CN206248733U - 一种电力机车脉冲输出装置测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及脉冲输出装置检测领域，尤其是一种电力机车脉冲输出装置测试装置。本实用新型针对现有技术存在的问题，提供一种电力机车脉冲输出装置测试装置。本实用新型从控制器：用于接收工控机的脉冲输出控制命令后，发送脉冲输出控制信号；脉冲产生电路接收从控制器发送的脉冲输出控制信号，产生用于输入脉冲输出装置原边的标准脉冲序列；工控机采集卡通过采集卡采集加载在模拟负载上电压，其中所述电压由次边输出的感应电流信号加载在模拟负载上产生，所述模拟负载两端与脉冲输出装置次边分别连接。最后工控机通过PCIE总线读取工控机采集卡采集的电压波形，根据行业标准规定判断脉冲输出装置次边的电压波形数据是否正确。

Description

一种电力机车脉冲输出装置测试装置

技术领域

本实用新型涉及脉冲输出装置检测领域，尤其是一种电力机车脉冲输出装置测试装置。

背景技术

脉冲输出装置为韶山系列电力机车变流装置晶闸管门极触发的必要部件，通常由脉冲尖峰电路、脉冲变压器和脉冲整形电路组成。脉冲输出装置本身为无源器件，其原边接受来自韶山系列电力机车电子控制柜（微机控制柜）脉冲信号板所产生的信号，次边与韶山系列电力机车变流装置中对应晶闸管门极连接，变流装置所用脉冲输出装置型号由其对应的晶闸管型号决定。

现有脉冲输出装置常见测试方法存在以下不足：

1. 人工仅凭借示波器查看脉冲输出装置次边输出波形，须经过二次换算获取某个时间点的电流上升率、电流峰值等定量值，在高频测试信号下，无法基于实时、连续数据以判断整个测试过程中是否出现不合格项。

2. 无数据记录存储功能，无法对测试数据进行还原、统计、分析。

3. 采用鳄鱼夹等夹具，无专用接插装置用以连接被测脉冲输出装置，一方面无法保证与被测对象可靠连接，另一方面无法对被测对象进行快速连接、拆除以保证检测效率。

4. 需要花费大量人工时间对脉冲输出装置逐个进行测试，测试效率低下。

实用新型内容

本实用新型的所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种电力机车脉冲输出装置测试装置。本实用新型从控制器：用于接收工控机的脉冲输出控制命令后，发送脉冲输出控制信号；脉冲产生电路接收从控制器发送的脉冲输出控制信号，产生用于输入脉冲输出装置原边的标准脉冲序列；工控机采集卡通过采集卡采集加载在模拟负载上电压，其中所述电压由次边输出的感应电流信号加载在模拟负载上产生，所述模拟负载两端与脉冲输出装置次边分别连接。最后工控机通过PCIE总线读取工控机采集卡采集的电压波形，根据行业标准规定判断脉冲输出装置次边的电压波形数据是否正确；电压波形数据均达到标准要求则合格；否则，均不合格；

本实用新型采用的技术方案是这样的：

一种电力机车脉冲输出装置测试装置包括：

工控机：用于发送脉冲输出控制命令给从控制器；同时工控机通过PCIE总线读取工控机采集卡采集的电压波形，根据标准规定判断脉冲输出装置次边的电压波形数据是否正确；电压波形数据均达到标准要求则合格；否则，均不合格；

从控制器：用于接收工控机的脉冲输出控制命令后，发送脉冲输出控制信号；

脉冲产生电路，用于接收从控制器发送的脉冲输出控制信号，产生用于输入脉冲输出装置原边的标准脉冲序列；

工控机采集卡，通过采集卡采集加载在模拟负载上电压，其中所述电压由次边输出的感应电流信号加载在模拟负载上产生，所述模拟负载两端与脉冲输出装置次边分别连接；

其中工控机、从控制器、脉冲产生电路、脉冲输出装置以及工控机的采集卡输入端依次连接，工控机的采集卡输出端与工控机连接。

进一步的，所述脉冲产生电路包括：

CPLD芯片，用于根据从控制器的发送脉冲输出控制信号，产生脉冲信号；

整形电路，用于通过两个串联的反向器对从CPLD芯片产生的脉冲信号进行整形；

光电耦合器，用于当整形电路输出信号高电平时，光电耦合器电源端与光电耦合器接地端接通，输出端电压值介于光电耦合器电源端电压值与0之间；

脉冲输出器，用于当光电耦合器输出端与光电耦合器接地端接通时，脉冲输出器原边一端与地接通，脉冲输出器原边另一端通过保险丝与脉冲输出器原边电源连接，则产生用于输入脉冲输出装置原边的标准脉冲序列；

当工控机控制从控制器输出脉冲输出控制信号，进而脉冲产生电路的CPLD芯片产生脉冲信号；所述脉冲信号通过脉冲输出器后，在脉冲输出器原边一端产生用于输入脉冲输出装置原边的标准脉冲序列；当对应标准脉冲序列为高电平时，脉冲输出器原边一端接地，并与脉冲输出器原边另一端形成压差；当脉冲输出器原边形成压差，产生电流，则脉冲输出器次边产生感应电流，此感应电流作为脉冲生产电路次边产生的感应电流。

进一步的，所述脉冲输出器包括第一电阻、第二电阻、场效应管、保险以及脉冲输出器电源端；光电耦合器输出端依次通过第一电阻、第二电阻接地，第一电阻另一端与第二电阻一端形成公共端，所述公共端与场效应管栅极相接；场效应管漏极与脉冲输出器一端连接；场效应管源级接地。

进一步的，所述标准脉冲序列指的是第一脉宽高电平40μs，间隔低电平20μs,后续脉宽高电平均为20μs，重复周期40μs，脉冲列总宽度不超过4ms，标准脉冲序列幅值Vpp为48V。

进一步的，所述采样电路包括电阻负载及采集卡，电阻负载阻值是采用高精度电阻器。

进一步的，所述光电耦合器型号是TLP5751。

进一步的，所述采集卡型号是PCIE-8352。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、通过工控机、从控制器以及脉冲产生电路配合，严格按照行业相关规定产生标准脉冲序列，用来方便的检测脉冲输出装置是否合格。

附图说明

图1是本发明原理框图。

图2是本发明中脉冲产生电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

1、两个反相器的作用：前级输出的高电平不是标准电平或波形不理想，用连续两个反相器来给波形整形，并变为标准电压的高电平输出。

2、光电耦合器：当光电耦合器输入端与光电耦合器第一电源端接通，形成压降，使得光电耦合器第二电源端与光电耦合器第二接地端相通，则位于光电耦合器第二电源端与光电耦合器第二接地端之间的光电耦合器输出端有电压输出，此电压输出值使得脉冲输出器使能端使能，则脉冲输出器原边一端与脉冲输出器另一端形成压降，则脉冲输出器次边产生感应电流，后续通过工控机采集卡（一般为数据采集卡）处理 ；所述光电耦合器型号是TLP5751或其他芯片。所述采集卡型号是PCIE-8352。

3、从控制器是单片机或者ARM系列芯片。

4、信号产生装置负责产生脉冲输出装置测试所需原边输入信号，其输出信号规格与韶山系列电力机车微机柜（电子柜）脉冲输出板信号完全一致。信号发生装置具备独立多路硬件输出或备份，可实现互校准。

5、本发明还包括显示装置，当工控机进行脉冲输出装置合格与否检测时，首先通过显示装置进行参数设置等，并将检测结果在显示装置中显示。其中显示装置可以是液晶屏。

6、判断脉冲输出装置是否合格，首先工控机将采集的电压波形数据二级制数据转换为电压波形数据图形；然后根据相关标准规定进行判断。

7、标准脉冲序列幅值Vpp是最大值幅值。

脉冲输出装置输入端脉冲列值得就是标准脉冲序列.

其中标准规定指的是（中华人民共和国铁道部，《电力机车大修规程汇编》，中国铁道出版社出版，2011年1月第1版，书号：15113·3394；《电力机车轻大修规程汇编》，中国铁道出版社出版，2010年11月第1版，书号：15113·3338；铁道部机车车辆大修规程管理研究室,规管室函[2012] 第（1）号，《关于修改电力机车大修、轻大修规程中整流元件参数的回复》，此通知为公开文件），表中为汇总的脉冲输出装置合格与否的量化要求。

一种电力机车脉冲输出装置测试装置包括：

工控机：用于发送脉冲输出控制命令给从控制器；同时工控机通过PCIE总线读取工控机采集卡采集的电压波形，根据标准规定判断脉冲输出装置次边的电压波形数据是否正确；电压波形数据均达到标准要求则合格；否则，均不合格；

从控制器：用于接收工控机的脉冲输出控制命令后，发送脉冲输出控制信号；

脉冲产生电路，用于接收从控制器发送的脉冲输出控制信号，产生用于输入脉冲输出装置原边的标准脉冲序列；

工控机采集卡，通过采集卡采集加载在模拟负载上电压，其中所述电压由次边输出的感应电流信号加载在模拟负载上产生，所述模拟负载两端与脉冲输出装置次边分别连接。其中所述脉冲产生电路包括：

CPLD芯片，用于根据从控制器的发送脉冲输出控制信号，产生脉冲信号；

整形电路，用于通过两个串联的反向器对从CPLD芯片产生的脉冲信号进行整形；

光电耦合器，用于当整形电路输出信号高电平时，光电耦合器电源端与光电耦合器接地端接通，输出端电压值介于光电耦合器电源端电压值与0之间；

脉冲输出器，用于当光电耦合器输出端与光电耦合器接地端接通时，脉冲输出器原边一端与地接通，脉冲输出器原边另一端通过保险丝与脉冲输出器原边电源连接，则产生用于输入脉冲输出装置原边的标准脉冲序列；

当工控机控制从控制器输出脉冲输出控制信号，进而脉冲产生电路的CPLD芯片产生脉冲信号；所述脉冲信号通过脉冲输出器后，在脉冲输出器原边一端产生用于输入脉冲输出装置原边的标准脉冲序列；当对应标准脉冲序列为高电平时，脉冲输出器原边一端接地，并与脉冲输出器原边另一端形成压差；当脉冲输出器原边形成压差，产生电流，则脉冲输出器次边产生感应电流，此感应电流作为脉冲生产电路次边产生的感应电流。

其中所述脉冲输出器包括第一电阻、第二电阻、场效应管、保险以及脉冲输出器电源端；光电耦合器输出端依次通过第一电阻、第二电阻接地，第一电阻另一端与第二电阻一端形成公共端，所述公共端与场效应管栅极相接；场效应管漏极与脉冲输出器一端连接；场效应管源级接地。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电力机车脉冲输出装置测试装置，其特征在于包括：

工控机：用于发送脉冲输出控制命令给从控制器；同时工控机通过PCIE总线读取工控机采集卡采集的电压波形，根据标准规定判断脉冲输出装置次边的电压波形数据是否正确；电压波形数据均达到标准要求则合格；否则，均不合格；

从控制器：用于接收工控机的脉冲输出控制命令后，发送脉冲输出控制信号；

脉冲产生电路，用于接收从控制器发送的脉冲输出控制信号，产生用于输入脉冲输出装置原边的标准脉冲序列；

工控机采集卡，通过采集卡采集加载在模拟的负载上电压，其中所述电压由次边输出的感应电流信号加载在模拟的负载上产生，所述模拟的负载两端与脉冲输出装置次边分别连接；模拟的负载是电阻负载，工控机采集卡包括电阻负载及采集卡；

其中工控机、从控制器、脉冲产生电路、脉冲输出装置以及工控机的采集卡输入端依次连接，工控机的采集卡输出端与工控机连接。

2.根据权利要求1所述的一种电力机车脉冲输出装置测试装置，其特征在于所述脉冲产生电路包括：

CPLD芯片，用于根据从控制器的发送脉冲输出控制信号，产生脉冲信号；

整形电路，用于通过两个串联的反向器对从CPLD芯片产生的脉冲信号进行整形；

光电耦合器，用于当整形电路输出信号高电平时，光电耦合器电源端与光电耦合器接地端接通，输出端电压值介于光电耦合器电源端电压值与0之间；

脉冲输出器，用于当光电耦合器输出端与光电耦合器接地端接通时，脉冲输出器原边一端与地接通，脉冲输出器原边另一端通过保险丝与脉冲输出器原边电源连接，则产生用于输入脉冲输出装置原边的标准脉冲序列；

当工控机控制从控制器输出脉冲输出控制信号，进而脉冲产生电路的CPLD芯片产生脉冲信号；所述脉冲信号通过脉冲输出器后，在脉冲输出器原边一端产生用于输入脉冲输出装置原边的标准脉冲序列；当对应标准脉冲序列为高电平时，脉冲输出器原边一端接地，并与脉冲输出器原边另一端形成压差；当脉冲输出器原边形成压差，产生电流，则脉冲输出器次边产生感应电流，此感应电流作为脉冲生产电路次边产生的感应电流。

3.根据权利要求2所述的一种电力机车脉冲输出装置测试装置，其特征在于所述脉冲输出器包括第一电阻、第二电阻、场效应管、保险以及脉冲输出器电源端；光电耦合器输出端依次通过第一电阻、第二电阻接地，第一电阻另一端与第二电阻一端形成公共端，所述公共端与场效应管栅极相接；场效应管漏极与脉冲输出器一端连接；场效应管源级接地。

4.根据权利要求1所述的一种电力机车脉冲输出装置测试装置，其特征在于所述标准脉冲序列指的是第一脉宽高电平40μs，间隔低电平20μs,后续脉宽高电平均为20μs，重复周期40μs，脉冲列总宽度不超过4ms，标准脉冲序列幅值Vpp为48V。

5.根据权利要求1所述的一种电力机车脉冲输出装置测试装置，其特征在于所述电阻负载阻值是采用高精度电阻器。

6.根据权利要求2所述的一种电力机车脉冲输出装置测试装置，其特征在于所述光电耦合器型号是TLP5751。

7.根据权利要求1所述的一种电力机车脉冲输出装置测试装置，其特征在于所述采集卡型号是PCIE-8352。