一種電力機車脈衝輸出裝置測試裝置的製作方法
2023-10-18 15:25:44 1
本實用新型涉及脈衝輸出裝置檢測領域，尤其是一種電力機車脈衝輸出裝置測試裝置。
背景技術：
脈衝輸出裝置為韶山系列電力機車變流裝置晶閘管門極觸發的必要部件，通常由脈衝尖峰電路、脈衝變壓器和脈衝整形電路組成。脈衝輸出裝置本身為無源器件，其原邊接受來自韶山系列電力機車電子控制櫃（微機控制櫃）脈衝信號板所產生的信號，次邊與韶山系列電力機車變流裝置中對應晶閘管門極連接，變流裝置所用脈衝輸出裝置型號由其對應的晶閘管型號決定。
現有脈衝輸出裝置常見測試方法存在以下不足：
1. 人工僅憑藉示波器查看脈衝輸出裝置次邊輸出波形，須經過二次換算獲取某個時間點的電流上升率、電流峰值等定量值，在高頻測試信號下，無法基於實時、連續數據以判斷整個測試過程中是否出現不合格項。
2. 無數據記錄存儲功能，無法對測試數據進行還原、統計、分析。
3. 採用鱷魚夾等夾具，無專用接插裝置用以連接被測脈衝輸出裝置，一方面無法保證與被測對象可靠連接，另一方面無法對被測對象進行快速連接、拆除以保證檢測效率。
4. 需要花費大量人工時間對脈衝輸出裝置逐個進行測試，測試效率低下。
技術實現要素：
本實用新型的所要解決的技術問題是：針對現有技術存在的問題，提供一種電力機車脈衝輸出裝置測試裝置。本實用新型從控制器：用於接收工控機的脈衝輸出控制命令後，發送脈衝輸出控制信號；脈衝產生電路接收從控制器發送的脈衝輸出控制信號，產生用於輸入脈衝輸出裝置原邊的標準脈衝序列；工控機採集卡通過採集卡採集加載在模擬負載上電壓，其中所述電壓由次邊輸出的感應電流信號加載在模擬負載上產生，所述模擬負載兩端與脈衝輸出裝置次邊分別連接。最後工控機通過PCIE總線讀取工控機採集卡採集的電壓波形，根據行業標準規定判斷脈衝輸出裝置次邊的電壓波形數據是否正確；電壓波形數據均達到標準要求則合格；否則，均不合格；
本實用新型採用的技術方案是這樣的：
一種電力機車脈衝輸出裝置測試裝置包括：
工控機：用於發送脈衝輸出控制命令給從控制器；同時工控機通過PCIE總線讀取工控機採集卡採集的電壓波形，根據標準規定判斷脈衝輸出裝置次邊的電壓波形數據是否正確；電壓波形數據均達到標準要求則合格；否則，均不合格；
從控制器：用於接收工控機的脈衝輸出控制命令後，發送脈衝輸出控制信號；
脈衝產生電路，用於接收從控制器發送的脈衝輸出控制信號，產生用於輸入脈衝輸出裝置原邊的標準脈衝序列；
工控機採集卡，通過採集卡採集加載在模擬負載上電壓，其中所述電壓由次邊輸出的感應電流信號加載在模擬負載上產生，所述模擬負載兩端與脈衝輸出裝置次邊分別連接；
其中工控機、從控制器、脈衝產生電路、脈衝輸出裝置以及工控機的採集卡輸入端依次連接，工控機的採集卡輸出端與工控機連接。
進一步的，所述脈衝產生電路包括：
CPLD晶片，用於根據從控制器的發送脈衝輸出控制信號，產生脈衝信號；
整形電路，用於通過兩個串聯的反向器對從CPLD晶片產生的脈衝信號進行整形；
光電耦合器，用於當整形電路輸出信號高電平時，光電耦合器電源端與光電耦合器接地端接通，輸出端電壓值介於光電耦合器電源端電壓值與0之間；
脈衝輸出器，用於當光電耦合器輸出端與光電耦合器接地端接通時，脈衝輸出器原邊一端與地接通，脈衝輸出器原邊另一端通過保險絲與脈衝輸出器原邊電源連接，則產生用於輸入脈衝輸出裝置原邊的標準脈衝序列；
當工控機控制從控制器輸出脈衝輸出控制信號，進而脈衝產生電路的CPLD晶片產生脈衝信號；所述脈衝信號通過脈衝輸出器後，在脈衝輸出器原邊一端產生用於輸入脈衝輸出裝置原邊的標準脈衝序列；當對應標準脈衝序列為高電平時，脈衝輸出器原邊一端接地，並與脈衝輸出器原邊另一端形成壓差；當脈衝輸出器原邊形成壓差，產生電流，則脈衝輸出器次邊產生感應電流，此感應電流作為脈衝生產電路次邊產生的感應電流。
進一步的，所述脈衝輸出器包括第一電阻、第二電阻、場效應管、保險以及脈衝輸出器電源端；光電耦合器輸出端依次通過第一電阻、第二電阻接地，第一電阻另一端與第二電阻一端形成公共端，所述公共端與場效應管柵極相接；場效應管漏極與脈衝輸出器一端連接；場效應管源級接地。
進一步的，所述標準脈衝序列指的是第一脈寬高電平40μs，間隔低電平20μs,後續脈寬高電平均為20μs，重複周期40μs，脈衝列總寬度不超過4ms，標準脈衝序列幅值Vpp為48V。
進一步的，所述採樣電路包括電阻負載及採集卡，電阻負載阻值是採用高精度電阻器。
進一步的，所述光電耦合器型號是TLP5751。
進一步的，所述採集卡型號是PCIE-8352。
綜上所述，由於採用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是：
1、通過工控機、從控制器以及脈衝產生電路配合，嚴格按照行業相關規定產生標準脈衝序列，用來方便的檢測脈衝輸出裝置是否合格。
附圖說明
圖1是本發明原理框圖。
圖2是本發明中脈衝產生電路原理圖。
具體實施方式
下面結合附圖，對本實用新型作詳細的說明。
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
1、兩個反相器的作用：前級輸出的高電平不是標準電平或波形不理想，用連續兩個反相器來給波形整形，並變為標準電壓的高電平輸出。
2、光電耦合器：當光電耦合器輸入端與光電耦合器第一電源端接通，形成壓降，使得光電耦合器第二電源端與光電耦合器第二接地端相通，則位於光電耦合器第二電源端與光電耦合器第二接地端之間的光電耦合器輸出端有電壓輸出，此電壓輸出值使得脈衝輸出器使能端使能，則脈衝輸出器原邊一端與脈衝輸出器另一端形成壓降，則脈衝輸出器次邊產生感應電流，後續通過工控機採集卡（一般為數據採集卡）處理 ；所述光電耦合器型號是TLP5751或其他晶片。所述採集卡型號是PCIE-8352。
3、從控制器是單片機或者ARM系列晶片。
4、信號產生裝置負責產生脈衝輸出裝置測試所需原邊輸入信號，其輸出信號規格與韶山系列電力機車微機櫃（電子櫃）脈衝輸出板信號完全一致。信號發生裝置具備獨立多路硬體輸出或備份，可實現互校準。
5、本發明還包括顯示裝置，當工控機進行脈衝輸出裝置合格與否檢測時，首先通過顯示裝置進行參數設置等，並將檢測結果在顯示裝置中顯示。其中顯示裝置可以是液晶屏。
6、判斷脈衝輸出裝置是否合格，首先工控機將採集的電壓波形數據二級制數據轉換為電壓波形數據圖形；然後根據相關標準規定進行判斷。
7、標準脈衝序列幅值Vpp是最大值幅值。
脈衝輸出裝置輸入端脈衝列值得就是標準脈衝序列.
其中標準規定指的是（中華人民共和國鐵道部，《電力機車大修規程彙編》，中國鐵道出版社出版，2011年1月第1版，書號：15113·3394；《電力機車輕大修規程彙編》，中國鐵道出版社出版，2010年11月第1版，書號：15113·3338；鐵道部機車車輛大修規程管理研究室,規管室函[2012] 第（1）號，《關於修改電力機車大修、輕大修規程中整流元件參數的回覆》，此通知為公開文件），表中為匯總的脈衝輸出裝置合格與否的量化要求。
一種電力機車脈衝輸出裝置測試裝置包括：
工控機：用於發送脈衝輸出控制命令給從控制器；同時工控機通過PCIE總線讀取工控機採集卡採集的電壓波形，根據標準規定判斷脈衝輸出裝置次邊的電壓波形數據是否正確；電壓波形數據均達到標準要求則合格；否則，均不合格；
從控制器：用於接收工控機的脈衝輸出控制命令後，發送脈衝輸出控制信號；
脈衝產生電路，用於接收從控制器發送的脈衝輸出控制信號，產生用於輸入脈衝輸出裝置原邊的標準脈衝序列；
工控機採集卡，通過採集卡採集加載在模擬負載上電壓，其中所述電壓由次邊輸出的感應電流信號加載在模擬負載上產生，所述模擬負載兩端與脈衝輸出裝置次邊分別連接。其中所述脈衝產生電路包括：
CPLD晶片，用於根據從控制器的發送脈衝輸出控制信號，產生脈衝信號；
整形電路，用於通過兩個串聯的反向器對從CPLD晶片產生的脈衝信號進行整形；
光電耦合器，用於當整形電路輸出信號高電平時，光電耦合器電源端與光電耦合器接地端接通，輸出端電壓值介於光電耦合器電源端電壓值與0之間；
脈衝輸出器，用於當光電耦合器輸出端與光電耦合器接地端接通時，脈衝輸出器原邊一端與地接通，脈衝輸出器原邊另一端通過保險絲與脈衝輸出器原邊電源連接，則產生用於輸入脈衝輸出裝置原邊的標準脈衝序列；
當工控機控制從控制器輸出脈衝輸出控制信號，進而脈衝產生電路的CPLD晶片產生脈衝信號；所述脈衝信號通過脈衝輸出器後，在脈衝輸出器原邊一端產生用於輸入脈衝輸出裝置原邊的標準脈衝序列；當對應標準脈衝序列為高電平時，脈衝輸出器原邊一端接地，並與脈衝輸出器原邊另一端形成壓差；當脈衝輸出器原邊形成壓差，產生電流，則脈衝輸出器次邊產生感應電流，此感應電流作為脈衝生產電路次邊產生的感應電流。
其中所述脈衝輸出器包括第一電阻、第二電阻、場效應管、保險以及脈衝輸出器電源端；光電耦合器輸出端依次通過第一電阻、第二電阻接地，第一電阻另一端與第二電阻一端形成公共端，所述公共端與場效應管柵極相接；場效應管漏極與脈衝輸出器一端連接；場效應管源級接地。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。