專利名稱：電力機車控制電源屏自動檢測儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電力機車控制電源屏自動檢測儀。
控制電源屏是電力機車一大主要部件，用于機車控制電路的直流電源。根據檢測工藝要求需要定期對控制電源屏的主電路各項性能指標進行測試。而目前的檢測方法是將控制電源屏解體后，對各個零部件進行測試，其測試數據不精確，效率低，費時費力。
本實用新型的目的是提供一種檢測精度高，使用方便靈活的電力機車控制電源屏自動檢測儀，它可以完成控制電源屏半控橋各整流元件的正反向漏電流，觸發(fā)脈沖幅值。不同電壓下的正反相觸發(fā)脈沖的移相角和不對稱度，控制插件的電源環(huán)節(jié)，調節(jié)環(huán)節(jié)和移相環(huán)節(jié)檢測的自動化。
本實用新型的目的是這樣實現的，它由微機和接口電路組成，接口電路由高壓電源、繼電器控制轉換電路、過零脈沖產生電路和測試通道組成，繼電器控制轉換電路受控于微機的I／O口，高壓電源的輸出經繼電器的觸點加至控制電源屏的半控橋，繼電器控制轉換電路的輸出接微機的A／D口，過零脈沖產生電路的輸入端接控制電源屏的同步變壓器的付邊，過零脈沖產生電路的輸出端接微機的I／O口，測試通道為兩組，一組是角度和脈沖幅值測試通道，它分別由控制電源屏的脈沖變壓器MB的付邊與微機I／O口和A／D口之間的連接測試信號線組成的，另一組是電源環(huán)節(jié)測試通道，調節(jié)環(huán)節(jié)測試通道和移相環(huán)節(jié)測試通道，它是由控制電源屏的控制插件D與微機A／D口和HSO口之間的連接測試信號線組成的。
微機采用MCS－96單片單板機，它由MCS－96單片機程序存儲器，數據存儲器，鍵盤顯示單元和打印機組成。
本實用新型的工作原理如下在測半控橋各整流元件的漏電流時，MCS－96單片單板機執(zhí)行程序指令，使高壓電源輸出的直流高壓通過繼電器的控制轉換，使半控橋各整元件分別承受正反向電壓。與此同時，MCS－96單片機內的A／D口將取樣電阻R1上漏電流所產生的電壓值讀入計算機，再經換算就可得漏電值。在測脈沖幅值和角度不對稱度時，自動檢測儀同時將一交流電壓施加在過零脈沖產生電路和控制電源屏控制插件的移相環(huán)節(jié)上，過零脈沖產生電路待交流電壓過零時產生一個脈沖，控制電源屏控制插件的移相環(huán)節(jié)延遲一段后也產生一脈沖給脈沖變壓器的原邊，脈沖變壓器的付邊同樣產生一脈沖給半控橋的可控硅，這個延時實質就是脈沖的角度，MCS－96單片機通過兩個不同的I／O口，將脈沖到來的時刻讀入計算機內存，同時通過MCS－96單片機內的A／D口讀入脈沖幅值存入計算機內。在測試控制電源屏的控制插件時將被測試環(huán)節(jié)的引出端通過測試通道接至MCS－96單片機的A／D口和HSO口，逐項進行測試并將結果存入計算機，供打印輸出。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述。


圖1為本實用新型的原理框圖。
圖2為高壓電源，繼電器控制轉換電路原理圖。
圖3為過零脈沖產生電路及角度和脈沖幅值測試通道原理圖。
圖4為電源環(huán)節(jié)測試通道，調節(jié)環(huán)節(jié)測試通道和移相環(huán)節(jié)測試通道原理圖。
圖5為程序框圖。
由圖1可知，本實用新型是以MCS－96單片機為核心的計算機部分和接口電路組成。計算機部分包括MCS－96單片機、程序存儲器、數據存儲器、鍵盤顯示單元和打印機組成。接口電路由高壓電源、繼電器轉換控制電路，過零脈沖產生電路和兩組測試通道組成。
MCS－96單片機是儀器的控制核心，既能完成數據的運算功能又向外提供了A／D，串行口與HSI和HSO端口和I／O雙向口。鍵盤用于有關原始數據的輸入和測試功能按鍵，顯示單元用于顯示測試過程中的有關信息，打印機將測試數據打印輸出。A／D轉換口將漏電流取樣電阻上的電壓模擬量和脈沖幅值模擬量以及控制電源屏控制插件的有關輸入端口的模擬量轉化為數字量，通過I／O口結合內部兩個16位定時器將完成脈沖角度與不對稱度的測量。MCS－96單片機的HSO口和PWM口將數字量轉化為模擬量完成對控制電源屏控制插有關輸出口的驅動部分。I／O設定為輸出，完成對自動檢測儀控制轉換板上各個繼電器的控制。
由圖2可知，高壓電源由變壓器T1、整流橋Q1、濾波電容C1組成。整流橋的輸出為直流1000V，供測半控制橋整流元件的漏電流用。
繼電器控制轉換電路由繼電器J3－10，取樣電阻R1組成，繼電器J3－10分別受控于MCS－96的I／O1－8口，J3－6控制高壓電源的正輸出端，J7－10控制高壓電源的另一輸出端，取樣電阻R1串在高壓電源輸出的地端和MCS－96的A／D5口之間，J7－10的一組輸入觸點并聯后接于R1與MCS－96的A／D5口之間的連線上。繼電器J3和J7的輸出觸點相連接成A6線和被測半控橋的3CT1輸出和2CZ1輸出相連形成的共陰極連接，繼電器J6和J10的輸出觸點相連接成A9線與半控橋3CT和2CZ2相連形成的共陽極連接，繼電器J5和繼電器J9的輸出觸點相連接成A8線與可控硅3CT1的陽極(亦是可控硅3CT2的陰極)相連接，繼電器J4和J8的輸出觸點相連接成A7線和整流管2CZ1的陽極(亦是2CZ2的陰極)相連接。
圖2所示的電路的作用是測試半控橋各整流元件漏電流的，它的工作原理如下計算機指令通過I／O口輸出使J3和J9同時閉合，此時A6線為正，A8線為負，可控硅3CT1承受反向電壓1000V，3CT1的漏電流經取樣電阻后產生電壓降VR、VR被傳送到MCS－96單片機A／D口，被讀入內存，該數值經數據處理后為3CT1反向漏電流值。然后計算機指令J3和J9斷開，J5和J7同時閉合，此時可控硅3CT1承受正向電壓1000V，MCS－96單片機A／D口讀入電壓降VR存儲，經數值轉換后為3CT1正向漏電流。同理斷開J5和J7，同時閉合J5和J10，便可得到3CT2反向漏電流，斷開J5和J10，閉合J6和J9便可得到3CT2正向漏電流，斷開J9和J6，閉合J3和J8，便可得到2CZ1反向漏電流，斷開J3和J8，閉合J4和J10便可得到2CZ2反向漏電流，斷開J4和J10，控制電源屏半控橋各整流元件漏電流測試完畢。
由圖3可知，過零脈沖產生電路由取樣電阻R2，電壓比較器A1、A2、或非門A3組成，R2并聯在控制電源屏的同步變壓器的付邊，R2的可調端分別接A1的同相端和A2的反相端，A1的反相端和A2的同相端并聯后接地、A1和A2的輸出接或非門A3的輸入端，A3的輸出接MCS－96的I／O11口。
角度測試通道由脈沖變壓器MB的付邊MB1、MB2分別與MCS－96的I／O10和I／O9口之間的連線構成的，脈沖幅值測試通道由MB1、MB2分別與MCS－96的A／D0和A／D1口之間的連線構成的。
圖3所示電路的作用是測試控制電源屏觸發(fā)脈沖幅值，角度及不對稱度。
測試半控橋正反相脈沖角度，幅值的原理如下同步變壓器付邊提供一個50HZ的交流信號，該信號一路經取樣電阻R2給過零脈沖產生電路的兩個比較器A1－2的同相和和反相端，當交流信號處于正半波時，比較器的A1輸出高電平，比較器A2輸出低電平，當交流信號處于負半波時，比較器A1輸出低電平，比較器A2輸出高電平，在交流信號過零的瞬間，比較器A1和A2均輸出低電平，該低電平經或非門A3反相后就可得到過零觸發(fā)脈沖，這個脈沖經MCS－96單片機的I／O11輸入后，作為半控橋觸發(fā)脈沖計時的起點，由MCS－96單片機置內部計時器開始計時。50HZ交流信號的另一路施加在控制電源屏控制插件的3號端和4號端，由控制插件移相觸發(fā)環(huán)節(jié)產生脈沖信號給脈沖變壓器的原邊，自動檢測儀的信號線自脈沖變壓器的付邊取得這個脈沖經角度測試通道分別給MCS－96單片機的I／O9口和I／O10口作為半控橋觸發(fā)脈沖的計時終點。與此同時，啟動MCS－96單片機內的A／D口轉換，通過脈沖幅值通道將數值讀入內存。計算時間差值和數值轉換脈沖幅值后，便可得到半控橋觸發(fā)脈沖的角度和幅值。其正反相的角度的不對稱度根據得到的正反相觸發(fā)脈沖角度參數計算完成。
由圖4可知，電源環(huán)節(jié)測試通道是控制插件D的19、24號端子分別與MCS－96的A／D2、A／D3口的連線，調節(jié)環(huán)節(jié)通道是控制插件D的16、20和22號端子分別與MCS－96的HSO.0、HSO.1、A／D4口的連線，移相環(huán)節(jié)測試通道是控制插件D的22號端子與MCS－96的HSO.2口的連線。
圖4所示電路的作用是測試電源屏控制插件電源環(huán)節(jié)，調節(jié)環(huán)節(jié)和移相環(huán)節(jié)，其工作原理如下當控制電源屏控制插件處于工作狀態(tài)時，MCS－96單片機通過程序分別啟動A／D口2，A／D口3，讀入19號端子和24號端子的電壓數值送入內存完成電源環(huán)節(jié)測試。MCS－96單片機，啟動HSO.0，給控制插件16號端子施加平均值為0.5V電壓后，再啟動A／D口4，讀入22號端子電壓值送入內存，啟動HSO.1給控制插件20號端子施加平均值為－4.0V電壓，啟動A／D口4，讀入22號端子電壓值送入內存完成調節(jié)環(huán)節(jié)測試。啟動HSO.2，MCS－96單片機控制給控制插件22號端子施加一平均值為＋5V至－12V的連續(xù)可調電壓，啟動圖3所示觸發(fā)脈沖角度測試通道，分別讀入相應的觸發(fā)脈沖角度到內存，完成移相觸發(fā)環(huán)節(jié)調試。
圖5為程序框圖，本儀器的軟件程序由匯編語言編成，整個程序采用子程序功能模塊結構。
本實用新型可對運用中的和下車的控制電源屏進行測試，亦可適用于和控制電源屏電路基本相同的勵磁電源屏的測試，可測試控制電源屏的半控橋各整流元件的正反向漏電流，半控橋觸發(fā)脈沖的角度和不對稱度、幅值和控制插件的電源環(huán)節(jié)，調節(jié)環(huán)節(jié)，移相觸發(fā)環(huán)節(jié)的測試。本實用新型的優(yōu)點是，能夠實現不需解體控制電源屏即可對各項性能指標的自動檢測工作，檢測精度高，它的應用將有效地提高控制電源屏的檢修質量，減少不必要的勞動，及時提供控制電源屏的狀態(tài)，為電力機車狀態(tài)修數據聯網打下基礎。
權利要求1.一種由微機和接口電路組成的電力機車電源屏自動檢測儀，其特征在于接口電路由高壓電源、繼電器控制轉換電路、過零脈沖產生電路和測試通道組成，繼電器控制轉換電路受控于微機的I/O口，高壓電源的輸出經繼電器的觸點加至控制電源屏的半控橋，繼電器控制轉換電路的輸出接微機的A/D口，過零脈沖產生電路的輸入端接控制電源屏的同步變壓器的付邊，過零脈沖產生電路的輸出端接微機的I/O口，測試通道為兩組，一組是角度和脈沖幅值測試通道，它分別由控制電源屏的脈沖變壓器MB的付邊與微機I/O口和A/D口之間的連接測試信號線組成的，另一組是電源環(huán)節(jié)測試通道，調節(jié)環(huán)節(jié)測試通道和移相環(huán)節(jié)測試通道，它是由控制電源屏的控制插件D與微機A/D口和HSO口之間的連接測試信號線組成的。
2.根據權利要求1所述的檢測儀，其特征在于微機采用MCS－96單片單板機，它由MCS－96單片機、程序存儲器、數據存儲器、鍵盤顯示單元和打印機組成。
3.根據權利要求2所述的檢測儀，其特征在于高壓電源由變壓器T1、整流橋Q1、濾波電容C1組成。
4.根據權利要求3所述的檢測儀，其特征在于繼電器控制轉換電路由繼電器J3－10，取樣電阻R1組成，繼電器J3－10分別受控于MCS－96的I／O1－8口，J3－6控制高壓電源的正輸出端，J7－10控制高壓電源的另一輸出端，取樣電阻R1串在高壓電源輸出的地端和MCS－94的A／D5口之間，J7－10的一組輸入觸點并聯后接于R1與MCS－96的A／D5口之間的連線上。
5.根據權利要求4所述的檢測儀，其特征在于過零脈沖產生電路由取樣電阻R2，電壓比較器A1、A2、或非門A3組成，R2并聯在控制電源屏的同步變壓器的付邊，R2的可調端分別接A1的反相端的A2的反相端，A1的反相端和A2的同相端并聯后接地、A1和A2的輸出接或非門A3的輸入端，A3的輸出接MCS－96的I／O11口。
6.根據權利要求5所述的檢測儀，其特征在于角度測試通道由脈沖變壓器MB的付邊MB1、MB2分別與MCS－96的I／O10和I／O9口之間的連線構成的，脈沖幅值測試通道由MB1、MB2分別與MCS－96的A／D0和A／D1口之間的連線構成的。
7.根據權利要求6所述的檢測儀，其特征在于電源環(huán)節(jié)測試通道是控制插件D的19、24號端子分別與MCS－96的A／D2、A／D3口的連線，調節(jié)環(huán)節(jié)通道是控制插件D的16、20和22號端子分別與MCS－96的HSO.0、HSO.1、A／D4口的連線，移相環(huán)節(jié)測試通道是控制插件D的22號端子與MCS－96的HSO.2口的連線。
專利摘要本實用新型涉及一種電力機車控制電源屏自動檢測儀，它由微機和接口電路組成。接口電路由高壓電源、斷電器控制轉換電路、過零脈沖產生電路和測試通道組成，微機采用MCS-96單片單板機，它由MCS-96單片機，程序存儲器、數據存儲器、鍵盤顯示單元和打印機組成。它可測試電源屏的半控橋各整流元件的漏電流，觸發(fā)脈沖的角度和不對稱性、幅值和控制插件的電源環(huán)節(jié)，調節(jié)環(huán)節(jié)，移相環(huán)節(jié)。它的優(yōu)點是實現各項檢測指標的自動化，檢測精度高。
文檔編號G01R31/00GK2149633SQ9222734
公開日1993年12月15日 申請日期1992年7月11日 優(yōu)先權日1992年7月11日
發(fā)明者柴迎潮 申請人:石家莊鐵路分局石家莊電力機務段