专利名称：电力机车控制电源屏自动检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电力机车控制电源屏自动检测仪。
控制电源屏是电力机车一大主要部件，用于机车控制电路的直流电源。根据检测工艺要求需要定期对控制电源屏的主电路各项性能指标进行测试。而目前的检测方法是将控制电源屏解体后，对各个零部件进行测试，其测试数据不精确，效率低，费时费力。
本实用新型的目的是提供一种检测精度高，使用方便灵活的电力机车控制电源屏自动检测仪，它可以完成控制电源屏半控桥各整流元件的正反向漏电流，触发脉冲幅值。不同电压下的正反相触发脉冲的移相角和不对称度，控制插件的电源环节，调节环节和移相环节检测的自动化。
本实用新型的目的是这样实现的，它由微机和接口电路组成，接口电路由高压电源、继电器控制转换电路、过零脉冲产生电路和测试通道组成，继电器控制转换电路受控于微机的I／O口，高压电源的输出经继电器的触点加至控制电源屏的半控桥，继电器控制转换电路的输出接微机的A／D口，过零脉冲产生电路的输入端接控制电源屏的同步变压器的付边，过零脉冲产生电路的输出端接微机的I／O口，测试通道为两组，一组是角度和脉冲幅值测试通道，它分别由控制电源屏的脉冲变压器MB的付边与微机I／O口和A／D口之间的连接测试信号线组成的，另一组是电源环节测试通道，调节环节测试通道和移相环节测试通道，它是由控制电源屏的控制插件D与微机A／D口和HSO口之间的连接测试信号线组成的。
微机采用MCS－96单片单板机，它由MCS－96单片机程序存储器，数据存储器，键盘显示单元和打印机组成。
本实用新型的工作原理如下在测半控桥各整流元件的漏电流时，MCS－96单片单板机执行程序指令，使高压电源输出的直流高压通过继电器的控制转换，使半控桥各整元件分别承受正反向电压。与此同时，MCS－96单片机内的A／D口将取样电阻R1上漏电流所产生的电压值读入计算机，再经换算就可得漏电值。在测脉冲幅值和角度不对称度时，自动检测仪同时将一交流电压施加在过零脉冲产生电路和控制电源屏控制插件的移相环节上，过零脉冲产生电路待交流电压过零时产生一个脉冲，控制电源屏控制插件的移相环节延迟一段后也产生一脉冲给脉冲变压器的原边，脉冲变压器的付边同样产生一脉冲给半控桥的可控硅，这个延时实质就是脉冲的角度，MCS－96单片机通过两个不同的I／O口，将脉冲到来的时刻读入计算机内存，同时通过MCS－96单片机内的A／D口读入脉冲幅值存入计算机内。在测试控制电源屏的控制插件时将被测试环节的引出端通过测试通道接至MCS－96单片机的A／D口和HSO口，逐项进行测试并将结果存入计算机，供打印输出。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
图1为本实用新型的原理框图。
图2为高压电源，继电器控制转换电路原理图。
图3为过零脉冲产生电路及角度和脉冲幅值测试通道原理图。
图4为电源环节测试通道，调节环节测试通道和移相环节测试通道原理图。
图5为程序框图。
由图1可知，本实用新型是以MCS－96单片机为核心的计算机部分和接口电路组成。计算机部分包括MCS－96单片机、程序存储器、数据存储器、键盘显示单元和打印机组成。接口电路由高压电源、继电器转换控制电路，过零脉冲产生电路和两组测试通道组成。
MCS－96单片机是仪器的控制核心，既能完成数据的运算功能又向外提供了A／D，串行口与HSI和HSO端口和I／O双向口。键盘用于有关原始数据的输入和测试功能按键，显示单元用于显示测试过程中的有关信息，打印机将测试数据打印输出。A／D转换口将漏电流取样电阻上的电压模拟量和脉冲幅值模拟量以及控制电源屏控制插件的有关输入端口的模拟量转化为数字量，通过I／O口结合内部两个16位定时器将完成脉冲角度与不对称度的测量。MCS－96单片机的HSO口和PWM口将数字量转化为模拟量完成对控制电源屏控制插有关输出口的驱动部分。I／O设定为输出，完成对自动检测仪控制转换板上各个继电器的控制。
由图2可知，高压电源由变压器T1、整流桥Q1、滤波电容C1组成。整流桥的输出为直流1000V，供测半控制桥整流元件的漏电流用。
继电器控制转换电路由继电器J3－10，取样电阻R1组成，继电器J3－10分别受控于MCS－96的I／O1－8口，J3－6控制高压电源的正输出端，J7－10控制高压电源的另一输出端，取样电阻R1串在高压电源输出的地端和MCS－96的A／D5口之间，J7－10的一组输入触点并联后接于R1与MCS－96的A／D5口之间的连线上。继电器J3和J7的输出触点相连接成A6线和被测半控桥的3CT1输出和2CZ1输出相连形成的共阴极连接，继电器J6和J10的输出触点相连接成A9线与半控桥3CT和2CZ2相连形成的共阳极连接，继电器J5和继电器J9的输出触点相连接成A8线与可控硅3CT1的阳极(亦是可控硅3CT2的阴极)相连接，继电器J4和J8的输出触点相连接成A7线和整流管2CZ1的阳极(亦是2CZ2的阴极)相连接。
图2所示的电路的作用是测试半控桥各整流元件漏电流的，它的工作原理如下计算机指令通过I／O口输出使J3和J9同时闭合，此时A6线为正，A8线为负，可控硅3CT1承受反向电压1000V，3CT1的漏电流经取样电阻后产生电压降VR、VR被传送到MCS－96单片机A／D口，被读入内存，该数值经数据处理后为3CT1反向漏电流值。然后计算机指令J3和J9断开，J5和J7同时闭合，此时可控硅3CT1承受正向电压1000V，MCS－96单片机A／D口读入电压降VR存储，经数值转换后为3CT1正向漏电流。同理断开J5和J7，同时闭合J5和J10，便可得到3CT2反向漏电流，断开J5和J10，闭合J6和J9便可得到3CT2正向漏电流，断开J9和J6，闭合J3和J8，便可得到2CZ1反向漏电流，断开J3和J8，闭合J4和J10便可得到2CZ2反向漏电流，断开J4和J10，控制电源屏半控桥各整流元件漏电流测试完毕。
由图3可知，过零脉冲产生电路由取样电阻R2，电压比较器A1、A2、或非门A3组成，R2并联在控制电源屏的同步变压器的付边，R2的可调端分别接A1的同相端和A2的反相端，A1的反相端和A2的同相端并联后接地、A1和A2的输出接或非门A3的输入端，A3的输出接MCS－96的I／O11口。
角度测试通道由脉冲变压器MB的付边MB1、MB2分别与MCS－96的I／O10和I／O9口之间的连线构成的，脉冲幅值测试通道由MB1、MB2分别与MCS－96的A／D0和A／D1口之间的连线构成的。
图3所示电路的作用是测试控制电源屏触发脉冲幅值，角度及不对称度。
测试半控桥正反相脉冲角度，幅值的原理如下同步变压器付边提供一个50HZ的交流信号，该信号一路经取样电阻R2给过零脉冲产生电路的两个比较器A1－2的同相和和反相端，当交流信号处于正半波时，比较器的A1输出高电平，比较器A2输出低电平，当交流信号处于负半波时，比较器A1输出低电平，比较器A2输出高电平，在交流信号过零的瞬间，比较器A1和A2均输出低电平，该低电平经或非门A3反相后就可得到过零触发脉冲，这个脉冲经MCS－96单片机的I／O11输入后，作为半控桥触发脉冲计时的起点，由MCS－96单片机置内部计时器开始计时。50HZ交流信号的另一路施加在控制电源屏控制插件的3号端和4号端，由控制插件移相触发环节产生脉冲信号给脉冲变压器的原边，自动检测仪的信号线自脉冲变压器的付边取得这个脉冲经角度测试通道分别给MCS－96单片机的I／O9口和I／O10口作为半控桥触发脉冲的计时终点。与此同时，启动MCS－96单片机内的A／D口转换，通过脉冲幅值通道将数值读入内存。计算时间差值和数值转换脉冲幅值后，便可得到半控桥触发脉冲的角度和幅值。其正反相的角度的不对称度根据得到的正反相触发脉冲角度参数计算完成。
由图4可知，电源环节测试通道是控制插件D的19、24号端子分别与MCS－96的A／D2、A／D3口的连线，调节环节通道是控制插件D的16、20和22号端子分别与MCS－96的HSO.0、HSO.1、A／D4口的连线，移相环节测试通道是控制插件D的22号端子与MCS－96的HSO.2口的连线。
图4所示电路的作用是测试电源屏控制插件电源环节，调节环节和移相环节，其工作原理如下当控制电源屏控制插件处于工作状态时，MCS－96单片机通过程序分别启动A／D口2，A／D口3，读入19号端子和24号端子的电压数值送入内存完成电源环节测试。MCS－96单片机，启动HSO.0，给控制插件16号端子施加平均值为0.5V电压后，再启动A／D口4，读入22号端子电压值送入内存，启动HSO.1给控制插件20号端子施加平均值为－4.0V电压，启动A／D口4，读入22号端子电压值送入内存完成调节环节测试。启动HSO.2，MCS－96单片机控制给控制插件22号端子施加一平均值为＋5V至－12V的连续可调电压，启动图3所示触发脉冲角度测试通道，分别读入相应的触发脉冲角度到内存，完成移相触发环节调试。
图5为程序框图，本仪器的软件程序由汇编语言编成，整个程序采用子程序功能模块结构。
本实用新型可对运用中的和下车的控制电源屏进行测试，亦可适用于和控制电源屏电路基本相同的励磁电源屏的测试，可测试控制电源屏的半控桥各整流元件的正反向漏电流，半控桥触发脉冲的角度和不对称度、幅值和控制插件的电源环节，调节环节，移相触发环节的测试。本实用新型的优点是，能够实现不需解体控制电源屏即可对各项性能指标的自动检测工作，检测精度高，它的应用将有效地提高控制电源屏的检修质量，减少不必要的劳动，及时提供控制电源屏的状态，为电力机车状态修数据联网打下基础。
权利要求1.一种由微机和接口电路组成的电力机车电源屏自动检测仪，其特征在于接口电路由高压电源、继电器控制转换电路、过零脉冲产生电路和测试通道组成，继电器控制转换电路受控于微机的I/O口，高压电源的输出经继电器的触点加至控制电源屏的半控桥，继电器控制转换电路的输出接微机的A/D口，过零脉冲产生电路的输入端接控制电源屏的同步变压器的付边，过零脉冲产生电路的输出端接微机的I/O口，测试通道为两组，一组是角度和脉冲幅值测试通道，它分别由控制电源屏的脉冲变压器MB的付边与微机I/O口和A/D口之间的连接测试信号线组成的，另一组是电源环节测试通道，调节环节测试通道和移相环节测试通道，它是由控制电源屏的控制插件D与微机A/D口和HSO口之间的连接测试信号线组成的。
2.根据权利要求1所述的检测仪，其特征在于微机采用MCS－96单片单板机，它由MCS－96单片机、程序存储器、数据存储器、键盘显示单元和打印机组成。
3.根据权利要求2所述的检测仪，其特征在于高压电源由变压器T1、整流桥Q1、滤波电容C1组成。
4.根据权利要求3所述的检测仪，其特征在于继电器控制转换电路由继电器J3－10，取样电阻R1组成，继电器J3－10分别受控于MCS－96的I／O1－8口，J3－6控制高压电源的正输出端，J7－10控制高压电源的另一输出端，取样电阻R1串在高压电源输出的地端和MCS－94的A／D5口之间，J7－10的一组输入触点并联后接于R1与MCS－96的A／D5口之间的连线上。
5.根据权利要求4所述的检测仪，其特征在于过零脉冲产生电路由取样电阻R2，电压比较器A1、A2、或非门A3组成，R2并联在控制电源屏的同步变压器的付边，R2的可调端分别接A1的反相端的A2的反相端，A1的反相端和A2的同相端并联后接地、A1和A2的输出接或非门A3的输入端，A3的输出接MCS－96的I／O11口。
6.根据权利要求5所述的检测仪，其特征在于角度测试通道由脉冲变压器MB的付边MB1、MB2分别与MCS－96的I／O10和I／O9口之间的连线构成的，脉冲幅值测试通道由MB1、MB2分别与MCS－96的A／D0和A／D1口之间的连线构成的。
7.根据权利要求6所述的检测仪，其特征在于电源环节测试通道是控制插件D的19、24号端子分别与MCS－96的A／D2、A／D3口的连线，调节环节通道是控制插件D的16、20和22号端子分别与MCS－96的HSO.0、HSO.1、A／D4口的连线，移相环节测试通道是控制插件D的22号端子与MCS－96的HSO.2口的连线。
专利摘要本实用新型涉及一种电力机车控制电源屏自动检测仪，它由微机和接口电路组成。接口电路由高压电源、断电器控制转换电路、过零脉冲产生电路和测试通道组成，微机采用MCS-96单片单板机，它由MCS-96单片机，程序存储器、数据存储器、键盘显示单元和打印机组成。它可测试电源屏的半控桥各整流元件的漏电流，触发脉冲的角度和不对称性、幅值和控制插件的电源环节，调节环节，移相环节。它的优点是实现各项检测指标的自动化，检测精度高。
文档编号G01R31/00GK2149633SQ9222734
公开日1993年12月15日 申请日期1992年7月11日 优先权日1992年7月11日
发明者柴迎潮 申请人:石家庄铁路分局石家庄电力机务段