一种宽适应可调电机速度模拟器的制作方法

本实用新型涉及一种城市轨道交通设备控制设备，特别是部分的一种宽适应可调电机速度模拟器。

背景技术：

我国城市轨道交通的发展通过技术引进、联合设计、消化吸收和再创新工作，在地铁方面取得重大成就。

在轨道的运营的过程中，国外产品的检修设备费用高昂，测试设备产品单一。常规的速度模拟器只适用于某个特定的电机速度传感器，当主控制板上的速度采样通道电路稍微做一点修改，都会造成之前已经做好的电机速度模拟器无法正常匹配主控制板上的速度采用通道，造成无法做到兼容性，这时可能需要做两个甚至多个不同的模拟器来匹配当前技术方案，造成开发周期、成本、人员的不必要的浪费。

技术实现要素：

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种宽适应可调电机速度模拟器，以满足不同场合、不同电路对速度模拟的需求。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种宽适应可调电机速度模拟器，包括输入隔离电源u1、振荡电路模块、jk触发电路、推挽式高速光耦电路、方向指示电路和接口j1；

所述接口j1连接外部电路，输入隔离电源u1的4脚和6脚为振荡电路模块、jk触发电路、推挽式高速光耦电路、方向指示电路和接口j1所有电源端和地端供电；所述振荡电路产生信号后传输至装振荡电路模块，振荡电路模块分别与推挽式高速光耦电路和方向指示电路连接，通过推挽式高速光耦电路将信号传输至接口j1，并传输至外部电路，同时振荡电路模块将信号传输至方向指示电路，得到两路相对方向指示。

本发明与现有技术相比，其显著优点：1)采用推挽式高速光耦电路方案解决了当电机速度传感器的ch1通道和ch2通道不对外提供上拉电平信号或对外提供上拉电平信号时候，该模拟器也能做到既对外输出脉冲信号或将外面提供的上拉电平信号斩波成脉冲信号，所以兼容性很强。高速光耦的特点运行速度快及承载频率范围大、隔离性好、安全性高，所以该电机速度模拟器基本适用于绝大部分霍尔式及光电式(脉冲信号)电机速度传感器信号；2)输入端采用隔离电源方案可以有效的隔离开外部供电电源和内部电源之间的共地问题，从而避免当外部或内部出现问题时牵连到其他问题、甚至烧坏整条线路；输出端采用光耦隔离方案有效的保护内部和外部电路；3)定速(定频)模式方案解决当无法判断电机速度传感器坏还是主控板上相对于的速度采样通道上的电路坏时，使用该模拟器通过排除法，可以通过固定档位选择更精确更简单快速的验证所需测试的速度传感器是否好坏、控制板上相对应的速度采样通道上的电路是否异常，无极调速(调频)模式可以线性的验证速度范围点；4)本实用新型的模拟器选用元器件简单，成本低，无需软件支持。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的宽适应可调电机速度模拟器的原理框图。

图2为本实用新型的宽适应可调电机速度模拟器的电路图。

具体实施方式

本实用新型所设计的宽适应可调电机速度模拟器可以通过切换调频与定频模式适应不同引用场合，同时由于采用了推挽式高速光耦电路，所以运行速度快及承载频率范围大、隔离性好、安全性高，所以适用于绝大部分霍尔式及光电式电机速度传感器信号。

结合图1、图2，宽适应可调电机速度模拟器，包括输入隔离电源u1、振荡电路模块、jk触发电路、推挽式高速光耦电路、方向指示电路和接口j1；

所述接口j1连接外部电路，输入隔离电源u1的4脚和6脚为振荡电路模块、jk触发电路、推挽式高速光耦电路、方向指示电路和接口j1所有电源端和地端供电；所述振荡电路产生信号后传输至jk触发电路，振荡电路模块分别与推挽式高速光耦电路和方向指示电路连接，通过推挽式高速光耦电路将信号传输至接口j1，并传输至外部电路，同时振荡电路模块将信号传输至方向指示电路，得到两路相对方向指示。

输入端采用隔离电源方案可以有效的隔离开外部供电电源和内部电源之间的共地问题，从而避免当外部或内部出现问题时牵连到其他问题、甚至烧坏整条线路。

振荡电路模块包括555定时器u2、第一电阻r1、第二电阻r2、可变电阻r3、第十八电阻r18、第十九电阻r19、第三电容c3、第四电容c4、第二方向选择开关s2、第三方向选择开关s3；

555定时器u2的4脚接到输入隔离电源u1的6脚，555定时器u2的6脚、2脚通过第四电容c4与输入隔离电源u1的4脚相连，555定时器u2的6脚、2脚还同时与第二方向选择开关s2的2脚相连，555定时器u2的1脚与输入隔离电源u1的4脚相连，5脚通过第三电容c3与输入隔离电源u1的4脚相连，8脚与输入隔离电源u1的6脚相连的同时通过第一电阻r1和555定时器u2的7脚相并联后通过第二电阻r2与第二方向选择开关s2的5脚相连；

第二方向选择开关s2的1脚同时与第十八电阻r18和第十九电阻r19相连后分别连接到第三方向选择开关s3的3脚和1脚，第二方向选择开关s2的3脚与4脚分别与可变电阻r3的两端相连，第二方向选择开关s2的6脚与第三方向选择开关s3的2脚相连；

第二方向选择开关s2、可变电阻r3构成的线性无极调速(调频)模式、第二方向选择开关s2、第三方向选择开关s3、第十八电阻r18、第十九电阻r19构成的定速(定频)模式，定速(定频)模式方案解决当无法判断电机速度传感器坏还是主控板上相对于的速度采样通道上的电路坏时，使用该模拟器通过排除法，可以通过固定档位选择更精确更简单快速的验证所需测试的速度传感器是否好坏、控制板上相对应的速度采样通道上的电路是否异常，无极调速(调频)模式可以线性的验证速度范围点。

jk触发电路包括第一jk触发器u3a、第七滤波电容c7、第二jk触发器u3b、第四限流电阻r4、第六滤波电容c6、第三jk触发器u4a、第五滤波电容c5、第五限流电阻r5、第一方向选择开关s1；

第一jk触发器u3a的4脚与555定时器u2的3脚连接，第一jk触发器u3a的2脚j和5脚pr连接到输入隔离电源u1的6脚提供上拉电平，3脚接到输入隔离电源u1的4脚、4脚连接555定时器u2的3脚，1脚接到输入隔离电源u1的6脚并通过一个第七滤波电容c7接到输入隔离电源u1的4脚、第一jk触发器u3a的6脚与第二jk触发器u3b的12脚相连，第一jk触发器u3a的7脚与第三jk触发器u4a的4脚相连，其中第一jk触发器u3a的6脚和7脚输出相位差90°的方波；

第二jk触发器u3b的14脚和11脚接到输入隔离电源u1的6脚提供上拉电平、13脚接到输入隔离电源u1的4脚、15脚接到输入隔离电源u1的6脚并通过一个第六滤波电容c6接到输入隔离电源u1的4脚，第一jk触发器u3a的6脚输出信号与第二jk触发器u3b的10脚输出信号相位差0°；

第三jk触发器u4a的2脚和5脚接到输入隔离电源u1的6脚提供上拉电平、3脚接输入隔离电源u1的4脚、1脚接到输入隔离电源u1的6脚并通过一个第五滤波电容c5接到输入隔离电源u1的4脚，其中第一jk触发器u3a的7脚输出信号与第三jk触发器u4a的6脚输出信号相位差为0°,第一jk触发器u3a的7脚输出信号与第三jk触发器u4a的7脚输出信号相位差为90°，从而可以得到第二jk触发器u3b的10脚输出信号与第三jk触发器u4a的6脚输出信号相位差超前90°，第二jk触发器u3b的10脚与第三jk触发器u4a的7脚相位差滞后90°。

光耦电路包括第一推挽式高速光耦器u5、第十限流电阻r10、第十三限流电阻r13、第八滤波电容c8；

所述第一推挽式高速光耦器u5的1脚与第二jk触发器u3b的10脚通过第四限流电阻r4相连，第一推挽式高速光耦器u5的3脚接到输入隔离电源u1的4脚，第一推挽式高速光耦器u5的6脚接到一个第八滤波电容c8后接输入隔离电源u1的2脚，同时串联第十限流电阻r10后接到输入隔离电源u1的1脚，第一推挽式高速光耦器u5的4脚接到输入隔离电源u1的2脚，第一推挽式高速光耦器u5的5脚串联第十三限流电阻r13后接到接口j1的3脚电机速度传感器上的ch1信号通道。

光耦电路还包括第二推挽式高速光耦器u6、第五限流电阻r5、第十四限流电阻r14、第十六限流电阻r16、第九滤波电容c9；

第三jk触发器u4a的6脚和7脚分别接入第一方向选择开关s1后串联一个第五限流电阻r5后接入第二推挽式高速光耦器u6的1脚，第二推挽式高速光耦器u6的3脚接到输入隔离电源u1的4脚、6脚接到第九滤波电容c9后接输入隔离电源u1的2脚，同时串联第十四限流电阻r14后接到输入隔离电源u1的1脚，第二推挽式高速光耦器u6的4脚接到输入隔离电源u1的2脚，5脚串联第十六限流电阻r16后接到接口j1的3脚作为电机速度传感器上的ch2信号通道。

采用推挽式高速光耦电路方案解决了当电机速度传感器的ch1通道和ch2通道不对外提供上拉电平信号或对外提供上拉电平信号时候，该模拟器也能做到既对外输出脉冲信号或将外面提供的上拉电平信号斩波成脉冲信号，所以兼容性很强，另外高速光耦的特点运行速度快及承载频率范围大、隔离性好、安全性高，所以该电机速度模拟器适用于绝大部分霍尔式及光电式(脉冲信号)电机速度传感器信号。

方向指示电路包括第一方向指示电路1、第二方向指示电路2，第六限流电阻r6、第七限流电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第一二极管d1、第二二极管d2、第一三极管q1、第二三极管q2；

第一方向指示电路1的通过第八电阻r8接到第一方向选择开关s1(等同于jk触发器u4a的6脚)、第八电阻r8的另一端接入第一三极管q1的基级，第一三极管q1的集电极串入一个第一二极管d1和第六限流电阻r6后接到输入隔离电源u1的6脚，第一三极管q1的发射极接到输入隔离电源u1的4脚，从而得到一路相对方向指示；

第二方向指示电路2通过第九电阻r9接到第一方向选择开关s1(等同于jk触发器u4a的7脚)、第九电阻r9的另一端接入第二三极管q2的基级，第二三极管q2的集电极串入一个第二二极管d2和第七限流电阻r7后接到输入隔离电源u1的6脚，第二三极管q2的发射极接到输入隔离电源u1的4脚，从而得到另一路相对方向指示。

本实用新型的模拟器选用元器件简单，成本低，无需软件支持，可以满足不同场合、不同电路对速度模拟的需求。