專利名稱：一種電力機(jī)車運(yùn)行控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及 一 種電力機(jī)車運(yùn)行控制裝置。
技術(shù)背景電力機(jī)車本身不帶原動(dòng)機(jī)，靠接受接觸網(wǎng)送來的電流作為能 源，由電力機(jī)車內(nèi)部的控制裝置控制牽引電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)車的車輪。 電力機(jī)車具有功率大、熱效率高、速度快、過載能力強(qiáng)和運(yùn)行可 靠等主要優(yōu)點(diǎn)，而且不污染環(huán)境，特別適用于運(yùn)輸繁忙的鐵路干 線和隧道多，坡度大的山區(qū)鐵路。我國現(xiàn)有電力機(jī)車的運(yùn)行控制裝置內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝置中硬件設(shè)計(jì)采用多CPU的設(shè)計(jì)的方式，硬件電路復(fù)雜，以單片機(jī)插件為例， 其采用的集成塊多達(dá)68片，控制電路由多塊電路板構(gòu)成，只將控制電路限制為一對一控制模式，集成精度低，浪費(fèi)材料，不利于維修。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種電力機(jī)車 運(yùn)行控制裝置，該裝置將原有模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路電路板、 數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換電路電路板、微處理器電路板和數(shù)字量輸入 輸出電路板通過一條數(shù)據(jù)地址總線集成在一個(gè)電路板內(nèi)，簡 化了電路板之間的連接關(guān)系，很好的解決了機(jī)車運(yùn)行控制裝 置內(nèi)電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，集成精度低的缺點(diǎn)。為了解決上述問題，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案采 用一種電力機(jī)車運(yùn)行控制裝置，包括模擬數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器、數(shù)字模擬信號轉(zhuǎn)換器、數(shù)字開關(guān)量輸入輸出電路、處理器、 一條數(shù)據(jù)地址總線和控制邏輯電路，所述模擬數(shù)字信號轉(zhuǎn)換 器、數(shù)字模擬信號轉(zhuǎn)換器、數(shù)字開關(guān)量輸入輸出電路和處理 器與數(shù)據(jù)地址總線相連，其中控制邏輯電路的信號輸入端與 處理器的控制信號輸出端連接，控制邏輯電路的控制信號輸 出端分別與對應(yīng)在數(shù)字模擬信號轉(zhuǎn)換器、模擬數(shù)字信號轉(zhuǎn)換 器和數(shù)字開關(guān)量輸入輸出電路的信號接收端相連。優(yōu)選的，所述模擬數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器包括，用于接收電力機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)的模擬信號的22路模擬數(shù)字信號轉(zhuǎn)換通道、 運(yùn)算放大器、多路控制開關(guān)、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片和總線緩沖 器，其中22路模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換通道與運(yùn)算放大器的輸入端連 接，運(yùn)算放大器的輸出端與多路控制開關(guān)的輸入端連接，多 路開關(guān)的輸出端與模擬數(shù)字信號轉(zhuǎn)換芯片的模擬信號輸入 端連接，模擬信號轉(zhuǎn)換芯片的輸出端與總線緩沖器的輸入端 連接。優(yōu)選的，所述數(shù)字模擬信號轉(zhuǎn)換器包括，數(shù)據(jù)鎖存器、 12位數(shù)字模擬信號轉(zhuǎn)換芯片、多路控制開關(guān)、運(yùn)算放大器和 15路數(shù)字模擬信號輸出通道，其中，數(shù)據(jù)鎖存器的輸入端與 數(shù)據(jù)地址總線連接，數(shù)據(jù)鎖存器的輸出端與12位數(shù)字模擬 信號轉(zhuǎn)換芯片的輸入端連接，12位數(shù)字模擬信號轉(zhuǎn)換芯片的 輸出端與運(yùn)算放大器的輸入端連接，運(yùn)算放大器的輸出端與 15路數(shù)字模擬信號輸出通道相連接。采用本實(shí)用新型的電力機(jī)車運(yùn)行控制裝置，將電力機(jī)車控制裝置內(nèi)部的模擬數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器、數(shù) 字開關(guān)量輸入輸出電路、處理器和控制邏輯電路通過地址總 線集成在一塊電路板上，由于各電器零件都通過地址總線相 互連接，相互發(fā)送和接收信號都通過地址總線完成，減少了 各電器零件之間信號傳遞的連接線，提高了電器零件的集成 精度，使一塊電路板能夠完成原來多個(gè)電路執(zhí)行的功能。
圖1是實(shí)施例電力機(jī)車電機(jī)速度控制過程框圖； 圖2是實(shí)施例電力機(jī)車電機(jī)速度控制原理圖； 圖3是圖2實(shí)施例中模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的原理框圖； 圖4是圖2實(shí)施例中數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的原理框圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯 易懂，
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步 i羊纟田的i兌明。電力機(jī)車的速度是通過控制電力機(jī)車電機(jī)電流大小實(shí) 現(xiàn)的，電機(jī)電流大小是通過控制電力機(jī)車整流橋的開放角大 小實(shí)現(xiàn)的，而整流橋是由模擬電壓來控制的。如圖1所示，電力機(jī)車的電機(jī)13電流信號、速度信號 被傳送到電力機(jī)車運(yùn)行控制裝置14,電流信號經(jīng)過模擬數(shù)字 轉(zhuǎn)換，將電流的數(shù)字信號發(fā)送到處理器，處理器通過讀取數(shù)的狀態(tài)信號結(jié)合，經(jīng)過一系列軟件程序的計(jì)算，將計(jì)算后的 數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器上，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬電壓信 號，控制整流橋12開放角大小，控制動(dòng)力電源ll電流的輸 入，從而控制電力才幾車的速度。如圖2和圖3所示，處理器22發(fā)出讀取電機(jī)電流指令 到控制邏輯電路24，控制邏輯電路24根據(jù)處理器22發(fā)出的 指令發(fā)出A/D轉(zhuǎn)換控制信號，并通過多路控制開關(guān)32鎖定 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器25的第一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換通道31 ,電機(jī)電流 從被鎖定的第一數(shù)字轉(zhuǎn)換通道31經(jīng)運(yùn)算放大器33到模擬數(shù) 字轉(zhuǎn)換芯片34進(jìn)行轉(zhuǎn)換，處理器22向控制邏輯電路發(fā)送控 制指令，控制邏輯電路24根據(jù)處理器的指令，發(fā)出讀取控 制信號，將完成轉(zhuǎn)換后的電流數(shù)據(jù)通過總線緩沖器35發(fā)送 到數(shù)據(jù)地址總線上，然后處理器讀取總線上的電流數(shù)據(jù)。按 照上述對電力機(jī)車電流信號的轉(zhuǎn)換方式分別還對電力機(jī)車 的速度信號、電機(jī)電壓信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，根據(jù)處理器內(nèi)部軟件 的控制算法，將電流信號、電壓信號和外部開關(guān)23的狀態(tài) 信號經(jīng)過 一 系列復(fù)雜的算法計(jì)算出整流橋的控制電壓。如圖2和圖4所示，經(jīng)過一系列計(jì)算后得到整流橋控制 電壓，處理器22向控制邏輯電路發(fā)出輸出模擬電壓指令， 控制邏輯電路24根據(jù)處理器發(fā)出的指令發(fā)出D/A轉(zhuǎn)換控制 信號，將處理器要轉(zhuǎn)換的信息發(fā)送到數(shù)據(jù)地址總線上，并控 制數(shù)據(jù)鎖存器41,將要轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)鎖存在數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換芯片 42上，經(jīng)過數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換的信號通過運(yùn)算放大器43放大， 然后選通數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器21的第一數(shù)字模擬信號輸出通道44，輸出模擬電壓。本實(shí)用新型除了有上述功能以外還有很多功能，例如，利用各個(gè)電機(jī)的電流、電機(jī)的電壓等模擬量與處理器22中軟件設(shè)定的門檻值 進(jìn)行比較判斷，如果某一模擬量超出了門檻值，則認(rèn)為機(jī)車發(fā)生了故 障，那么本控制裝置通過外部開關(guān)輸出端口輸出跳主斷指令，跳主斷指令用來斷開要電力機(jī)車的主斷路器，從而對機(jī)車進(jìn)行保護(hù)。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4是下，還可以喉支出若千改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤 飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種電力機(jī)車運(yùn)行控制裝置，包括模擬數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器、數(shù)字模擬信號轉(zhuǎn)換器、數(shù)字開關(guān)量輸入輸出電路、處理器、一條數(shù)據(jù)地址總線和控制邏輯電路，其特征在于，所述模擬數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器、數(shù)字模擬信號轉(zhuǎn)換器、數(shù)字開關(guān)量輸入輸出電路和處理器與數(shù)據(jù)地址總線相連，其中控制邏輯電路的信號輸入端與處理器的控制信號輸出端連接，控制邏輯電路的控制信號輸出端分別與對應(yīng)在數(shù)字模擬信號轉(zhuǎn)換器、模擬數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器和數(shù)字開關(guān)量輸入輸出電路的信號接收端相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述電力機(jī)車運(yùn)行控制裝置，其特 征在于，所述模擬數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器包括，用于接收電力機(jī) 車運(yùn)行狀態(tài)的模擬信號的22路模擬數(shù)字信號轉(zhuǎn)換通道、運(yùn) 算放大器、多路控制開關(guān)、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片和總線緩沖器， 其中22路模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換通道與運(yùn)算放大器的輸入端連接， 運(yùn)算放大器的輸出端與多路控制開關(guān)的輸入端連接，多路開 關(guān)的輸出端與模擬數(shù)字信號轉(zhuǎn)換芯片的模擬信號輸入端連 接，模擬信號轉(zhuǎn)換芯片的輸出端與總線緩沖器的輸入端連 接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述電力機(jī)車運(yùn)行控制裝置，其特 征在于，所述數(shù)字模擬信號轉(zhuǎn)換器包括，數(shù)據(jù)鎖存器、12位 數(shù)字模擬信號轉(zhuǎn)換芯片、運(yùn)算放大器和15路數(shù)字模擬信號 輸出通道，其中，數(shù)據(jù)鎖存器的輸入端與數(shù)據(jù)地址總線連接，數(shù)據(jù)鎖存器的輸出端與12位數(shù)字模擬信號轉(zhuǎn)換芯片的輸入 端連接，12位數(shù)字模擬信號轉(zhuǎn)換芯片的輸出端與運(yùn)算放大器的輸入端連接，運(yùn)算放大器的輸出端與15路數(shù)字模擬信號輸出通道相連才妾。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電力機(jī)車運(yùn)行控制裝置，將電力機(jī)車控制裝置內(nèi)部的模擬數(shù)字信號轉(zhuǎn)換部分、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換部分、數(shù)字開關(guān)量輸入輸出電路部分、處理器部分和控制邏輯電路部分通過數(shù)據(jù)地址總線集成在一塊電路板上，由于各電器零件都通過數(shù)據(jù)地址總線相互連接，相互發(fā)送和接收信號都通過數(shù)據(jù)地址總線完成，減少了各電器零件的使用個(gè)數(shù)和之間信號傳遞的連接線，提高了電器零件的集成精度，使一塊電路板能夠完成原來多個(gè)電路執(zhí)行的功能。
文檔編號H03M1/66GK201364477SQ200820177920
公開日2009年12月16日 申請日期2008年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月14日
發(fā)明者郭照華, 陳學(xué)軍, 陳學(xué)民 申請人:株洲田龍鐵道電氣有限公司