[实用新型]一种脉冲变换装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种脉冲变换装置，尤其适用于作为铁路机车车辆用脉冲变换装置使用。

背景技术

HXD3C型电力机车为大功率机车，共有6个轮对，即6个电机，术语称作为1～6位，其中1～3位为I端，4～6位为II端。机车在进行大辅修之后需进行顶轮作业，依次将1～6位单独顶起，控制该轮对电机以一定的速度运转，通过专用设备监测电机、轮轴的工作状态，以排除牵引电机与轴箱轴承的故障和隐患。由于机车电机速度的控制为闭环控制，采用霍尔速度传感器的速度信号进行主控速，并采用光电转速传感器的速度信号作为反馈。机车的1至6位电机上均安装有霍尔速度传感器，而光电转速传感器仅在2位和5位有安装，这样就会使得1位、3位、4位、6位顶轮作业时因无光电转速传感器信号作为速度反馈，导致控制柜工作不正常而引起飞车的可能；此外，作业过程中，需要定速运行，采取的方式为司机手动不停的进行加速、减速来实现，控制精度低且效率低；同时，作业时停车无法采取电阻制动，停车时间长，工作效率低下且易发生安全事故。

因此，有必要设计一种脉冲变换装置，为机车提供充分的速度反馈信号。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种脉冲变换装置，该脉冲变换装置为机车控制系统提供速度反馈信号，使得检修人员能够高效、安全、可靠的进行检修作业。

实用新型的技术解决方案如下：

一种脉冲变换装置，包括主控模块、电源模块、输入调理电路和脉冲输出电路；输入调理电路包括3条调理支路；每条调理支路依次由电平转换电路和光耦隔离电路串联而成；

主控模块中集成有脉冲采集电路和脉冲比例放大电路；

3路霍尔传感器固定在机车电机的旋转部件的上方【实例中是安装在与电机转轴同轴旋转的齿轮上方工位，该工位专门用于安装霍尔传感器】，3路霍尔传感器的输出信号分别经3条调理支路与主控模块的脉冲采集电路相连；

所述的电源模块包括依次相连的滤波电路和直流变换电路，为主控模块供电；

脉冲比例放大电路的输入端接脉冲采集电路的输出端；

脉冲比例放大电路的输出端即主控模块的脉冲输出接口与脉冲输出电路相连；

所述的脉冲输出电路包括依次相连的放大电路和光耦隔离电路。

脉冲采集电路为计数器，对到来的3路脉冲进行计数，如果主控电路为微处理器，则脉冲采集电路可以采用计数器中断端口或外部中断端口实现，为后续的脉冲比例放大做准备，其实现为现有技术。

电平转换电路的作用为将霍尔传感器输出脉冲信号电平(低电平越0.7V，高电平约7V)转换为低电平约0V，高电平约3.3V的脉冲信号，以供主控模块(CPU)采集。放大电路的作用是将主控模块输出为低电平约0V，高电平约3.3V的方波脉冲信号，转换为高电平>9V，低电平<1V的脉冲信号。

所述的主控模块中集成有串行通信接口和用于与LED显示器相连的信息显示接口。

直流变换电路为12～30V转3.3V电源。

脉冲比例放大电路是指用于实现霍尔速度传感器每输出2.164275个脉冲对应光电转速传感器输出1个脉冲的电路【可以由FPGA实现】。

所述的主控模块采用FPGA或LPC1758芯片。

采集模块分三路采集霍尔速度信号，采集到的信号经过信号转换模块(即电平转换电路)后，通过光电隔离模块进行隔离处理，然后送给主控模块。主控模块通过特定的算法计算输出脉冲信号的电平跳变时刻，该脉冲信号经过放大电路的放大及隔离处理后输出。采用3只LED灯用于装置状态的指示，即霍尔速度传感器供电状态、装置电源工作指示、装置光电转速传感器信号输出指示。

机车6个轴位上均安装有霍尔速度传感器，其中1～3位为I端，4～6位为II端。霍尔速度传感器速度信号的采集采用并联的方式获取。由于6个霍尔速度传感器均为双通道传感器，故只需任取一路信号作为装置的输入。此外I端的3个霍尔速度传感器接到机车I端的连接器上，II端的3个霍尔速度传感器接到机车II端的连接器上，而两个连接器的接口兼容。故而，霍尔速度信号输入连线可以同时采集3个轴位的速度信号。分别对两端进行作业时，只需将霍尔速度信号输入连线与机车上对应端的连接器对接即可，操作方便。

光电信号输出连线用于将装置输出的光电速度信号接至光电上车电缆，作为速度反馈信号送给控制系统进行闭环控制。