電力機(jī)車輔助變流器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及信號完整性分析.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、電力機(jī)車輔助變流器系統(tǒng)主要為機(jī)車的輔助負(fù)載供電,其工作狀況直接關(guān)系到機(jī)車主電路的運(yùn)行狀態(tài),是保障機(jī)車穩(wěn)定、安全運(yùn)行的關(guān)鍵之一。本文以深度國產(chǎn)化HXD2型電力機(jī)車輔助變流器控制系統(tǒng)為研究對象,按照功能模塊的不同進(jìn)行了硬件電路的設(shè)計(jì)。這些模塊包括供電電源、電源監(jiān)控與復(fù)位、AD采樣、驅(qū)動(dòng)脈沖發(fā)生、驅(qū)動(dòng)狀態(tài)檢測、邏輯狀態(tài)檢測、邏輯狀態(tài)輸出、通訊接口等。每個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)各自相應(yīng)的功能,既相對獨(dú)立又緊密結(jié)合,從而方便了系統(tǒng)的調(diào)試與生產(chǎn)。該系統(tǒng)以DSP和

2、FPGA為核心,采用協(xié)同處理的方式,DSP用于實(shí)現(xiàn)算法中結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部分,F(xiàn)PGA完成算法中計(jì)算量大、實(shí)時(shí)性要求高的部分,兼顧了速度與靈活性,縮短了研發(fā)周期。
  為了保證電路板中的信號質(zhì)量,本文對控制系統(tǒng)中的插件板進(jìn)行了信號完整性分析。文中首先探討了反射與串?dāng)_這兩種信號完整性問題的成因,并通過仿真軟件HyperLynx對這些問題進(jìn)行了仿真,找到了相應(yīng)的解決方案。對于傳輸線中的信號反射問題,可以根據(jù)實(shí)際情況,采用串聯(lián)端接、并聯(lián)端接、

3、戴維寧端接、RC端接、二極管端接等措施來解決;對于傳輸線間的串?dāng)_問題,則可以使用加大傳輸線間距、縮短平行長度、減小電介質(zhì)厚度等手段來降低串?dāng)_噪聲。在此基礎(chǔ)上,本文對輔助變流器控制系統(tǒng)中的PCB進(jìn)行了仿真分析,找出PCB中存在信號完整性問題的網(wǎng)絡(luò),并運(yùn)用上述優(yōu)化方案加以解決,從源頭上保證了信號的質(zhì)量。
  本文對設(shè)計(jì)出的輔助變流器控制系統(tǒng)先后進(jìn)行了低壓功能試驗(yàn)、地面高壓試驗(yàn)和實(shí)際上車試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明該控制系統(tǒng)完全能夠滿足國產(chǎn)化HX

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