一種內燃機車相控勵磁控制裝置及其方法

2023-12-03 16:12:11

專利名稱：一種內燃機車相控勵磁控制裝置及其方法
技術領域：
本發明涉及一種機車控制裝置及其方法，尤其是涉及一種應用於新型內燃機車的相控勵磁控制裝置及其方法。
背景技術：
目前國內的交流傳動內燃機車勵磁控制方式主要是二級無刷勵磁方式，無刷勵磁發電機主要由主發電機、旋轉整流模塊、交流勵磁機三部分組成。微機控制交流勵磁機的勵磁電流，交流勵磁機發出的三相交流電經旋轉整流模塊整流後送給主發電機的勵磁繞組，主發電機的輸出功率根據系統需求來控制微機的PWM輸出。該勵磁方式存在的主要缺點 是控制速度慢，由於勵磁需經過二級方式，具有控制滯後性，因此導致現場調試容易出現欠勵或過勵現象，高轉速和轉速變化時中間電壓波動大，微機軟體編制也比較困難，需要運行智能控制方式以及反覆調節PID (Proportional Integral Derivative,比例微分積分)參數才能達到控制要求。如附圖I所示，長期以來內燃機車上主發電機勵磁輸出控制都是採用二級勵磁方式。現有技術的內燃機車相控勵磁控制裝置包括整流器13、柴油機組14、微機勵磁裝置15，以及由勵磁發電機、主發電機和整流裝置組成的電機系統10。首先由微機PWM斬波控制勵磁發電機的勵磁電流，勵磁發電機輸出電壓再給牽引發電機提供勵磁，微機採集主發電機輸出電壓和電流，通過計算再控制主發電機的輸出電壓。

發明內容
本發明的目的是提供一種內燃機車相控勵磁控制裝置及其方法，該裝置及其方法克服了目前內燃機車勵磁控制方式導致控制速度慢，軟體現場調試困難的技術缺陷，通過採用一級勵磁方式，簡化控制環節，提高了控制效果。為了實現上述發明目的，本發明具體提供了一種內燃機車相控勵磁控制裝置的技術實現方案，一種內燃機車相控勵磁控制裝置，包括相控控制板、相控驅動板、MVB子板和三相整流橋。相控勵磁控制裝置與輔助發電機的輸出端相連，再控制主發電機的勵磁電流。MVB子板將機車上的信號傳輸至相控控制板，並將相控勵磁控制裝置的反饋信號回送給機車上的控制設備。相控驅動板驅動輸出至三相整流橋的移相觸發脈衝信號。相控控制板接收來自相控驅動板的三相整流橋三相交流電壓電流輸入信號，該三相交流電壓電流輸入信號經電壓衰減和信號差分處理產生同步信號基準，由相控控制板根據同步信號基準和主發電機的電壓反饋值生成移相觸發脈衝信號，移相觸發脈衝信號經過相控驅動板進行脈衝放大觸發三相整流橋的晶閘管，通過控制移相觸發脈衝信號實現對三相整流橋輸出電壓的控制，從而調節主發電機的勵磁電流。作為本發明一種內燃機車相控勵磁控制裝置技術方案的進一步改進，相控控制板包括處理器最小系統、信號採集處理電路、邏輯處理電路、電源電路和通訊接口電路。信號採集處理電路採集來自相控驅動板的三相整流橋三相交流電流電壓輸入信號，並輸出至處理器最小系統。處理器最小系統根據三相交流電流電壓輸入信號和主發電機的電壓反饋值進行計算得到觸發控制角命令，並將觸發控制角命令輸出至邏輯處理電路。邏輯處理電路根據觸發控制角命令形成三相PWM控制脈衝信號，並通過相控驅動板的脈衝觸發放大電路輸出至三相整流橋。電源電路和通訊接口電路均與處理器最小系統相連。作為本發明一種內燃機車相控勵磁控制裝置技術方案的進一步改進，相控控制板的處理器最小系統採集來自輔助發電機的電壓反饋信號，以及來自三相整流橋的散熱器溫度信號和傳感器信號，通過計算和控制實現故障檢測判斷和限制保護功能。作為本發明一種內燃機車相控勵磁控制裝置技術方案的進一步改進，相控控制板的處理器最小系統採用基於DSP的處理器；相控控制板的邏輯處理電路基於CPLD。作為本發明一種內燃機車相控勵磁控制裝置技術方案的進一步改進，相控驅動板包括驅動MOS (場效應)管晶片、脈衝變壓器、限流電阻、輸出二極體和阻容吸收電路。相控控制板的邏輯處理電路產生的脈衝觸發信號經過MOS管驅動晶片對脈衝變壓器原邊進行·驅動，將脈衝觸發信號進行電壓放大。脈衝觸發信號通過脈衝變壓器實現高壓電路和低壓控制電路之間的隔離，脈衝觸發信號再經過脈衝變壓器的輸出繞組、限流電阻，輸出二極體和阻容吸收電路進入三相整流橋的晶閘管觸發接點。作為本發明一種內燃機車相控勵磁控制裝置技術方案的進一步改進，MVB子板包括總線控制器、收發器A、收發器B、第一連接器和第二連接器。總線控制器分別與收發器A和收發器B相連，收發器A與第一連接器相連，收發器B與第二連接器相連，第一連接器與第一線纜相連，第二連接器與第二線纜相連，實現線路A和線路B兩路信號的數據冗餘。作為本發明一種內燃機車相控勵磁控制裝置技術方案的進一步改進，機車上的蓄電池輸入電壓輸出至所述電源電路的輸入濾波電路進行濾波後輸出至正激變換電路；經過正激變換電路變換後得到的24V和-17V直流電壓，-17V直流電壓經過-15V電壓調節器輸出-15V電壓信號；24V直流電壓經過24V轉5V電壓調節器輸出5V電壓信號，並經過24V轉15V電壓調節器輸出15V電壓信號；輔助供電電路為正激變換電路正常工作進行供電；輸入電壓檢測電路監測輸入電壓情況，當出現過、欠電壓時，關斷正激變換電路，待輸入正常後，恢復電路工作；輸出電壓反饋與過電壓檢測電路監測輸出電壓的變化，通過控制、驅動電路增大或減小開關管的佔空比來保持輸出電壓的穩定；24V電路轉5V電壓調節器和24V電路轉15V電壓調節器為相控驅動板的脈衝變壓器提供驅動電源，+15V和-15V電壓信號供給外部傳感器和相控控制板；輸出5V電壓信號再分別經過5V轉3. 3V電壓調節器和5V轉I. 9V電壓調節器輸出3. 3V和I. 9V電壓信號供電給相控控制板。本發明還另外具體提供了一種內燃機車相控勵磁控制方法的技術實現方案，一種內燃機車相控勵磁控制方法包括以下步驟
相控控制板接收來自相控驅動板的三相整流橋三相交流電壓電流輸入信號，通過三相電壓輸入信號的頻率，計算出輔助發電機的轉速，然後通過查找主發電機控制特性曲線得出主發電機的控制輸出電壓目標值，與實際反饋的電壓進行比較，然後計算得出相控勵磁控制裝置的脈衝觸發角〃，並產生
移相觸發脈衝，經過相控驅動板進行脈衝放大觸發三相整流橋中的晶閘管，通過控制脈衝觸發角的大小實現對三相整流橋輸出電壓的控制，從而調節主發電機的勵磁電流，控制主發電機的輸出電壓。
作為本發明一種內燃機車相控勵磁控制方法技術方案的進一步改進,相控控制板的處理器最小系統根據三相交流電流電壓輸入信號進行計算，並將觸發控制角命令輸出至邏輯處理電路。相控控制板的邏輯處理電路根據觸發控制角命令形成三相PWM控制脈衝信號，並通過相控驅動板的脈衝觸發放大電路輸出至三相整流橋。作為本發明一種內燃機車相控勵磁控制方法技術方案的進一步改進，
當輔助發電機啟機時，主發電機不工作；
當輔助發電機的轉速到nl時，主發電機輸出電壓的目標值控制在·^,確保主發電機輸出後的系統正常工作的最低電壓值；
當輔助發電機的轉速升高到b2時,輔助發電機的轉速由ιι2增大至《3時，主發電機的輸出電壓目標值成正比例增大；
當輔助發電機的轉速達到ι 時，已控制主發電機的輸出電壓為最高值，輔助發電機增·大到最高轉速|*4，此時保持主發電機的輸出電壓不變；
當輔助發電機的轉速超速時，控制主發電機的輸出電壓進行保護，輔助發電機的轉速下降至O。通過實施上述本發明一種內燃機車相控勵磁控制裝置及其方法的技術方案，具有以下技術效果
(1)本發明不僅能夠滿足內燃機車勵磁控制功能要求，同時結構設計緊湊合理、體積較少，安裝方便、易於拆裝；
(2)本發明模塊化的設計思路使功能模塊化和集成化，操作簡單，系統穩定，使機車維護和檢修簡單方便。(3)本發明相控勵磁控制裝置的控制效果好、網絡通信穩定可靠、調試方便、通用性強，簡化了硬體設計，提高了數據採集的速度、精度，提高了勵磁控制裝置響應的實時性。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I是現有技術內燃機車相控勵磁控制裝置的系統結構框 圖2是本發明內燃機車相控勵磁控制裝置一種具體實施方式
的系統結構框 圖3是本發明內燃機車相控勵磁控制裝置一種具體實施方式
的結構組成框 圖4是是本發明內燃機車相控勵磁控制方法一種具體實施方式
的控制結構框 圖5是本發明內燃機車相控勵磁控制方法一種具體實施方式
的控制曲線 圖6是本發明內燃機車相控勵磁控制裝置一種具體實施方式
三相整流橋的電路原理
圖7是本發明內燃機車相控勵磁控制裝置一種具體實施方式
相控控制板電源電路的電路結構框 圖8是本發明內燃機車相控勵磁控制裝置一種具體實施方式
相控控制板的電路原理框 圖9是本發明內燃機車相控勵磁控制裝置一種具體實施方式
MVB子板的連接結構示意
圖10是本發明內燃機車相控勵磁控制裝置一種具體實施方式
相控驅動板的結構原理框 圖11是本發明內燃機車相控勵磁控制裝置一種具體實施方式
三相整流橋的電路拓撲結構圖； 圖12是本發明內燃機車相控勵磁控制裝置一種具體實施方式
三相整流橋輸出至主發電機的三相交流電壓波形 圖13是本發明內燃機車相控勵磁控制裝置一種具體實施方式
主發電機輸出電壓波形
圖14是本發明內燃機車相控勵磁控制裝置一種具體實施方式
三相整流橋移相觸發脈衝的波形圖I ;
圖15是本發明內燃機車相控勵磁控制裝置一種具體實施方式
三相整流橋移相觸發脈衝的波形圖2 ；
圖16是本發明內燃機車相控勵磁控制裝置一種具體實施方式
同步信號產生部分的電路原理 圖中I-相控控制板，2-相控驅動板，3-MVB子板，4-三相整流橋，5-三相電壓衰減電路，10-電機系統，11-輔助發電機，12-主發電機，13-整流器，14-柴油機組，15-微機勵磁裝置，101-處理器最小系統，102-信號採集處理電路，103-邏輯處理電路，104-電源電路，105-通訊接口電路，21-驅動MOS管晶片，22-脈衝變壓器，23-限流電阻，24-輸出二極體，25-阻容吸收電路，31-總線控制器，321-收發器A，322-收發器B，331-第一連接器，332-第二連接器。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。如附圖2至附圖15所示，給出了本發明一種內燃機車相控勵磁控制裝置及其方法的具體實施例，下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。如附圖2所示的一種內燃機車相控勵磁控制裝置的具體實施方式
，包括相控控制板I、相控驅動板2、MVB子板3和三相整流橋4。相控勵磁控制裝置與輔助發電機11的輸出端相連，再控制主發電機12的勵磁電流。MVB子板3將機車上的信號傳輸至相控控制板1，並將相控勵磁控制裝置的反饋信號回送給機車上的控制設備。相控驅動板2驅動輸出至三相整流橋4的移相觸發脈衝信號，即移相觸發角信號。相控控制板I接收來自相控驅動板2的三相整流橋4三相交流電壓電流輸入信號，該三相交流電壓電流輸入信號經過如附圖16所示的同步信號產生部分進行電壓衰減和信號差分處理產生同步信號基準，再由相控控制板I的處理器最小系統101的DSP晶片根據同步信號基準和主發電機12的電壓反饋值生成移相觸發脈衝信號，該移相觸發脈衝信號與同步信號的角度以同步信號基準為變量，即移相觸發角。如附圖16所示的內燃機車相控勵磁控制裝置的同步信號產生部分包括三相電壓衰減電路5和信號採集處理電路102。產生的移相觸發脈衝信號再經過相控驅動板2進行脈衝放大觸發三相整流橋4的晶閘管，通過控制移相觸發角的大小實現對三相整流橋4輸出電壓的控制，從而調節主發電機12的勵磁電流。本發明相控勵磁控制裝置安裝在內燃機車上，將輔助發電機11的輸出電壓轉換為直流電流，直接控制主發電機12的勵磁，從而實現一級勵磁控制，使控制速度快，控制效果好，軟體編制也變得容易。具有很高的性價比，適合於在內燃機車市場推廣。輔助發電機11和主發電機12可以進一步集成為主輔一體化發電機，滿足內燃機車輔助發電機11和主發電機12功率的需要。一級勵磁方式控制較為簡單，只要從輔助發電機11的輸出中直接接入勵磁控制器，再控制主發電機12的勵磁電流，從而實現一級勵磁。本發明將作為輔助發電機11的柴油機的交流輸出經 過相控勵磁裝置轉變為直流電流，直接輸出給作為主發電機12的牽引發電機的勵磁繞組，使得控制方式簡便，現場調試和維修簡單和可靠。同步信號產生部分由相控驅動板2上的三相電壓衰減電路5和相控控制板I上的信號採集處理電路102組成。三相整流橋4的輸入電壓經過相控驅動板2上的三相電壓衰減電路5和相控控制板I上的信號採集處理電路102，信號採集處理電路102將三相輸入電壓的每相電壓均轉換成互差120°的同步方波信號，方波信號的電平跳變信號即為同步信號的基準。DSP晶片通過對同步信號基準進行相序識別，根據主發電機12的電壓反饋值計算需要的觸發角度，產生相應的觸發脈衝移相角信號。這種方式對三相輸入電源的相序無要求，簡化了三相整流橋4的安裝調試過程，具有電路設計簡單的優點。如附圖3和附圖8所示，相控控制板I進一步包括處理器最小系統101、信號採集處理電路102、邏輯處理電路103、電源電路104和通訊接口電路105。相控控制板I還可以進一步包括存儲器、硬體watchdog (看門狗)電路，以及RS232程序下載電路和總線接口電路。信號採集處理電路102採集來自相控驅動板2的三相整流橋4三相交流電流電壓輸入信號，並輸出至處理器最小系統101。處理器最小系統101根據三相交流電流電壓輸入信號進行計算，並將觸發控制角命令輸出至邏輯處理電路103。同時，相控控制板I的處理器最小系統101還將根據現場輸入的操作和狀態信號進行邏輯判斷，實現各種運行勵磁調節、限制保護和檢測判斷故障功能。當三相電壓信號採集後，提取同步信號進入TMS320F28335，利用DSP晶片的定時器產生移相觸發脈衝，此脈衝經相控驅動板2觸發三相整流橋4的晶閘管，達到通過控制三相整流橋4輸出電壓的目的。同時，邏輯處理電路103根據觸發控制角命令形成三相PWM控制脈衝信號，並通過相控驅動板2的脈衝觸發放大電路輸出至三相整流橋4。電源電路104和通訊接口電路105均與處理器最小系統101相連。相控控制板I的處理器最小系統101採集來自輔助發電機11的電壓反饋信號，以及來自三相整流橋4的散熱器溫度信號和傳感器信號，通過計算和控制實現故障檢測判斷和限制保護功能。三相整流橋4的晶閘管和散熱器採用一體化設計方式。6個晶閘管模塊直接安裝在散熱器上，然後散熱器又通過絕緣板固定到櫃體中，使散熱器能在風道中散熱。相控控制板I的處理器最小系統101採用基於DSP的處理器，相控控制板I的邏輯處理電路13基於CPLD(Complex Programmable Logic Device,複雜可編程邏輯器件)。其中,相控控制板I採用DSP和CPLD等器件作為控制晶片，相控驅動板2採用脈衝變壓器22作為驅動，通過採集輔助發電機11的輸出電壓，作為主發電機12的勵磁輸入，同時也作為控制用的同步信號，驅動三相整流橋4的脈衝角，通過控制脈衝角的大小來調節主發電機12的勵磁電流。處理器最小系統101採用基於TI公司的32位的DSP晶片TMS320F28335作為處理器，邏輯處理電路103採用基於Altera公司的新型FPGA構造的MAXII系列的MAX1270CPLD晶片。處理器最小系統101和邏輯處理電路103是整個勵磁控制裝置的核心處理單元，主要完成模擬量信號調理、開出處理、信號採集以及控制算法等功能。DSP晶片採用DSP23885晶片作為處理器，控制快速，交流採樣和直流採樣可以同時進行，有利於數據冗餘和故障自診斷分析，實現完善的保護功能。同時，DSP晶片的片上資源豐富，具有256KX 16的 Flash 存儲器，34KX 16 的 SARAM 存儲器，IKX 16 OTPROM 和 8KX 16 的 Boot ROM。其中Flash, 0TPR0M，16KX16的SARAM均受密碼保護。鐵電存儲器將一些關鍵參數和故障記錄存儲起來。CPLD晶片MAX1270，內部資源豐富，操作簡單，響應速度快，能夠實現包括測頻、產生三相PWM (Pulse Width Modulation，脈衝寬度調製)信號和邏輯控制等功能。脈衝形成、測頻與相位檢測、邏輯編碼、開入、開出等功能集成在CPLD中，簡化了外圍接口電路，提高了裝置整體的可靠性。DSP除了運算外僅僅是將控制命令以及相關信息給CPLD，這樣既發揮DSP與CPLD本身的優勢外還大大的節省了 DSP的運算時間，提高了系統的實時性。在最重要的脈衝觸發環節，DSP與CPLD是相互獨立的，DSP僅僅是將觸發控制角送給CPLD，控制由CPLD完成，當DSP受到幹擾復位時，CPLD依然能正常工作，從而保證了整個系統的穩定性與可靠性。DSP 晶片 TMS320F28335 通過 MVB (Multifunction Vehicle Bus，列車通信網TCN的一部分，TCN網絡由多功能車輛總線MVB+絞線式列車總線WTB構成控制器區域網路)和其他控制設備進行數據交換。通過RS232接口可以實時調試程序和下載程序。同時採用TPS3305-33D作為監控復位晶片。三相整流橋4進一步採用三相全控橋式整流電路。如附圖11至15所示，附圖11為三相全控型整流橋的拓撲結構圖，附圖12為主發電機12的勵磁繞組三相輸出波形圖，附圖13為主發電機12的輸出電壓巧波形圖，附圖14和15為三相整流橋4的晶閘管對應觸
發脈衝波形圖。當改變不同的觸發角時，可以改變不同的輸出電壓值，從而改變電流大小來控制主發電機12的輸出電壓，實現控制要求。輔助發電機11發出的三相交流電，經過6個晶閘管輸出可控直流電壓和電流。相控驅動板2根據電流電壓反饋信號來控制晶閘管的導通角α (自然換相點到施加觸發脈衝之間的電角度)。如附圖13所示為觸發角為<1=0°時的主發電機12勵磁輸出電壓，該電壓值為ITi =135· 。如下表I所示為晶閘管觸發環
流順序脈衝列表。
權利要求
1.一種內燃機車相控勵磁控制裝置，其特徵在於，包括相控控制板(I)、相控驅動板(2)、MVB子板(3)和三相整流橋(4)，相控勵磁控制裝置與輔助發電機(11)的輸出端相連，再控制主發電機(12)的勵磁電流；所述MVB子板(3)將機車上的信號傳輸至相控控制板(1)，並將相控勵磁控制裝置的反饋信號回送給機車上的控制設備；所述相控驅動板(2)驅動輸出至三相整流橋(4)的移相觸發脈衝信號；所述相控控制板(I)接收來自相控驅動板(2)的三相整流橋(4)三相交流電壓電流輸入信號，所述三相交流電壓電流輸入信號經電壓衰減和信號差分處理產生同步信號基準，相控控制板(I)根據同步信號基準和主發電機(12)的電壓反饋值生成移相觸發脈衝信號，移相觸發脈衝信號經過相控驅動板(2)進行脈衝放大觸發三相整流橋(4)的晶閘管，通過控制移相觸發脈衝信號實現對三相整流橋(4)輸出電壓的控制，從而調節主發電機(12)的勵磁電流。
2.根據權利要求I所述的一種內燃機車相控勵磁控制裝置，其特徵在於所述相控控制板(I)包括處理器最小系統(101)、信號採集處理電路(102)、邏輯處理電路(103)、電源電路(104)和通訊接口電路(105);所述信號採集處理電路(102)採集來自相控驅動板(2)的三相整流橋(4)三相交流電流電壓輸入信號，並輸出至處理器最小系統(101);所述處理器最小系統(101)根據三相交流電流電壓輸入信號和主發電機(12)的電壓反饋值進行計算得到觸發控制角命令，並將觸發控制角命令輸出至邏輯處理電路(103);所述邏輯處理電路(103)根據觸發控制角命令形成三相PWM控制脈衝信號，並通過相控驅動板(2)的脈衝觸發放大電路輸出至三相整流橋(4);所述電源電路(104)和通訊接口電路(105)均與處理器最小系統(101)相連。
3.根據權利要求I或2所述的一種內燃機車相控勵磁控制裝置，其特徵在於所述相控控制板(I)的處理器最小系統(101)採集來自輔助發電機(11)的電壓反饋信號，以及來自三相整流橋(4)的散熱器溫度信號和傳感器信號，通過計算和控制實現故障檢測判斷和限制保護功能。
4.根據權利要求3所述的一種內燃機車相控勵磁控制裝置，其特徵在於所述相控控制板(I)的處理器最小系統(101)採用基於DSP的處理器；所述相控控制板(I)的邏輯處理電路(13)基於CPLD。
5.根據權利要求1、2、4中任一權利要求所述的一種內燃機車相控勵磁控制裝置，其特徵在於所述相控驅動板(2)包括驅動MOS管晶片(21)、脈衝變壓器(22)、限流電阻(23)、輸出二極體(24)和阻容吸收電路(25)，所述相控控制板(I)的邏輯處理電路(13)產生的脈衝觸發信號經過MOS管驅動晶片(21)對脈衝變壓器(22)原邊進行驅動，將脈衝觸發信號進行電壓放大，脈衝觸發信號通過脈衝變壓器(22 )實現高壓電路和低壓控制電路之間的隔離，脈衝觸發信號再經過脈衝變壓器(22)的輸出繞組、限流電阻(23)，輸出二極體(24)和阻容吸收電路(25 )進入三相整流橋(4 )的晶閘管觸發接點。
6.根據權利要求5所述的一種內燃機車相控勵磁控制裝置，其特徵在於所述MVB子板(3)包括總線控制器(31)、收發器A (321)、收發器B (322)、第一連接器(331)和第二連接器(332);所述總線控制器(31)分別與收發器A (321)和收發器B (322)相連，所述收發器A (321)與第一連接器(331)相連，所述收發器B (322)與第二連接器(332)相連，所述第一連接器(331)與第一線纜(341)相連，所述第二連接器(332)與第二線纜(342)相連，實現線路A和線路B兩路信號的數據冗餘。
7.根據權利要求2、4、6中任一權利要求所述的一種內燃機車相控勵磁控制裝置，其特徵在於機車上的蓄電池輸入電壓輸出至所述電源電路(104)的輸入濾波電路進行濾波後輸出至正激變換電路；經過正激變換電路變換後得到的24V和-17V直流電壓，-17V直流電壓經過-15V電壓調節器輸出-15V電壓信號；24V直流電壓經過24V轉5V電壓調節器輸出5V電壓信號，並經過24V轉15V電壓調節器輸出15V電壓信號；輔助供電電路為正激變換電路進行供電；輸入電壓檢測電路監測輸入電壓情況，當出現過、欠電壓時，關斷正激變換電路，待輸入正常後，恢復電路工作；輸出電壓反饋與過電壓檢測電路監測輸出電壓的變化，通過控制、驅動電路增大或減小開關管的佔空比來保持輸出電壓的穩定；24V電路轉5V電壓調節器和24V電路轉15V電壓調節器為相控驅動板(2)的脈衝變壓器(22)提供驅動電源，+15V和-15V電壓信號供給外部傳感器和相控控制板(I);輸出5V電壓信號再分別經過5V轉3. 3V電壓調節器和5V轉I. 9V電壓調節器輸出3. 3V和I. 9V電壓信號供電給相控控制板(I)。
8.一種內燃機車相控勵磁控制方法，其特徵在於，包括以下步驟 相控控制板(I)接收來自相控驅動板(2)的三相整流橋(4)三相交流電壓電流輸入信號，通過三相電壓輸入信號的頻率，計算出輔助發電機(101)的轉速，然後通過查找主發電機(102)控制特性曲線得出主發電機(102)的控制輸出電壓目標值，與實際反饋的電壓進行比較，然後計算得出相控勵磁控制裝置的脈衝觸發角並產生移相觸發脈衝信號,經過相控驅動板(2)進行脈衝放大觸發三相整流橋(4)中的晶閘管，通過控制脈衝觸發角的大小實現對三相整流橋(4)輸出電壓的控制，從而調節主發電機(102)的勵磁電流，控制主發電機(102)的輸出電壓。
9.根據權利要求8所述的一種內燃機車相控勵磁控制方法，其特徵在於所述相控控制板(I)的處理器最小系統(101)根據三相交流電流電壓輸入信號進行計算，並將觸發控制角命令輸出至邏輯處理電路(103);相控控制板(I)的邏輯處理電路(103)根據觸發控制角命令形成三相PWM控制脈衝信號，並通過相控驅動板(2)的脈衝觸發放大電路輸出至三相整流橋(4)。
10.根據權利要求8或9所述的一種內燃機車相控勵磁控制方法,其特徵在於 當輔助發電機(11)啟機時，主發電機(12)不工作； 當輔助發電機(11)的轉速到《I時，主發電機(12)輸出電壓的目標值控制在IZdl，確保主發電機(12)輸出後的系統正常工作的最低電壓值； 當輔助發電機(11)的轉速升高到》2時，輔助發電機(11)的轉速由h2增大至時，主發電機(12)的輸出電壓目標值成正比例增大； 當輔助發電機(11)的轉速達到ι 時，已控制主發電機(12)的輸出電壓為最高值，輔助發電機(11)增大到最高轉速β4，此時保持主發電機(12 )的輸出電壓不變； 當輔助發電機(11)的轉速超速時，封鎖勵磁，控制主發電機(12)的輸出電壓下降至O。
全文摘要
本發明公開了一種內燃機車相控勵磁控制裝置及其方法，相控勵磁控制裝置與輔助發電機的輸出端相連，再控制主發電機的勵磁電流。MVB子板將機車上的信號傳輸至相控控制板，並將相控勵磁控制裝置的反饋信號回送給機車上的控制設備。相控驅動板驅動輸出至三相整流橋的脈衝角信號。相控控制板接收來自相控驅動板的三相整流橋三相交流電壓電流輸入信號，產生同步信號基準，並生成移相觸發脈衝，經過相控驅動板進行脈衝放大觸發三相整流橋中的晶閘管，通過控制脈衝角的大小實現對三相整流橋輸出電壓的控制，從而調節主發電機的勵磁電流。本發明克服了現有技術控制速度慢，軟體現場調試困難的技術缺陷，通過採用一級勵磁方式，簡化控制環節，提高了控制效果。
文檔編號H02P9/30GK102916640SQ20121044826
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月12日 優先權日2012年11月12日
發明者劉松柏, 肖健, 李小平, 姚曉陽, 康國良, 劉智聰, 肖武軍, 何良, 趙軍偉, 黃如全, 林建平, 楊棟新, 楊慶 申請人:株洲南車時代電氣股份有限公司