CN105403785B - 一种地铁列车vvvf相模块低压测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地铁列车VVVF相模块低压测试系统，其包括有：系统供电模块，用以为待测VVVF相模块和系统控制模块供电；系统控制模块，包括有第一控制器单元和第二控制器单元，第一控制器单元用以接收用户的控制信息且传输给第二控制器单元，第二控制器单元用以负责现场控制，对待测VVVF相模块进行实时测试且将测试信息反馈给第一控制器单元；功能检测模块，与系统控制模块连接，用以对待测VVVF相模块的功能状态进行测试；人机交互模块，与系统控制模块连接，用以测试系统和用户之间的交互。本发明采用独立结构，解决了地铁列车VVVF相模块测试过程对列车过分依赖的问题，有效降低了因列车自身状态而影响检测结果的可能性，大大提高了VVVF相模块测试工作的质量和效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试系统装置，属于地铁列车检修技术领域，尤其是指一种地铁列车VVVF相模块低压测试系统。
背景技术
VVVF相模块是地铁列车牵引系统的核心部件，其设计复杂度高、技术含量高，属于全进口件，价格昂贵。VVVF相模块是用于将地铁列车从电网获得的电能变换为可以受列车牵引控制系统控制的调频调压的电能形式的核心执行部件。VVVF相模块是地铁列车牵引系统的主要部件，在保证列车安全运行的过程中发挥着及其重要的作用。
随着地铁列车在线运营时间增长，VVVF相模块由于长时间工作在高压大电流环境下，VVVF相模块内部半导体器件逐渐出现老化，电子板件元器件技术参数下降，致使列车牵引逆变模块故障率逐年增加；而VVVF相模块采购成本较高。针对这一现象，地铁公司本着安全运营、节约成本的原则，在运营过程中已经开展了VVVF相模块相关的维修工作。
而对于维修过后的VVVF相模块，通常需要装车测试，笨重的VVVF相模块每次装车调试都要耗费较多的人力、工时。一旦测试不正常，已经装车的VVVF相模块还需要再次拆下维修，然后再次装车测试，如此反复浪费了大量人力和工时，制约着维修效率，也影响了地铁列车的正常运营。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷与不足，提供一种地铁列车VVVF相模块低压测试系统，本测试系统采用独立结构，解决了地铁列车VVVF相模块测试过程对列车过分依赖的问题，有效降低了因列车自身状态而影响检测结果的可能性，大大提高了VVVF相模块测试工作的质量和效率。
为了实现上述目的，本发明按照以下技术方案实现：
一种地铁列车VVVF相模块低压测试系统，其包括有：
系统供电模块，用以为待测VVVF相模块和系统控制模块供电；
系统控制模块，包括有第一控制器单元和第二控制器单元，第一控制器单元用以接收用户的控制信息且传输给第二控制器单元，第二控制器单元用以负责现场控制，对待测VVVF相模块进行实时测试且将测试信息反馈给第一控制器单元；
功能检测模块，与系统控制模块连接，用以对待测VVVF相模块的功能状态进行测试；
人机交互模块，与系统控制模块连接，用以测试系统和用户之间的交互。
进一步，所述系统供电模块包括有第一DC/DC转换电路、第二DC/DC转换电路和第三DC/DC转换电路，第一DC/DC转换电路的输入端连接外置110V直流电源，输出端分别连接第二DC/DC转换电路的输入端和第三DC/DC转换电路的输入端，第二DC/DC转换电路的输出端连接测试系统，第三DC/DC转换电路的输出端连接待测VVVF相模块。
进一步，所述第一控制器单元和第二控制器单元分别采用STC12C5A60S2单片机，每一STC12C5A60S2单片机分别具有40个IO接口，每一STC12C5A60S2单片机分别连接有复位电路和晶振电路，及所述第一控制器单元和第二控制器单元通过RX/TX切换电路与外部上位机连接，以实现升级。
进一步，所述功能检测模块与第二控制器单元连接，包括有电光转换电路、光电转换电路、GTO状态反馈信号隔离电路、相模块温度传感器检测电路、相模块电气连接插入检测电路、相模块V1/V2检测电路；其中：上述电光转换电路采用通信专用的红光LED驱动电路，将系统控制模块发出的触发电信号转换为光信号，实现控制信号的电气隔离；上述光电转换电路采用通信专用的光电三极管接收电路，将待测VVVF相模块反馈回来的光信号转换成测试系统能够识别的电信号，实现反馈信号的电气隔离；上述GTO状态反馈信号隔离电路采用高速线性光耦隔离电路，用于对VVVF相模块内GTO状态进行检测，同时实现反馈信号在待测VVVF相模块和测试系统之间的电气隔离；上述相模块温度传感器检测电路采用转为电感式接近开关设计的带有短路保护的TCA505IC配合隔离变压器，实现对VVVF相模块内部温度传感器的状态进行隔离检测；上述相模块电气连接插入检测电路在测试系统与待测VVVF相模块之间的电气连接线的插头处设置两个短接的插针，实现对连接插头的连接状态进行检测；上述相模块V1/V2检测电路包括有V1/V2切换执行电路、V1/V2切换控制电路和V1/V2测试状态指示电路，实现测试系统自动对VVVF相模块内V1/V2管切换测试和状态指示。
进一步，所述人机交互模块包括有与第一控制器连接的主控制面板按键电路、液晶控制的配合按键电路、模式切换控制电路和人机交互12864液晶驱动电路，及与第二控制器连接的手动模式操作电路；其中：上述主控制面板按键电路由4*4行列键盘组成，用于用户设定触发模式、和触发条件；上述液晶控制的配合按键电路和人机交互12864液晶驱动电路配合使用，用于显示故障信息和人机交互进行参数设定、确认；上述模式切换控制电路，由一个切换电路组成，用于测试系统测试模式的切换，包括手动测试模式和自动测试模式两种，第一控制器单元实时监测该切换电路的状态；上述手动模式操作电路设置独立的操作按键，由第二控制器单元扫描按键状态进行判断，并执行相应动作，用于现场手动输入测试条件对VVVF相模块进行测试。
进一步，所述测试系统还包括有报警指示模块，该报警指示模块包括有与第二控制器单元连接的声光报警指示电路和过程监视数码管指示电路；其中：上述声光报警指示电路通过第二控制器单元控制自身的一个IO口去驱动声光报警指示电路，发出声音、光闪烁的报警信号，以提示用户故障信息的发生；上述过程监视数码管指示电路占用第二控制器单元三个IO口，使用8个独立的数码管，8个独立的数码管分别由8片独立的74HC595IC驱动，该8片独立的74HC595IC按照串行方式级联，实现对8个数码管的显示控制，用于显示检测过程施加的脉冲个数及丢失脉冲个数。
进一步，所述测试系统还包括有测试端子转换及接口电路，用于将测试系统内的部分关键信号进行隔离，并引接到测试系统的对外接口上，方便在测试系统外部对这些关键信号的检测。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
1、本发明采用独立的测试系统装置，解决了地铁列车VVVF相模块测试对列车过分依赖的问题，有效降低了因列车自身状态而影响检测结果的可能性，大大提高了VVVF相模块测试工作的质量和效率；
2、本发明减少了在装车过程中出现损坏VVVF相模块的概率，也避免了操作人员与高压设备接触的危险，杜绝了因VVVF相模块的状态不良而装车检测，使列车其它重要部件出现损坏的可能性。
为了能更清晰的理解本发明，以下将结合附图说明阐述本发明的具体实施方式。
附图说明
图1是本发明的电路原理框图。
具体实施方式
如图1所示，一种地铁列车VVVF相模块低压测试系统，其包括有：系统供电模块，用以为待测VVVF相模块和系统控制模块供电；系统控制模块，包括有第一控制器单元和第二控制器单元，第一控制器单元用以接收用户的控制信息且传输给第二控制器单元，第二控制器单元用以负责现场控制，对待测VVVF相模块进行实时测试且将测试信息反馈给第一控制器单元；功能检测模块，与系统控制模块连接，用以对待测VVVF相模块的功能状态进行测试；人机交互模块，与系统控制模块连接，用以测试系统和用户之间的交互。
进一步，所述系统供电模块包括有第一DC/DC转换电路、第二DC/DC转换电路和第三DC/DC转换电路，第一DC/DC转换电路的输入端连接外置110V直流电源，输出端分别连接第二DC/DC转换电路的输入端和第三DC/DC转换电路的输入端，第二DC/DC转换电路的输出端连接测试系统，第三DC/DC转换电路的输出端连接待测VVVF相模块。第一DC/DC变换电路将供给系统的110V直流电能变换为48V的直流电能分别供给第二DC/DC变换电路和第三DC/DC变换电路，第二DC/DC变换电路将48V直流电能变换为+5VDC、+15VDC、+30VDC供给测试系统，第三DC/DC变换电路将48V直流电能变换为48V、30KHz的脉动直流电能供给待测VVVF相模块。
进一步，所述第一控制器单元和第二控制器单元分别采用STC12C5A60S2单片机，每一STC12C5A60S2单片机分别具有40个IO接口，每一STC12C5A60S2单片机分别连接有复位电路和晶振电路，及所述第一控制器单元和第二控制器单元通过RX/TX切换电路与外部上位机连接，以实现升级。第一控制器单元为主控制器，实时扫描控制按键的信息，将用户预设的数据通过串口通信传输给第二控制器单元，且将第二控制器单元反馈回的状态信息显示在LCD屏幕上用于与用户交互；第二控制器单元负责现场控制，依据第一控制器单元传送的预设参数实时检测VVVF相模块的状态，过程数据通过数码管指示电路显示，且第二控制器单元将检测状态信息通过串口传送给第一控制器单元。
进一步，所述功能检测模块与第二控制器单元连接，包括有电光转换电路、光电转换电路、GTO状态反馈信号隔离电路、相模块温度传感器检测电路、相模块电气连接插入检测电路、相模块V1/V2检测电路；其中：上述电光转换电路采用通信专用的红光LED驱动电路，将系统控制模块发出的触发电信号转换为光信号，实现控制信号的电气隔离；上述光电转换电路采用通信专用的光电三极管接收电路，将待测VVVF相模块反馈回来的光信号转换成测试系统能够识别的电信号，实现反馈信号的电气隔离；上述GTO状态反馈信号隔离电路采用高速线性光耦隔离电路，用于对VVVF相模块内GTO状态进行检测，同时实现反馈信号在待测VVVF相模块和测试系统之间的电气隔离；上述相模块温度传感器检测电路采用转为电感式接近开关设计的带有短路保护的TCA505IC配合隔离变压器，实现对VVVF相模块内部温度传感器的状态进行隔离检测；上述相模块电气连接插入检测电路在测试系统与待测VVVF相模块之间的电气连接线的插头处设置两个短接的插针，实现对连接插头的连接状态进行检测；上述相模块V1/V2检测电路包括有V1/V2切换执行电路、V1/V2切换控制电路和V1/V2测试状态指示电路，实现测试系统自动对VVVF相模块内V1/V2管切换测试和状态指示。
进一步，所述人机交互模块包括有与第一控制器连接的主控制面板按键电路、液晶控制的配合按键电路、模式切换控制电路和人机交互12864液晶驱动电路，及与第二控制器连接的手动模式操作电路；其中：上述主控制面板按键电路由4*4行列键盘组成，用于用户设定触发模式、和触发条件；上述液晶控制的配合按键电路和人机交互12864液晶驱动电路配合使用，用于显示故障信息和人机交互进行参数设定、确认；上述模式切换控制电路，由一个切换电路组成，用于测试系统测试模式的切换，包括手动测试模式和自动测试模式两种，第一控制器单元实时监测该切换电路的状态；上述手动模式操作电路设置独立的操作按键，由第二控制器单元扫描按键状态进行判断，并执行相应动作，用于现场手动输入测试条件对VVVF相模块进行测试。
进一步，所述测试系统还包括有报警指示模块，该报警指示模块包括有与第二控制器单元连接的声光报警指示电路和过程监视数码管指示电路；其中：上述声光报警指示电路通过第二控制器单元控制自身的一个IO口去驱动声光报警指示电路，发出声音、光闪烁的报警信号，以提示用户故障信息的发生；上述过程监视数码管指示电路占用第二控制器单元三个IO口，使用8个独立的数码管，8个独立的数码管分别由8片独立的74HC595IC驱动，该8片独立的74HC595IC按照串行方式级联，实现对8个数码管的显示控制，用于显示检测过程施加的脉冲个数及丢失脉冲个数。
进一步，所述测试系统还包括有测试端子转换及接口电路，用于将测试系统内的部分关键信号进行隔离，并引接到测试系统的对外接口上，方便在测试系统外部对这些关键信号的检测。
本发明可以脱离地铁列车单独对VVVF相模块进行检测，结构简单，操作和维护方便，成本低，测试准确，造价成本低，节省了人力物力，安全可靠。
本实施例所述地铁列车VVVF相模块低压测试系统的零部件采用市面售卖零部件且其它结构参见现有技术。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种地铁列车VVVF相模块低压测试系统，其特征在于包括有：
系统供电模块，用以为待测VVVF相模块和系统控制模块供电；
系统控制模块，包括有第一控制器单元和第二控制器单元，第一控制器单元用以接收用户的控制信息且传输给第二控制器单元，第二控制器单元用以负责现场控制，对待测VVVF相模块进行实时测试且将测试信息反馈给第一控制器单元；
功能检测模块，与系统控制模块的第二控制器单元连接，用以对待测VVVF相模块的功能状态进行测试，包括有电光转换电路、光电转换电路、GTO状态反馈信号隔离电路、相模块温度传感器检测电路、相模块电气连接插入检测电路、相模块V1/V2检测电路；其中：上述电光转换电路采用通信专用的红光LED驱动电路，将系统控制模块发出的触发电信号转换为光信号，实现控制信号的电气隔离；上述光电转换电路采用通信专用的光电三极管接收电路，将待测VVVF相模块反馈回来的光信号转换成测试系统能够识别的电信号，实现反馈信号的电气隔离；上述GTO状态反馈信号隔离电路采用高速线性光耦隔离电路，用于对VVVF相模块内GTO状态进行检测，同时实现反馈信号在待测VVVF相模块和测试系统之间的电气隔离；上述相模块温度传感器检测电路采用转为电感式接近开关设计的带有短路保护的TCA505IC配合隔离变压器，实现对VVVF相模块内部温度传感器的状态进行隔离检测；上述相模块电气连接插入检测电路在测试系统与待测VVVF相模块之间的电气连接线的插头处设置两个短接的插针，实现对连接插头的连接状态进行检测；上述相模块V1/V2检测电路包括有V1/V2切换执行电路、V1/V2切换控制电路和V1/V2测试状态指示电路，实现测试系统自动对VVVF相模块内V1/V2管切换测试和状态指示；及人机交互模块，与系统控制模块连接，用以测试系统和用户之间的交互。
2.根据权利要求1所述一种地铁列车VVVF相模块低压测试系统，其特征在于：所述系统供电模块包括有第一DC/DC转换电路、第二DC/DC转换电路和第三DC/DC转换电路，第一DC/DC转换电路的输入端连接外置110V直流电源，输出端分别连接第二DC/DC转换电路的输入端和第三DC/DC转换电路的输入端，第二DC/DC转换电路的输出端连接测试系统，第三DC/DC转换电路的输出端连接待测VVVF相模块。
3.根据权利要求1所述一种地铁列车VVVF相模块低压测试系统，其特征在于：所述第一控制器单元和第二控制器单元分别采用STC12C5A60S2单片机，每一STC12C5A60S2单片机分别具有40个IO接口，每一STC12C5A60S2单片机分别连接有复位电路和晶振电路，及所述第一控制器单元和第二控制器单元通过RX/TX切换电路与外部上位机连接，以实现升级。
4.根据权利要求3所述一种地铁列车VVVF相模块低压测试系统，其特征在于：所述人机交互模块包括有与第一控制器连接的主控制面板按键电路、液晶控制的配合按键电路、模式切换控制电路和人机交互12864液晶驱动电路，及与第二控制器连接的手动模式操作电路；其中：
上述主控制面板按键电路由4*4行列键盘组成，用于用户设定触发模式、和触发条件；
上述液晶控制的配合按键电路和人机交互12864液晶驱动电路配合使用，用于显示故障信息和人机交互进行参数设定、确认；
上述模式切换控制电路，由一个切换电路组成，用于测试系统测试模式的切换，包括手动测试模式和自动测试模式两种，第一控制器单元实时监测该切换电路的状态；
上述手动模式操作电路设置独立的操作按键，由第二控制器单元扫描按键状态进行判断，并执行相应动作，用于现场手动输入测试条件对VVVF相模块进行测试。
5.根据权利要求3所述一种地铁列车VVVF相模块低压测试系统，其特征在于：所述测试系统还包括有报警指示模块，该报警指示模块包括有与第二控制器单元连接的声光报警指示电路和过程监视数码管指示电路；其中：
上述声光报警指示电路通过第二控制器单元控制自身的一个IO口去驱动声光报警指示电路，发出声音、光闪烁的报警信号，以提示用户故障信息的发生；
上述过程监视数码管指示电路占用第二控制器单元三个IO口，使用8个独立的数码管，8个独立的数码管分别由8片独立的74HC595IC驱动，该8片独立的74HC595IC按照串行方式级联，实现对8个数码管的显示控制，用于显示检测过程施加的脉冲个数及丢失脉冲个数。
6.根据权利要求3所述一种地铁列车VVVF相模块低压测试系统，其特征在于：所述测试系统还包括有测试端子转换及接口电路，用于将测试系统内的部分关键信号进行隔离，并引接到测试系统的对外接口上，方便在测试系统外部对这些关键信号的检测。
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| AC01/02型电动列车牵引逆变器测试装置研制;朱小娟 等;《城市轨道交通研究》;20081231(第12期);第39页-44页 * |
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