機車柴油機拉杆式操作調速控制器的製作方法

2023-05-17 20:02:26 3

專利名稱：機車柴油機拉杆式操作調速控制器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於柴油機調速裝置，具體涉及一種機車柴油機拉杆 式操作調速控制器。
技術背景 目前國產內燃機車柴油機無級調速裝置按其物理結構劃分，通常 由司機控制器(以下簡稱司控器)、調速控制器、步進電機+配速機構等三部分 組成。按司控器操作和調速控制方式，主要可分為兩類應用。其中一類就是
以主型DF4B/4C/4D型機車(還包括DF型調度機車、工礦機車)為代表的拉 杆式司控器操作和調速驅動。其調速控制工作原理如下
當柴油機調速時，將傳統的拉杆式司控器調速拉杆前推為"升速"，後拉為 "降速"，鬆開為"保持"(此時調速拉杆自行恢復至中立位置)。其調速過程為 將調速拉杆持續前推或後拉，調速控制器便輸出驅動脈衝，控制執行電機BD步 進式旋轉，而電機轉角(對應進給步數)通過直齒一齒套或其他配速機構PS改 變聯合調節器中調速彈簧壓緊程度，以驅動油門齒條拉杆，從而改變柴油機轉 速，實現柴油機轉速無級、連續調節。該過程可歸納為(以升速為例，降速與 之相反):調速杆前推t —驅動單元輸出脈衝Pr t —步進電機旋轉角度"t — 調速器調速彈簧D I —柴油機齒條拉杆t —柴油機轉速Nc t 。
由於各環節基本呈一一對應關係，於是對柴油機轉速的調節最終可歸結 為對步進電機進給步數的控制。
然而傳統的拉杆式操作調速控制器已顯得原始、落後和陳舊，主要表現在 1)靠機械止檔限制最高(1000r/m) /惰轉(430r/m)轉速，由於頻繁工作於 兩種極限工況，步進電機長期處於堵轉狀態而極易造成故障損壞；2)採用早 期單一功能集成晶片與分離元器件混合電路，對環境影響敏感，工作穩定性 差，可靠性低。由此導致整個調速裝置故障率居高不下。

發明內容為解決上述現有技術中傳統拉杆式操作調速控制器使步進電機易 故障損壞和穩定性差、故障率高的問題，本實用新型提供了一種模塊化的可避免步進電機多故障損壞且高可靠性的機車柴油機拉杆式操作調速控制器。
本實用新型的技術方案如下 一種機車柴油機拉杆式操作調速控制器，其 特徵在於它由微控制器、工作參數整定電路、數位訊號隔離處理電路、隔離 處理功率驅動電路、監測診斷數字顯示單元、直流/直流變換器組成；工作參數 整定電路將最高轉速、升速時間、降速時間整定數據輸入至微控制器，拉杆式 司機控制器的指令信號經數位訊號隔離處理電路變換處理後輸入至微控制器， 微控制器將輸入的控制信號、監測診斷信號等數據進行綜合處理後， 一方面輸 出控制信號至隔離處理功率驅動電路驅動步進電機三相繞組，另一方面傳送監 測診斷數據至監測診斷數字顯示單元進行顯示，直流/直流變換器將機車的110V 電源轉換成各單元電路的工作電源。
可由故障冗餘切換開關切換至冗餘備份調速控制器。
所述的微控制器U1-TN80C196KB的67腳、66腳分別經電容C108、 C109接 地，Ul-頂80C196KB的67腳、66腳間接有晶振XTAL; Ul-TN80C196KB的2腳、 14腳、36腳、68腳、37腳、62腳接地；接插件CJ11的1腳接反相器U4A-74HC14 的1腳，並經電阻R101接U4A的14腳，U4A的14腳接電源VCC，並經電容C107 接地；接插件CJ11的2腳、3腳、4腳、5腳、14腳分別接反相器U4B-74HC14、 U4C-74HC14、 U4D-74HC14、 U4E-74HC14、 U4F-74HC14的3腳、9腳、11腳、13 腳、5腳，亦分別經電阻RP302、 RP303、 RP304、 RP305、 RP306接U4A-74HC14 的7腳，U4A-74HC14的7腳接地；反相器U4A-74HC14、U4B-74HC14、U4C-74HC14、 U4D-74HQ4、 U4E-74HC14、 U4F-74HC14的2腳、4腳、8腳、10腳、12腳、6 腳分別接U1-TO80C196KB的24腳、25腳、26腳、15腳、44腳、42腳；接插 件CJ11的6腳經電阻RP307接U1-TN80C196KB的9腳，接插件CJ11的7腳接 U1-頂80C196KB的9腳，接插件CJll的15腳和16腳間接有並聯的電容C121 和可調電阻RW3的兩固定端，接插件CJ11的16腳接Ul-T鵬C196KB的12腳， 接插件CJ11的8-13腳分別接U5-74HC244的15腳、17腳、6腳、8腳、11腳、 13腳；接插件CJ13的1-10腳與接插件CJ31的1-10腳相連，CJ13的1腳亦接 U574HC244的4腳，接插件CJ13的2-6腳分別接Ul-TN80C196KB的18腳、17腳、10腳、8腳、13腳，接插件CJ13的7腳和8腳接電源VCC,接插件CJ13 的9腳和10腳接地；接插件CJ12的1-6腳分別接U7-ULN2003A的16腳、15 腳、14腳、13腳、12腳、11腳，接插件CJ12的9腳和10腳經電阻R111接 U1-TN80C196KB的13腳，接插件CJ12的11腳和12腳接地，亦經電阻RP307 接Ul-TN80C196KB的9腳，接插件CJ12的15腳和16腳接電源VCC,接插件CJ12 的16腳和11腳間並接有電容C101和C102; U7-ULN2003A的8腳接地， U7-ULN2003A的1-6腳分別接Ul-TN80C196KB的28腳、29腳、34腳、35腳、 27腳、39腳，U7-ULN2003A的10腳經串聯的發光二極體LY3和電阻R108接電 源VCC， U7-ULN2003A的7腳接與非門U6B-74HC04的4腳;U8-MAX692的1腳 和2腳接電源VCC，亦經電容C118接地，U8-MAX692的4腳經電阻R109接電源 VCC，亦經電阻R110接地，U8-MAX692的3腳和8腳接地，U8-MAX692的7腳接 U6B-74HC04的5腳和6腳，亦接U卜TN80C196KB的16腳，U8-MAX692的6腳接 Ul-TN80C196KB的40腳，亦經電阻R112接電源VCC; U1-T鵬C196KB的12腳 和13腳間接有並聯的電容Clll和穩壓二極體Zl; U1-TN80C196KB的43腳經電 阻R102接電源VCC; Ul-TN80C196KB的1腳接電源VCC，亦經電容C114接地； U1-TN80C196KB的47腳和61腳分別接U6A-74HC02的2腳和3腳，U6A-74HC02 的14腳接地，亦經電容C116接地；U6A-74HC02的1腳接U6D-74HC02的11腳 和12腳，U6D-74HC02的13腳接U5-74HC244的1腳和19腳；排阻RP1的1腳 接電源VCC,排阻RP1的3腳、2腳、4-9腳分別接U1-蘭0C196KB的60腳、 59腳、58-53腳，亦分別接U2-74HC373的3腳、4腳、7腳、8腳、13腳、14 腳、17腳、18腳，亦分別接U5-74HC244的5腳、3腳、14腳、12腳、9腳、7 腳、18腳、16腳;排阻RP2的1腳接電源VCC，排阻RP2的3腳、2腳、4-9 腳分別接U5-74HC244的4腳、2腳、13腳、11腳、8腳、6腳、17腳、15腳; U5-74HC244的20腳接電源VCC，並經電容C117接地，U5-74HC244的10腳接 地；U1-TN80C196KB的48-52腳分別接U3-EPR0M2764的2腳、23腳、21腳、 24腳、25腳，U1-TN80C196KB的46腳接U3-EPR0M2764的20腳，Ul-TN80C196KB 的61腳接U3-EPR0M2764的22腳，U1-TN80C196KB的53-60腳分別接U9-GAL16V8
10的12-19腳，Ul-TN80C196KB的61腳接U9- GAL16V8的11腳，Ul-TN80C196KB 的62腳接U2-74HC373的11腳；U9- GAL16V8的1腳接U3EPR0M2764的20腳， U9- GAL16V8的2-9腳接U3-EPR0M2764的11-19腳，U9- GAL16V8的20腳接電 源VCC，並經電容C122接地，U9- GAL16V8的10腳接地；U3-EPR0M2764的1 腳、28腳、27腳接電源VCC，U3-EPR0M2764的1腳經電容C112接地，U3-EPR0M2764 的14腳接地，U3-EPR0M2764的3-10腳分別接U2-74HC373的19腳、16腳、15 腳、12腳、9腳、6腳、5腳、2腳，U2-74HC373的1腳和10腳接地，U2-74HC373 的20腳接電源VCC，並經電容C115接地。
所述的工作參數整定電路為可調電阻RW1的兩固定端一端接接插件CJ31 的6腳，另一端接地，RW1的可調端接接插件CJ31的5腳；可調電阻RW2的兩 固定端一端接接插件CJ31的6腳，另一端接地，RW1的可調端接接插件CJ31 的4腳；可調電阻RW3的兩固定端與電容C121並接於接插件CJll的15腳和 16腳間，RW3的可調端接Ul的11腳。
所述的數位訊號隔離處理電路為司控器控制信號SK0C、 SK0D、 SK0A、 SK0B 分別經串聯的電阻R254和電容C220、串聯的電阻R255和電容C221、串聯的電 阻R256和電容C222、串聯的電阻R257和電容C223接110V電源負極，亦分別 經電阻R229、 R230、 R231、 R232接光電耦合器G011-A、 G011-B、 G011-C、 G011-D 的1腳、3腳、5腳、7腳，光電耦合器G011-A、 G011-B、 G011-C、 G011-D的2 腳、4腳、6腳、8腳分別經二極體D211、 D212、 D213、 D214接110V電源負極， 光電耦合器G011-A、 G011-B、 G011-C、 G011-D的16腳、14腳、12腳、10腳 接電源VCC，光電耦合器G011-A、 G011-B、 G011-C、 G011-D的15腳、13腳、 11腳、9腳分別接接插件CJ11的2-5腳和接插件CJ21的2-5腳。
所述的隔離處理功率驅動電路為接插件CJ12的1-3腳分別接接插件CJ21
的17-19腳，接插件CJ21的17-19腳分別接光電耦合器G001、 G002、 G003的
2腳，光電耦合器GOOl、 G002、 GO03的l腳分別經電阻R201、 R202、 R203接
電源VCC;光電耦合器GOOl的內部三極體基級經串聯的電阻R204接110V電源
負極，GOOl的4腳和5腳經穩壓管Z21接110V電源負極，亦經電阻R245接110V電源負極，G001的5腳經電阻R207接110V電源正極，G001的4腳經串聯的電 阻R208、 R211接110V電源負極，亦經串聯的電阻R208、 R214接M0S1的G級， M0S1的D級和S級間接有串聯的電阻R249和電容C201;光電耦合器G002的內 部三極體基級經串聯的電阻R205接110V電源負極，G002的5腳接G003的5 腳，G002的4腳經串聯的電阻R209、 R212接110V電源負極，亦經串聯的電阻 R209、 R215接M0S2的G級，M0S2的D級和S級間接有串聯的電阻R250和電容 C202;光電耦合器G003的內部三極體基級經串聯的電阻R206接110V電源負極， G003的4腳經串聯的電阻R210、 R213接110V電源負極，亦經串聯的電阻R210、 R216接M0S3的G級，M0S3的D級和S級間接有串聯的電阻R251和電容C203; M0S1、 M0S2、 M0S3的D級分別經二極體D201、 D202、 D203接G012-A、 G012-B、 G012-C的2腳、4腳、6腳,M0S1、 M0S2、 M0S3的D級亦分別接繼電器JIA、 J1B、 J1C的觸點1、 2、 3;繼電器JIA的公共端7接步進電機的三相繞組BDA, 繼電器JIB的公共端8接步進電機的三相繞組BDB，繼電器JIC的公共端9接 步進電機的三相繞組BDC，繼電器JIA的公共端7、繼電器JIB的公共端8、繼 電器JIC的公共端9分別經二極體D204、 D205、 D206接VBD+;接插件CJ11的 8-10腳分別接接插件CJ21的8-10腳，接插件CJ21的8-10腳分別接G012-A、 G012-B、 G012-C的16腳、14腳、12腳，G012-A、 G012-B、 G012-C的15腳、 13腳、11腳接地，G012-A、 G012-B、 G012-C的1腳、3腳、5腳分別經電阻R233、 R235、 R237接110V電源正極，G012-A、 G012-B、 G012-C的1腳、3腳、5腳亦 分別經電阻R234、 R236、 R238接110V電源負極。
所述的監測診斷數字顯示單元為接插件CJ31的1腳經按鍵KEY1接地， CJ31的7腳和10腳間接有電容C16;接插件CJ31的3腳接U15的1腳和2腳， 接插件CJ31的2腳分別接U15、 U14、 U13、 U12、 Ull的8腳，U15、 U14、 U13、 U12、 Ull的7腳接地，U15、 U14、 U13、 U12、 Ull的14腳分別經電容C15、 C14、 C13、 Q2、 Cll接地，U15、 U14、 U13、 U12、 Ull的9腳和14腳接電源VCC; U15的3-6腳、10-13腳分別接LED5的10腳、9腳、8腳、5腳、4腳、2腳、 3腳、7腳，U14的1腳和2腳接U15的13腳；U14的3-6腳、10-13腳分別接
12LED4的10腳、9腳、8腳、5腳、4腳、2腳、3腳、7腳，U13的1腳和2腳 接U14的13腳；U13的3-6腳、10-13腳分別接LED3的10腳、9腳、8腳、5 腳、4腳、2腳、3腳、7腳，U12的1腳和2腳接U13的13腳；U12的3-6腳、 10-13腳分別接LED2的10腳、9腳、8腳、5腳、4腳、2腳、3腳、7腳，Ull 的1腳和2腳接U15的13腳；Ull的3-6腳、10-13腳分別接LED1的10腳、9 腳、8腳、5腳、4腳、2腳、3腳、7腳；電源VCC經串聯的二極體Dll、 D12、 D13、 D14接LED5、 LED4、 LED3、 LED2、 LED1的1腳和6腳。
所述的直流/直流變換器為110V電源正極和負極分別接CJY的1腳和5 腳，CJY的1腳經串聯的電鍵YK、熔斷器F2接CJY的3腳，CJY的5腳經電鍵 接CJY的6腳，CJY的3腳經二極體D207接110V電源正極，110V電源正極和 負極間接有並聯的電容C212、 C214, DC/DC模塊的Vin正極經電感Ll接110V 電源正極，DC/DC模塊的Vin正極和負極間並接有電容C213、 C215、穩壓管YZ1， DC/DC模塊的Vol經電感L2接電源VCC，亦經電容C216接地，電源VCC經電容 C217接地，DC/DC模塊的GND和C0M接地，DC/DC模塊的Vo3輸出VDD， DC/DC 模塊的Vo3和COM間接有並聯的電容C219和C218。
所述的故障冗餘切換為繼電器J和二極體D208並接於外部控制信號 GZJ和110V電源負極之間，繼電器受控後J1A、 J1B、 J1C的公共點7、 8、 9 分別與觸點4、 5、 6相連，觸點4、 5、 6分別接另一部冗餘備份調速控制器 對應輸出端。
採用上述技術方案後，本實用新型實現了由機械止檔被動限速向電子止檔 主動限速的轉換，有效地避免了電機堵轉現象，降低了步進電機的故障損壞 率。同時，本實用新型採用模塊化設計，結構合理，工作可靠，通用靈活， 操作簡單，安裝方便，維修便捷。

圖1是本實用新型的電路原理框圖。
圖2是本實用新型的使用示意圖。
圖3是本實用新型實施例的電路圖的第一部分。
圖4是本實用新型實施例的電路圖的第二部分。圖5是本實用新型實施例的電路圖的第三部分。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進行詳細說明
如圖1所示，本實用新型的機車柴油機拉杆式操作調速控制器(簡稱scu)，
由微控制器(簡稱MPU)、工作參數整定電路、數位訊號隔離處理電路、隔離處 理功率驅動電路、監測診斷數字顯示單元、直流/直流變換器組成。本實用新型 實施例採用了冗餘備份設計，在調速控制器發生故障時，可方便切換至冗餘備 份的調速控制器。如圖2所示。
本實用新型中MPU採用MCS-196系列單片微控制器，可將現場檢測信號、 裝置內部狀態、故障診斷信息等進行綜合分析、判斷、計算處理， 一方面輸 出控制信號至隔離處理功率驅動電路驅動步進電機三相繞組，另一方面以人機 對話方式傳送監測診斷數據至監測診斷數字顯示單元進行顯示。
本實用新型中工作參數整定電路為模擬輸入，可將最高轉速(最大進給步 數)、升速時間、降速時間(RW1、 RW2、 RW3)整定數據輸入至微控制器。
本實用新型中數位訊號隔離處理電路將現場拉杆式司機控制器的指令信號 經濾波、整形、幅值變換處理後，作為標準接口信號輸入至微控制器。
直流/直流變換器將機車的110V電源經電氣隔離、變換處理轉換成各單元 電路的工作電源。
本實用新型的工作原理和控制過程如下
上電過程SCU通電後首先進入系統自診斷，包括對MPU自身、各接口電路、 功率器件、繼電器等初始狀態及司控器調速杆初始位置(應在0位)。若自檢 正常則進入初始化工作；若異常或故障，LED故障代碼顯示，SCU處於等待處理 狀態，不再執行任何操作指令。
調速過程。SCU實時檢測來自拉杆式司控器(簡稱SKQ)的調速指令，該指 令由2個觸點Tl/T2編碼而成，"00" 二升速，"01"=不執行，"10"=保持， "11"=降速，即Tl/T2編碼狀態隨調速拉杆位置而改變，經濾波、隔離、整形、
幅值變換等電路處理後送至MPU。當Mra檢測到有調速指令(OO或ll)時，按
升/降速控制規則並根據升/降速率(RW2/RW3)和最大步數(RW1，對應最高轉速)整定環節，經MPU對電機進給步數或轉角增量式累加，再綜合比較、
判別，依照步進電機單-雙六拍通電制式(步距角1.5。)，經變換處理由其 1/0接口依次輸出A、 B、 C三相驅動電平，再經光電隔離、VMOS功率電路等 最終驅動步進電機按指定的速率、方向和角度(進給步數)旋轉，從而實現 對柴油機轉速無級、連續調節控制。
要解決步進電機在機械調速器上、下機械止檔處頻繁長期堵轉易損壞問 題，就是要在柴油機達到轉速上/下限時停止電機運轉，關鍵在於實現進給步 數或轉角位置判斷。本實用新型通過對步進電機進給步數加/減計數實現其轉 角位置記憶功能。由於電機進給步數Scur (或轉角er)與柴油機轉速Nr在 特定範圍內(通常為430 1000r/m)基本呈一一對應關係，即惰轉轉速(調 速杆0/l位)對應於Scui^0，最高轉速對應於Scur^Smax (最大步數)，於是 對柴油機惰轉/額定轉速的限制可歸結為對步進電機進給步數的判別控制。其 控制過程是，由MPU根據調速指令控制步進電機正轉(升速)/反轉(降速)， 同時對進給步數進行加/減計數，其計數範圍是0 Smax，對應於轉速430 1000r/m，並將當前計數值Scur與設定值Smax (升速過程)或O值(降速過 程)實時地比較判別，當Scur》Smax或Scur《0時，MPU停止發送進給脈衝， 使步進電機停止運行並保持轉角位置不變，從而實現了對轉角位置的記憶、 判別和控制，做到了由機械止檔被動限速向電子止檔主動限速的轉換，有效 地避免了電機堵轉現象。
需要說明的是，由於調速器調速彈簧特性的分散性所致，每臺柴油機額 定轉速(1000r/m)對應的最大進給步數Smax並不一致，而且用戶對升/降速 速率要求也略有差別，故在首次配機調試時應對RW1 RW3進行參數整定。
1權利要求1、一種機車柴油機拉杆式操作調速控制器，其特徵在於它由微控制器、工作參數整定電路、數位訊號隔離處理電路、隔離處理功率驅動電路、監測診斷數字顯示單元、直流/直流變換器組成；工作參數整定電路將最高轉速、升速時間、降速時間整定數據輸入至微控制器，拉杆式司機控制器的指令信號經數位訊號隔離處理電路變換處理後輸入至微控制器，微控制器將輸入的控制信號、監測診斷信號等數據進行綜合處理後，一方面輸出控制信號至隔離處理功率驅動電路驅動步進電機三相繞組，另一方面傳送監測診斷數據至監測診斷數字顯示單元進行顯示，直流/直流變換器將機車的110V電源轉換成各單元電路的工作電源。
2、 如權利要求1所述的機車柴油機拉杆式操作調速控制器，其特徵在於可由故障冗餘切換開關切換至冗餘備份調速控制器。
3、 如權利要求1所述的機車柴油機拉杆式操作調速控制器，其特徵在於所述的微控制器U1-TN80C196KB的67腳、66腳分別經電容C108、 C109接地，U1-TN80C196KB的67腳、66腳間接有晶振XTAL; U1-TN80C196KB的2腳、14腳、36腳、68腳、37腳、62腳接地；接插件CJll的1腳接反相器U4A-74HC14的1腳，並經電阻R101接U4A的14腳，U4A的14腳接電源VCC，並經電容C107接地；接插件CJ11的2腳、3腳、4腳、5腳、14腳分別接反相器U4B-74HC14、U4C-74HC14、 U4D-74HC14、 U4E-74HC14、 U4F-74HC14的3腳、9腳、11腳、13腳、5腳，亦分別經電阻RP302、 RP303、 RP304、 RP305、 RP306接U4A-74HC14的7腳，U4A-74HC14的7腳接地；反相器U4A-74HC14、U4B-74HC14、U4C-74HC14、U4D-74HC14、 U4E-74HC14、 U4F-74HC14的2腳、4腳、8腳、10腳、12腳、6腳分別接U1-TN80C196KB的24腳、25腳、26腳、15腳、44腳、42腳;接插件CJ11的6腳經電阻RP307接U1-TN80C196KB的9腳，接插件CJ11的7腳接U1-TN80C196KB的9腳，接插件CJll的15腳和16腳間接有並聯的電容C121和可調電阻RW3的兩固定端，接插件CJ11的16腳接U1-TN80C196KB的12腳，接插件CJll的8-13腳分別接U5-74HC244的15腳、17展卩、6腳、8腳、11腳、13腳；接插件CJ13的1-10腳與接插件CJ31的1-10腳相連，CJ13的1腳亦接U574HC244的4腳，接插件CJ13的2-6腳分別接Ul-TN80C196KB的18腳、17腳、10腳、8腳、13腳，接插件CJ13的7腳和8腳接電源VCC，接插件CJ13的9腳和10腳接地；接插件CJ12的1-6腳分別接U7-謂003A的16腳、15腳、14腳、13腳、12腳、11腳，接插件CJ12的9腳和10腳經電阻R111接Ul-TN80C196KB的13腳，接插件CJ12的11腳和12腳接地，亦經電阻RP307接Ul-TN80C196KB的9膽卩，接插件CJ12的15腳和16腳接電源VCC，接插件CJ12的16腳和11腳間並接有電容C101和C102; U7-ULN2003A的8腳接地，U7-ULN2003A的1-6腳分別接Ul-TN80C196KB的28腳、29腳、34腳、35腳、27腳、39腳，U7-ULN2003A的10腳經串聯的發光二極體LY3和電阻R108接電源VCC， U7-ULN2003A的7腳接與非門U6B-74HC04的4腳；U8-MAX692的1腳和2腳接電源VCC，亦經電容C118接地，U8-MAX692的4腳經電阻R109接電源VCC,亦經電阻R110接地，U8-MAX692的3腳和8腳接地，U8-MAX692的7腳接U6B-74HC04的5腳和6腳，亦接Ul-TN80C196KB的16腳，U8-MAX692的6腳接U1-TN80C196KB的40腳，亦經電阻R112接電源VCC; Ul-TN80C196KB的12腳和13腳間接有並聯的電容Clll和穩壓二極體Zl; Ul-TN80C196KB的43腳經電阻R102接電源VCC; U1-TN80C196KB的1腳接電源VCC，亦經電容C114接地；Ul-TN80C196KB的47腳和61腳分別接U6A-74HC02的2腳和3腳，U6A-74HC02的14腳接地，亦經電容C116接地；U6A-74HC02的1腳接U6D-74HC02的11腳和12腳，U6D-74HC02的13腳接U5-74HC244的1腳和19腳；排阻RP1的1腳接電源VCC，排阻RP1的3腳、2腳、4-9腳分別接U1-TN80C196KB的60腳、59腳、58-53腳，亦分別接U2-74HC373的3腳、4腳、7腳、8腳、13腳、14腳、17腳、18腳，亦分別接U5-74HC244的5腳、3腳、14腳、12腳、9腳、7腳、18腳、16展卩；排阻RP2的1腳接電源VCC，排阻RP2的3腳、2腳、4-9腳分別接U5-74HC244的4腳、2腳、13腳、11腳、8腳、6腳、17腳、15腳;U5-74HC244的20腳接電源VCC，並經電容C117接地，U5-74HC244的10腳接地；Ul-TN80C196KB的48-52腳分別接U3-EPR0M2764的2腳、23腳、21腳、24腳、25腳，Ul-TN80C196KB的46腳接U3-EPR0M2764的20腳，Ul-TN80C196KB的61腳接U3-EPR0M2764的22腳，Ul-TN80C196KB的53-60腳分別接U9-GAL16V8的12-19腳，Ul-TN80C196KB的61腳接U9- GAL16V8的11腳，Ul-TN80C196KB的62腳接U2-74HC373的11腳;U9- GAL16V8的1腳接U3EPR0M2764的20腳，U9- GAL16V8的2-9腳接U3-EPR0M2764的11-19腳，U9- GAL16V8的20腳接電源VCC，並經電容C122接地，U9- GAL16V8的10腳接地；U3-EPR0M2764的1腳、28腳、27腳接電源VCC， U3-EPR0M2764的1腳經電容C112接地，U3-EPR0M2764的14腳接地，U3-EPR0M2764的3-10腳分別接U2-74HC373的19腳、16腳、15腳、12腳、9腳、6腳、5腳、2腳，U2-74HC373的1腳和10腳接地，U2-74HC373的20腳接電源VCC，並經電容C115接地。
4、 如權利要求1所述的機車柴油機拉杆式操作調速控制器，其特徵在於所述的工作參數整定電路為可調電阻RW1的兩固定端一端接接插件CJ31的6腳，另一端接地，RW1的可調端接接插件CJ31的5腳；可調電阻RW2的兩固定端一端接接插件CJ31的6腳，另一端接地，RW1的可調端接接插件CJ31的4腳；可調電阻RW3的兩固定端與電容C121並接於接插件CJll的15腳和16腳間，RW3的可調端接U1的11腳。
5、 如權利要求1所述的機車柴油機拉杆式操作調速控制器，其特徵在於所述的數位訊號隔離處理電路為司控器控制信號SKOC、 SK0D、 SK0A、 SKOB分別經串聯的電阻R254和電容C220、串聯的電阻R255和電容C221、串聯的電阻R256和電容C222、串聯的電阻R257和電容C223接110V電源負極，亦分別經電阻R229、 R230、 R231、 R232接光電耦合器G011-A、G011-B、G011-C、G011-D的1腳、3腳、5腳、7腳，光電耦合器G011-A、 G011-B、 G011-C、 G011-D的2腳、4腳、6腳、8腳分別經二極體D211、 D212、 D213、 D214接110V電源負極，光電耦合器G011-A、 G011-B、 G011-C、 G011-D的16腳、14腳、12腳、10腳接電源VCC，光電耦合器G011-A、 G011-B、 G011-C、 G011-D的15腳、13腳、11腳、9腳分別接接插件CJ11的2-5腳和接插件CJ21的2-5腳。
6、如權利要求1所述的機車柴油機拉杆式操作調速控制器，其特徵在於:所述的隔離處理功率驅動電路為接插件CJ12的1-3腳分別接接插件CJ21的17-19腳，接插件CJ21的17-19腳分別接光電耦合器GOOl、 GO02、 G003的2腳，光電耦合器GOOl、 G002、 G003的1腳分別經電阻R201、 R202、 R203接電源VCC;光電耦合器GOOl的內部三極體基級經串聯的電阻R204接110V電源負極，G001的4腳和5腳經穩壓管Z21接110V電源負極，亦經電阻R245接110V電源負極，G001的5腳經電阻R207接110V電源正極，G001的4腳經串聯的電阻R208、 R211接110V電源負極，亦經串聯的電阻R208、 R214接M0S1的G級，M0S1的D級和S級間接有串聯的電阻R249和電容C201;光電耦合器G002的內部三極體基級經串聯的電阻R205接110V電源負極，G002的5腳接G003的5腳，G002的4腳經串聯的電阻R209、 R212接110V電源負極，亦經串聯的電阻R209、 R215接M0S2的G級，M0S2的D級和S級間接有串聯的電阻R250和電容C202;光電耦合器GO03的內部三極體基級經串聯的電阻R206接110V電源負極，G003的4腳經串聯的電阻R210、 R213接110V電源負極，亦經串聯的電阻R210、R216接M0S3的G級，M0S3的D級和S級間接有串聯的電阻R251和電容C203;M0S1、 M0S2、 M0S3的D級分別經二極體D201、 D202、 D203接G012-A、 G012-B、G012-C的2腳、4腳、6腳，M0S1、 M0S2、 M0S3的D級亦分別接繼電器JIA、J1B、 J1C的觸點1、 2、 3;繼電器JIA的公共端7接步進電機的三相繞組BDA，繼電器JIB的公共端8接步進電機的三相繞組BDB，繼電器JIC的公共端9接步進電機的三相繞組BDC，繼電器JIA的公共端7、繼電器JIB的公共端8、繼電器JIC的公共端9分別經二極體D204、畫、D206接VBD+;接插件CJll 的8-10腳分別接接插件CJ21的8-10腳，接插件CJ21的8-10腳分別接G012-A、 G012-B、 G012-C的16腳、14腳、12腳，G012-A、 G012-B、 G012-C的15腳、 13腳、11腳接地，G012-A、 G012-B、 G012-C的1腳、3腳、5腳分別經電阻R233、 R235、 R237接110V電源正極，G012-A、 G012-B、 G012-C的1腳、3腳、5腳亦 分別經電阻R234、 R236、 R238接110V電源負極。
7、 如權利要求1所述的機車柴油機拉杆式操作調速控制器，其特徵在於 所述的監測診斷數字顯示單元為接插件CJ31的1腳經按鍵KEY1接地，CJ31 的7腳和10腳間接有電容C16;接插件CJ31的3腳接U15的1腳和2腳，接 插件CJ31的2腳分別接U15、 U14、 U13、 U12、 Ull的8腳，U15、 U14、 U13、 U12、 Ull的7腳接地，U15、 U14、 U13、 U12、 Ull的14腳分別經電容C15、 C14、 C13、 C12、 Cll接地，U15、 U14、 U13、 U12、 Ull的9腳和14腳接電源VCC; U15的3-6腳、10-13腳分別接LED5的10腳、9腳、8腳、5腳、4腳、2腳、 3腳、7腳，U14的1腳和2腳接U15的13腳；U14的3-6腳、10-13腳分別接 LED4的10腳、9腳、8腳、5腳、4腳、2腳、3腳、7腳，U13的1腳和2腳 接U14的13腳；U13的3-6腳、10-13腳分別接LED3的10腳、9腳、8腳、5 腳、4腳、2腳、3腳、7腳，U12的1腳和2腳接U13的13腳；U12的3-6腳、 10-13腳分別接LED2的10腳、9腳、8腳、5腳、4腳、2腳、3腳、7腳，Ull 的1腳和2腳接U15的13腳；Ull的3-6腳、10-13腳分別接LED1的10腳、9 腳、8腳、5腳、4腳、2腳、3腳、7腳；電源VCC經串聯的二極體Dll、 D12、 D13、 D14接LED5、 LED4、 LED3、 LED2、 LED1的1腳和6腳。
8、 如權利要求1所述的機車柴油機拉杆式操作調速控制器，其特徵在於 所述的直流/直流變換器為110V電源正極和負極分別接CJY的1腳和5腳， CJY的1腳經串聯的電鍵YK、熔斷器F2接CJY的3腳，CJY的5腳經電鍵接CJY 的6腳，CJY的3腳經二極體D207接110V電源正極，110V電源正極和負極間接有並聯的電容C212、 C214, DC/DC模塊的Vin正極經電感Ll接110V電源 正極，DC/DC模塊的Vin正極和負極間並接有電容C213、 C215、穩壓管YZ1， DC/DC模塊的Vol經電感L2接電源VCC，亦經電容C216接地，電源VCC經電容 C217接地，DC/DC模塊的GND和COM接地，DC/DC模塊的Vo3輸出VDD， DC/DC 模塊的Vo3和COM間接有並聯的電容C219和C218。
9、如權利要求2所述的機車柴油機拉杆式操作調速控制器，其特徵在於 所述的故障冗餘切換為繼電器J和二極體D208並接於外部控制信號GZJ和 110V電源負極之間，繼電器受控後J1A、 J1B、 J1C的公共點7、 8、 9分別與 觸點4、 5、 6相連，觸點4、 5、 6分別接另一部冗餘備份調速控制器對應輸 出端。
專利摘要本實用新型公開了一種機車柴油機拉杆式操作調速控制器。它的工作參數整定電路將最高轉速、升速時間、降速時間等參數輸入至微控制器，拉杆式司機控制器的指令信號經數位訊號隔離處理電路變換處理後輸入至微控制器，微控制器將輸入的控制信號、監測診斷信號等數據進行綜合處理後，一方面輸出控制信號至隔離處理功率驅動電路驅動步進電機三相繞組，另一方面傳送監測診斷數據至監測診斷數字顯示單元進行顯示。本實用新型實現了由機械止檔被動限速向電子止檔主動限速的轉換，有效地避免了電機堵轉現象，降低了步進電機的故障損壞率。同時，本實用新型採用模塊化設計，結構合理，工作可靠，通用靈活，操作簡單，安裝方便，維修便捷。
文檔編號F02D31/00GK201344068SQ20082023201
公開日2009年11月11日 申請日期2008年12月25日 優先權日2008年12月25日
發明者何勇軍, 揚 楊 申請人:中國北車集團大連機車研究所有限公司