牵引系统功率模块控制信号仿真器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种牵引系统功率模块控制信号仿真器，包括：指令接收器、A/D转换器、控制单元以及驱动器，该A/D转换器分别与上述指令接收器、控制单元及驱动器数据连接，该指令接收器接收外界发出的指令数据经分析后传送给A/D转换器，A/D转换器将指令数据经信号转换后发送给控制单元，控制单元分析得到相对应的控制指令并通过A/D转换器来控制驱动器。本实用新型能够仿真各品牌型号牵引系统控制单元在各个工作状况下的发出频率、幅值、占空比等各项参数均可调节的脉冲控制信号。
【专利说明】牵引系统功率模块控制信号仿真器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及轨道交通牵引系统领域，尤其指代一种模拟地铁列车牵引系统控制单元在不同工况下对地铁列车功率单元发出相应的脉冲控制信号，用以控制地铁列车牵引系统功率模块的仿真器。
【背景技术】
[0002]地铁列车牵引系统控制单元作为地铁列车动力控制中枢，根据不同的工况命令要求，对地铁列车牵引控制单元输出相应的控制脉冲。牵引系统功率模块控制信号仿真器可仿真各品牌型号牵引系统控制单元在各个工作工况下的脉冲控制信号，可用于地铁列车牵引系统功率模块的测试平台，作为控制脉冲信号发生装置。
[0003]牵引系统作为列车动力系统，安全性、可靠性要求极高，目前国内采用的牵引系统多为国外产品，国内牵引产品发展迟缓不仅因为相关的关键技术短缺与落后，也在于试验条件的要求苛刻，实验条件投资巨大。牵引系统控制单元作为牵引系统的控制中枢，是整个牵引系统工作命令的输出装置，也是牵引系统实验设备最不可或缺的一部分。因此，相关【技术领域】人员研制一种牵引系统功率模块控制信号仿真器成为重要的课题。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种牵引系统功率模块控制信号仿真器，以克服上述现有技术的不足，能够仿真各品牌型号牵引系统控制单元在各个工作状况下的发出频率、幅值、占空比等各项参数均可调节的脉冲控制信号。
[0005]为达到上述目的，本实用新型的一种牵引系统功率模块控制信号仿真器，包括:指令接收器、A/D转换器、控制单元以及驱动器，该A/D转换器分别与上述指令接收器、控制单元及驱动器数据连接，该指令接收器接收外界发出的指令数据经分析后传送给A/D转换器，A/D转换器将指令数据经信号转换后发送给控制单元，控制单元分析得到相对应的控制指令并通过A/D转换器来控制驱动器。
[0006]优选地，上述的指令接收器为可编程逻辑控制器。
[0007]优选地，上述的指令数据包括脉冲信号的宽度、频率、占空比以及测试产品的工作模式。
[0008]优选地，上述的驱动器连接9针插孔连接器。
[0009]优选地，上述的牵引系统功率模块控制信号仿真器的载波频率调整范围为:1-500HZ ;调制波频率调整范围为1-150HZ ;死区时间调整范围为5_20us ;脉冲宽度调节范围为1%?99% ;脉冲电压幅值范围为OV?+5V。
[0010]本实用新型的有益效果:
[0011]1.可模拟任意信号牵引系统控制单元的的控制脉冲信号；
[0012]2.精确设置脉冲信号，可对任意单脉冲进行设置；
[0013]3.设置后反应速度快，可在Ims内发出相应脉冲信号；
[0014]4.对测试的模块各电气元件数据可一次性集成获取，系统集成度高，数据处理速度快，实现了系统的高效性和及时性，真正做到了低成本高效能。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1绘示本实用新型牵引系统功率模块控制信号仿真器的电路原理框图。
[0016]图2绘示本实用新型牵引系统功率模块控制信号仿真器中9针插孔连接器于实施例中的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。
[0018]参照图1所示，本实用新型的一种牵引系统功率模块控制信号仿真器，包括:指令接收器1、A/D转换器2、控制单元3以及驱动器4，该A/D转换器2分别与上述指令接收器1、控制单元3及驱动器4数据连接，该指令接收器I接收外界发出的指令数据经分析后传送给A/D转换器2，A/D转换器2将接收到的模拟指令数据转换为数字指令信号后发送给控制单元3，控制单元3分析该数字指令信号得到相对应的控制指令并通过A/D转换器2进行转换后来控制驱动器4，其中:
[0019]该指令接收器I为可编程逻辑控制器(PLC)，接收外界发出的指令数据，该指令数据包括脉冲信号的宽度、频率、占空比以及测试产品的工作模式，并对这些指令数据进行分析、判断，并发出相应的模拟指令信号给A/D转换器2。
[0020]该A/D转换器2用于指令接收器1、控制单元3及驱动器4之间的数模信号转换及数据通信，接收指令接收器I发送的模拟指令信号将其转换为数字指令信号发送给控制单元3 ;接收控制单元3分析判断后得到的上述数字指令信号相对应的控制信号，并将其发送给驱动器4。
[0021]该控制单元3为一个控制电路板，对A/D转换器2发送的数字指令信号进行分析，通过其内部软件进行相应的计算机控制，经判断后得到相对应的指令，并通过A/D转换器2控制驱动器4输出，同时发送相应的指令执行情况数据给上述指令接收器I。
[0022]该驱动器4为驱动芯片，接收上述A/D转换器2发送的控制单元3发出的控制指令，通过连接9针插孔连接器与外部测试产品通信，包括控制上下桥臂开通/关断、脉冲信号形成及发出、测试产品低压电源供应等。
[0023]参照图1、图2所示，上述的9针插孔连接器由9个插孔构成，其中:插孔I对应15V直流电源中的OV导线；插孔2对应15V直流电源中的15V导线，为测试产品提供相应的低压工作电源；插孔3和插孔4分别对应上述驱动器4上的GATE+和GATE-脚，且二者相互关联，即:确保桥电路的上下桥臂H IGBT (B)与B IGBT (H)互锁，插孔3和插孔4的电压值相同时H IGBT与B IGBT处于关闭状态；插孔5对开关元件H发出相应的脉冲信号；插孔6为开关元件H和开关元件B的状态的外包屏蔽线接口 ；插孔7反馈状态15V电压信号中的OV电压导线；插孔8对开关元件B发出相应的脉冲信号。
[0024]上述驱动器4的RE、H-RE、B_RE脚对应插孔5及插孔8，并根据相应的上下桥臂通断指令，发出对应的脉冲信号。
[0025]本实用新型的牵引系统功率模块控制信号仿真器的载波频率调整范围为:
1-500HZ ;调制波频率调整范围为1-150HZ ;死区时间调整范围为5_20us ;脉冲宽度调节范围为1%?99% ;脉冲电压幅值范围为OV?+5V。能够模拟各型号列车牵引系统控制单元产生频率、幅值、占空比等各项参数均可调节的脉冲信号满足列车牵引系统功率模块调试的要求。对逆变电路开关器件的通断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形。即在输出波形的半个周期中产生多个脉冲，使各脉冲的等值电压为正弦波形，所获得的输出电压低次谐波少。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，即可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。可为IGBT驱动板提供工作电源，并收集驱动板的部分反馈信号。
[0026]本实用新型的牵引系统功率模块控制信号仿真器可仿真各品牌型号牵引系统控制单元在各个工作工况下的发出频率、幅值、占空比等各项参数均可调节的脉冲控制信号，让牵引系统功率模块在实验室条件下工作成为一种可能。
[0027]本实用新型具体应用途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种牵引系统功率模块控制信号仿真器，其特征在于，包括:指令接收器、A/D转换器、控制单元以及驱动器，该A/D转换器分别与上述指令接收器、控制单元及驱动器数据连接，该指令接收器接收外界发出的指令数据经分析后传送给A/D转换器，A/D转换器将指令数据经信号转换后发送给控制单元，控制单元分析得到相对应的控制指令并通过A/D转换器来控制驱动器。
2.根据权利要求1所述的牵引系统功率模块控制信号仿真器，其特征在于，上述的指令接收器为可编程逻辑控制器。
3.根据权利要求1所述的牵引系统功率模块控制信号仿真器，其特征在于，上述的指令数据包括脉冲信号的宽度、频率、占空比以及测试产品的工作模式。
4.根据权利要求1所述的牵引系统功率模块控制信号仿真器，其特征在于，上述的驱动器连接9针插孔连接器。
5.根据权利要求4所述的牵引系统功率模块控制信号仿真器，其特征在于，上述的9针插孔连接器由9个插孔构成，其中:插孔1对应15V直流电源中的0V导线；插孔2对应15V直流电源中的15V导线，为测试产品提供相应的低压工作电源；插孔3和插孔4分别对应上述驱动器上的GATE+和GATE-脚，且二者相互关联，插孔3和插孔4的电压值相同时H IGBT与B IGBT处于关闭状态；插孔5对开关元件Η发出相应的脉冲信号；插孔6为开关元件Η和开关元件Β的状态的外包屏蔽线接口 ；插孔7反馈状态15V电压信号中的0V电压导线；插孔8对开关元件Β发出相应的脉冲信号。
6.根据权利要求1所述的牵引系统功率模块控制信号仿真器，其特征在于，上述的牵引系统功率模块控制信号仿真器的载波频率调整范围为:1-500ΗΖ ;调制波频率调整范围为1-150ΗΖ ;死区时间调整范围为5-20us ;脉冲宽度调节范围为1%?99% ;脉冲电压幅值范围为0V?+5V。
【文档编号】G05B17/02GK204188961SQ201420607899
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月20日 优先权日:2014年10月20日
【发明者】马剑, 陈鹏, 王超, 佟妍 申请人:南京轨道交通系统工程有限公司