[實(shí)用新型]一種脈沖變換裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420110928.0
• 申請(qǐng)日: 2014-03-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203775167U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉石勇;周維
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙南車電氣設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): H03K5/156
• 分類號(hào): H03K5/156
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 黃美成

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種脈沖變換裝置，尤其適用于作為鐵路機(jī)車車輛用脈沖變換裝置使用。

背景技術(shù)

HXD3C型電力機(jī)車為大功率機(jī)車，共有6個(gè)輪對(duì)，即6個(gè)電機(jī)，術(shù)語(yǔ)稱作為1～6位，其中1～3位為I端，4～6位為II端。機(jī)車在進(jìn)行大輔修之后需進(jìn)行頂輪作業(yè)，依次將1～6位單獨(dú)頂起，控制該輪對(duì)電機(jī)以一定的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)專用設(shè)備監(jiān)測(cè)電機(jī)、輪軸的工作狀態(tài)，以排除牽引電機(jī)與軸箱軸承的故障和隱患。由于機(jī)車電機(jī)速度的控制為閉環(huán)控制，采用霍爾速度傳感器的速度信號(hào)進(jìn)行主控速，并采用光電轉(zhuǎn)速傳感器的速度信號(hào)作為反饋。機(jī)車的1至6位電機(jī)上均安裝有霍爾速度傳感器，而光電轉(zhuǎn)速傳感器僅在2位和5位有安裝，這樣就會(huì)使得1位、3位、4位、6位頂輪作業(yè)時(shí)因無(wú)光電轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)作為速度反饋，導(dǎo)致控制柜工作不正常而引起飛車的可能；此外，作業(yè)過(guò)程中，需要定速運(yùn)行，采取的方式為司機(jī)手動(dòng)不停的進(jìn)行加速、減速來(lái)實(shí)現(xiàn)，控制精度低且效率低；同時(shí)，作業(yè)時(shí)停車無(wú)法采取電阻制動(dòng)，停車時(shí)間長(zhǎng)，工作效率低下且易發(fā)生安全事故。

因此，有必要設(shè)計(jì)一種脈沖變換裝置，為機(jī)車提供充分的速度反饋信號(hào)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種脈沖變換裝置，該脈沖變換裝置為機(jī)車控制系統(tǒng)提供速度反饋信號(hào)，使得檢修人員能夠高效、安全、可靠的進(jìn)行檢修作業(yè)。

實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下：

一種脈沖變換裝置，包括主控模塊、電源模塊、輸入調(diào)理電路和脈沖輸出電路；輸入調(diào)理電路包括3條調(diào)理支路；每條調(diào)理支路依次由電平轉(zhuǎn)換電路和光耦隔離電路串聯(lián)而成；

主控模塊中集成有脈沖采集電路和脈沖比例放大電路；

3路霍爾傳感器固定在機(jī)車電機(jī)的旋轉(zhuǎn)部件的上方【實(shí)例中是安裝在與電機(jī)轉(zhuǎn)軸同軸旋轉(zhuǎn)的齒輪上方工位，該工位專門(mén)用于安裝霍爾傳感器】，3路霍爾傳感器的輸出信號(hào)分別經(jīng)3條調(diào)理支路與主控模塊的脈沖采集電路相連；

所述的電源模塊包括依次相連的濾波電路和直流變換電路，為主控模塊供電；

脈沖比例放大電路的輸入端接脈沖采集電路的輸出端；

脈沖比例放大電路的輸出端即主控模塊的脈沖輸出接口與脈沖輸出電路相連；

所述的脈沖輸出電路包括依次相連的放大電路和光耦隔離電路。

脈沖采集電路為計(jì)數(shù)器，對(duì)到來(lái)的3路脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，如果主控電路為微處理器，則脈沖采集電路可以采用計(jì)數(shù)器中斷端口或外部中斷端口實(shí)現(xiàn)，為后續(xù)的脈沖比例放大做準(zhǔn)備，其實(shí)現(xiàn)為現(xiàn)有技術(shù)。

電平轉(zhuǎn)換電路的作用為將霍爾傳感器輸出脈沖信號(hào)電平(低電平越0.7V，高電平約7V)轉(zhuǎn)換為低電平約0V，高電平約3.3V的脈沖信號(hào)，以供主控模塊(CPU)采集。放大電路的作用是將主控模塊輸出為低電平約0V，高電平約3.3V的方波脈沖信號(hào)，轉(zhuǎn)換為高電平>9V，低電平<1V的脈沖信號(hào)。

所述的主控模塊中集成有串行通信接口和用于與LED顯示器相連的信息顯示接口。

直流變換電路為12～30V轉(zhuǎn)3.3V電源。

脈沖比例放大電路是指用于實(shí)現(xiàn)霍爾速度傳感器每輸出2.164275個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)光電轉(zhuǎn)速傳感器輸出1個(gè)脈沖的電路【可以由FPGA實(shí)現(xiàn)】。

所述的主控模塊采用FPGA或LPC1758芯片。

采集模塊分三路采集霍爾速度信號(hào)，采集到的信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊(即電平轉(zhuǎn)換電路)后，通過(guò)光電隔離模塊進(jìn)行隔離處理，然后送給主控模塊。主控模塊通過(guò)特定的算法計(jì)算輸出脈沖信號(hào)的電平跳變時(shí)刻，該脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)放大電路的放大及隔離處理后輸出。采用3只LED燈用于裝置狀態(tài)的指示，即霍爾速度傳感器供電狀態(tài)、裝置電源工作指示、裝置光電轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)輸出指示。

機(jī)車6個(gè)軸位上均安裝有霍爾速度傳感器，其中1～3位為I端，4～6位為II端?；魻査俣葌鞲衅魉俣刃盘?hào)的采集采用并聯(lián)的方式獲取。由于6個(gè)霍爾速度傳感器均為雙通道傳感器，故只需任取一路信號(hào)作為裝置的輸入。此外I端的3個(gè)霍爾速度傳感器接到機(jī)車I端的連接器上，II端的3個(gè)霍爾速度傳感器接到機(jī)車II端的連接器上，而兩個(gè)連接器的接口兼容。故而，霍爾速度信號(hào)輸入連線可以同時(shí)采集3個(gè)軸位的速度信號(hào)。分別對(duì)兩端進(jìn)行作業(yè)時(shí)，只需將霍爾速度信號(hào)輸入連線與機(jī)車上對(duì)應(yīng)端的連接器對(duì)接即可，操作方便。

光電信號(hào)輸出連線用于將裝置輸出的光電速度信號(hào)接至光電上車電纜，作為速度反饋信號(hào)送給控制系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)控制。