉(zhuǎn)換器分別與上述指令接收器、控制單元及驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)連接，該指令接收器接收外界發(fā)出的指令數(shù)據(jù)經(jīng)分析后傳送給A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器將指令數(shù)據(jù)經(jīng)信號轉(zhuǎn)換后發(fā)送給控制單元，控制單元分析得到相對應(yīng)的控制指令并通過A/D轉(zhuǎn)換器來控制驅(qū)動(dòng)器。本實(shí)用新型能夠仿真各品牌型號牽引系統(tǒng)控制單元在各個(gè)工作狀況下的發(fā)出頻率、幅值、占空比等各項(xiàng)參數(shù)均可調(diào)節(jié)的脈沖控制信號。
【專利說明】牽引系統(tǒng)功率模塊控制信號仿真器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及軌道交通牽引系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其指代一種模擬地鐵列車牽引系統(tǒng)控制單元在不同工況下對地鐵列車功率單元發(fā)出相應(yīng)的脈沖控制信號，用以控制地鐵列車牽引系統(tǒng)功率模塊的仿真器。

【背景技術(shù)】
[0002]地鐵列車牽引系統(tǒng)控制單元作為地鐵列車動(dòng)力控制中樞，根據(jù)不同的工況命令要求，對地鐵列車牽引控制單元輸出相應(yīng)的控制脈沖。牽引系統(tǒng)功率模塊控制信號仿真器可仿真各品牌型號牽引系統(tǒng)控制單元在各個(gè)工作工況下的脈沖控制信號，可用于地鐵列車牽引系統(tǒng)功率模塊的測試平臺，作為控制脈沖信號發(fā)生裝置。
[0003]牽引系統(tǒng)作為列車動(dòng)力系統(tǒng)，安全性、可靠性要求極高，目前國內(nèi)采用的牽引系統(tǒng)多為國外產(chǎn)品，國內(nèi)牽引產(chǎn)品發(fā)展遲緩不僅因?yàn)橄嚓P(guān)的關(guān)鍵技術(shù)短缺與落后，也在于試驗(yàn)條件的要求苛刻，實(shí)驗(yàn)條件投資巨大。牽引系統(tǒng)控制單元作為牽引系統(tǒng)的控制中樞，是整個(gè)牽引系統(tǒng)工作命令的輸出裝置，也是牽引系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備最不可或缺的一部分。因此，相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】人員研制一種牽引系統(tǒng)功率模塊控制信號仿真器成為重要的課題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種牽引系統(tǒng)功率模塊控制信號仿真器，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，能夠仿真各品牌型號牽引系統(tǒng)控制單元在各個(gè)工作狀況下的發(fā)出頻率、幅值、占空比等各項(xiàng)參數(shù)均可調(diào)節(jié)的脈沖控制信號。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的一種牽引系統(tǒng)功率模塊控制信號仿真器，包括:指令接收器、A/D轉(zhuǎn)換器、控制單元以及驅(qū)動(dòng)器，該A/D轉(zhuǎn)換器分別與上述指令接收器、控制單元及驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)連接，該指令接收器接收外界發(fā)出的指令數(shù)據(jù)經(jīng)分析后傳送給A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器將指令數(shù)據(jù)經(jīng)信號轉(zhuǎn)換后發(fā)送給控制單元，控制單元分析得到相對應(yīng)的控制指令并通過A/D轉(zhuǎn)換器來控制驅(qū)動(dòng)器。
[0006]優(yōu)選地，上述的指令接收器為可編程邏輯控制器。
[0007]優(yōu)選地，上述的指令數(shù)據(jù)包括脈沖信號的寬度、頻率、占空比以及測試產(chǎn)品的工作模式。
[0008]優(yōu)選地，上述的驅(qū)動(dòng)器連接9針插孔連接器。
[0009]優(yōu)選地，上述的牽引系統(tǒng)功率模塊控制信號仿真器的載波頻率調(diào)整范圍為:1-500HZ ;調(diào)制波頻率調(diào)整范圍為1-150HZ ;死區(qū)時(shí)間調(diào)整范圍為5_20us ;脈沖寬度調(diào)節(jié)范圍為1%?99% ;脈沖電壓幅值范圍為OV?+5V。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果:
[0011]1.可模擬任意信號牽引系統(tǒng)控制單元的的控制脈沖信號；
[0012]2.精確設(shè)置脈沖信號，可對任意單脈沖進(jìn)行設(shè)置；
[0013]3.設(shè)置后反應(yīng)速度快，可在Ims內(nèi)發(fā)出相應(yīng)脈沖信號；
[0014]4.對測試的模塊各電氣元件數(shù)據(jù)可一次性集成獲取，系統(tǒng)集成度高，數(shù)據(jù)處理速度快，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的高效性和及時(shí)性，真正做到了低成本高效能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1繪示本實(shí)用新型牽引系統(tǒng)功率模塊控制信號仿真器的電路原理框圖。
[0016]圖2繪示本實(shí)用新型牽引系統(tǒng)功率模塊控制信號仿真器中9針插孔連接器于實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合實(shí)施例與附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，實(shí)施方式提及的內(nèi)容并非對本實(shí)用新型的限定。
[0018]參照圖1所示，本實(shí)用新型的一種牽引系統(tǒng)功率模塊控制信號仿真器，包括:指令接收器1、A/D轉(zhuǎn)換器2、控制單元3以及驅(qū)動(dòng)器4，該A/D轉(zhuǎn)換器2分別與上述指令接收器1、控制單元3及驅(qū)動(dòng)器4數(shù)據(jù)連接，該指令接收器I接收外界發(fā)出的指令數(shù)據(jù)經(jīng)分析后傳送給A/D轉(zhuǎn)換器2，A/D轉(zhuǎn)換器2將接收到的模擬指令數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字指令信號后發(fā)送給控制單元3，控制單元3分析該數(shù)字指令信號得到相對應(yīng)的控制指令并通過A/D轉(zhuǎn)換器2進(jìn)行轉(zhuǎn)換后來控制驅(qū)動(dòng)器4，其中:
[0019]該指令接收器I為可編程邏輯控制器(PLC)，接收外界發(fā)出的指令數(shù)據(jù)，該指令數(shù)據(jù)包括脈沖信號的寬度、頻率、占空比以及測試產(chǎn)品的工作模式，并對這些指令數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、判斷，并發(fā)出相應(yīng)的模擬指令信號給A/D轉(zhuǎn)換器2。
[0020]該A/D轉(zhuǎn)換器2用于指令接收器1、控制單元3及驅(qū)動(dòng)器4之間的數(shù)模信號轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)通信，接收指令接收器I發(fā)送的模擬指令信號將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字指令信號發(fā)送給控制單元3 ;接收控制單元3分析判斷后得到的上述數(shù)字指令信號相對應(yīng)的控制信號，并將其發(fā)送給驅(qū)動(dòng)器4。
[0021]該控制單元3為一個(gè)控制電路板，對A/D轉(zhuǎn)換器2發(fā)送的數(shù)字指令信號進(jìn)行分析，通過其內(nèi)部軟件進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算機(jī)控制，經(jīng)判斷后得到相對應(yīng)的指令，并通過A/D轉(zhuǎn)換器2控制驅(qū)動(dòng)器4輸出，同時(shí)發(fā)送相應(yīng)的指令執(zhí)行情況數(shù)據(jù)給上述指令接收器I。
[0022]該驅(qū)動(dòng)器4為驅(qū)動(dòng)芯片，接收上述A/D轉(zhuǎn)換器2發(fā)送的控制單元3發(fā)出的控制指令，通過連接9針插孔連接器與外部測試產(chǎn)品通信，包括控制上下橋臂開通/關(guān)斷、脈沖信號形成及發(fā)出、測試產(chǎn)品低壓電源供應(yīng)等。
[0023]參照圖1、圖2所示，上述的9針插孔連接器由9個(gè)插孔構(gòu)成，其中:插孔I對應(yīng)15V直流電源中的OV導(dǎo)線；插孔2對應(yīng)15V直流電源中的15V導(dǎo)線，為測試產(chǎn)品提供相應(yīng)的低壓工作電源；插孔3和插孔4分別對應(yīng)上述驅(qū)動(dòng)器4上的GATE+和GATE-腳，且二者相互關(guān)聯(lián)，即:確保橋電路的上下橋臂H IGBT (B)與B IGBT (H)互鎖，插孔3和插孔4的電壓值相同時(shí)H IGBT與B IGBT處于關(guān)閉狀態(tài)；插孔5對開關(guān)元件H發(fā)出相應(yīng)的脈沖信號；插孔6為開關(guān)元件H和開關(guān)元件B的狀態(tài)的外包屏蔽線接口 ；插孔7反饋狀態(tài)15V電壓信號中的OV電壓導(dǎo)線；插孔8對開關(guān)元件B發(fā)出相應(yīng)的脈沖信號。
[0024]上述驅(qū)動(dòng)器4的RE、H-RE、B_RE腳對應(yīng)插孔5及插孔8，并根據(jù)相應(yīng)的上下橋臂通斷指令，發(fā)出對應(yīng)的脈沖信號。
[0025]本實(shí)用新型的牽引系統(tǒng)功率模塊控制信號仿真器的載波頻率調(diào)整范圍為:
1-500HZ ;調(diào)制波頻率調(diào)整范圍為1-150HZ ;死區(qū)時(shí)間調(diào)整范圍為5_20us ;脈沖寬度調(diào)節(jié)范圍為1%?99% ;脈沖電壓幅值范圍為OV?+5V。能夠模擬各型號列車牽引系統(tǒng)控制單元產(chǎn)生頻率、幅值、占空比等各項(xiàng)參數(shù)均可調(diào)節(jié)的脈沖信號滿足列車牽引系統(tǒng)功率模塊調(diào)試的要求。對逆變電路開關(guān)器件的通斷進(jìn)行控制，使輸出端得到一系列幅值相等的脈沖，用這些脈沖來代替正弦波或所需要的波形。即在輸出波形的半個(gè)周期中產(chǎn)生多個(gè)脈沖，使各脈沖的等值電壓為正弦波形，所獲得的輸出電壓低次諧波少。按一定的規(guī)則對各脈沖的寬度進(jìn)行調(diào)制，即可改變逆變電路輸出電壓的大小，也可改變輸出頻率?？蔀镮GBT驅(qū)動(dòng)板提供工作電源，并收集驅(qū)動(dòng)板的部分反饋信號。
[0026]本實(shí)用新型的牽引系統(tǒng)功率模塊控制信號仿真器可仿真各品牌型號牽引系統(tǒng)控制單元在各個(gè)工作工況下的發(fā)出頻率、幅值、占空比等各項(xiàng)參數(shù)均可調(diào)節(jié)的脈沖控制信號，讓牽引系統(tǒng)功率模塊在實(shí)驗(yàn)室條件下工作成為一種可能。
[0027]本實(shí)用新型具體應(yīng)用途徑很多，以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種牽引系統(tǒng)功率模塊控制信號仿真器，其特征在于，包括:指令接收器、A/D轉(zhuǎn)換器、控制單元以及驅(qū)動(dòng)器，該A/D轉(zhuǎn)換器分別與上述指令接收器、控制單元及驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)連接，該指令接收器接收外界發(fā)出的指令數(shù)據(jù)經(jīng)分析后傳送給A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器將指令數(shù)據(jù)經(jīng)信號轉(zhuǎn)換后發(fā)送給控制單元，控制單元分析得到相對應(yīng)的控制指令并通過A/D轉(zhuǎn)換器來控制驅(qū)動(dòng)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牽引系統(tǒng)功率模塊控制信號仿真器，其特征在于，上述的指令接收器為可編程邏輯控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牽引系統(tǒng)功率模塊控制信號仿真器，其特征在于，上述的指令數(shù)據(jù)包括脈沖信號的寬度、頻率、占空比以及測試產(chǎn)品的工作模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牽引系統(tǒng)功率模塊控制信號仿真器，其特征在于，上述的驅(qū)動(dòng)器連接9針插孔連接器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的牽引系統(tǒng)功率模塊控制信號仿真器，其特征在于，上述的9針插孔連接器由9個(gè)插孔構(gòu)成，其中:插孔1對應(yīng)15V直流電源中的0V導(dǎo)線；插孔2對應(yīng)15V直流電源中的15V導(dǎo)線，為測試產(chǎn)品提供相應(yīng)的低壓工作電源；插孔3和插孔4分別對應(yīng)上述驅(qū)動(dòng)器上的GATE+和GATE-腳，且二者相互關(guān)聯(lián)，插孔3和插孔4的電壓值相同時(shí)H IGBT與B IGBT處于關(guān)閉狀態(tài)；插孔5對開關(guān)元件Η發(fā)出相應(yīng)的脈沖信號；插孔6為開關(guān)元件Η和開關(guān)元件Β的狀態(tài)的外包屏蔽線接口 ；插孔7反饋狀態(tài)15V電壓信號中的0V電壓導(dǎo)線；插孔8對開關(guān)元件Β發(fā)出相應(yīng)的脈沖信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牽引系統(tǒng)功率模塊控制信號仿真器，其特征在于，上述的牽引系統(tǒng)功率模塊控制信號仿真器的載波頻率調(diào)整范圍為:1-500ΗΖ ;調(diào)制波頻率調(diào)整范圍為1-150ΗΖ ;死區(qū)時(shí)間調(diào)整范圍為5-20us ;脈沖寬度調(diào)節(jié)范圍為1%?99% ;脈沖電壓幅值范圍為0V?+5V。
【文檔編號】G05B17/02GK204188961SQ201420607899
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】馬劍, 陳鵬, 王超, 佟妍 申請人:南京軌道交通系統(tǒng)工程有限公司