直驱永磁电力机车辅助变流器控制设备制造技术

本发明专利技术提供一种直驱永磁电力机车辅助变流器控制设备，该设备包括：数字信号处理DSP芯片以及现场可编程门阵列FPGA芯片，DSP芯片与FPGA芯片总线连接，其中FPGA芯片用于通过模拟量采样板卡和数字量采样板卡获取辅助变流器的模拟量和数字量，并对模拟量和数字量进行逻辑运算处理，得到逻辑运算处理后的数据；DSP芯片用于对逻辑运算处理后的数据进行控制运算处理，得到脉冲宽度；FPGA芯片还用于根据脉冲宽度进行调制运算处理，得到辅助变流器的驱动脉冲序列，弥补了单独的DSP芯片在实现控制功能时采样速度低和芯片资源分配不合理的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
直驱永磁电力机车辅助变流器控制设备
本专利技术涉及自动控制技术，尤其涉及一种直驱永磁电力机车辅助变流器控制设备。
技术介绍
辅助变流器作为为整车提供辅助电源的设备，为机车冷却系统的风机和水泵、照明系统设备、制动系统空压机等直接提供动力，同时通过充电机和蓄电池为整车控制系统间接提供电力来源，辅助变流器的控制方法也就显得尤为重要。传统的辅助变流器采用单独的数字信号处理技术(DigitalSignalProcessing，DSP)芯片来实现核心控制。但是随着相关技术的发展，辅助变流器的开关频率和控制精度要求不断提高，单独的DSP芯片难以满足辅助变流器的工作需求，在数据采样速度以及芯片资源分配难以达到满意的效果。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种直驱永磁电力机车辅助变流器控制设备，以解决传统辅助变流器控制设备中单独的DSP芯片在数据采样速度、计算处理以及芯片资源分配难以达到满意的效果的问题。第一方面，本专利技术实施例提供一种直驱永磁电力机车辅助变流器的控制设备，其特征在于，包括：数字信号处理DSP芯片以及现场可编程门阵列FPGA芯片，所述DSP芯片与所述FPGA芯片总线连接，其中所述FPGA芯片用于通过模拟量采样板卡和数字量采样板卡获取辅助变流器的模拟量和数字量，并对所述模拟量和数字量进行逻辑运算处理，得到逻辑运算处理后的数据；所述DSP芯片用于对所述逻辑运算处理后的数据进行控制运算处理，得到脉冲宽度；所述FPGA芯片还用于根据所述脉冲宽度进行调制运算处理，得到所述辅助变流器的驱动脉冲序列。在一种可能的设计中，所述控制运算处理包括：Park变换处理，电压、电流双闭环解耦控制处理、IPark变换处理以及零序电压注入处理；所述调制运算处理包括：脉冲生成处理；所述DSP芯片具体用于对所述逻辑运算处理后的数据依次进行Park变换处理，电压、电流双闭环解耦控制处理、IPark变换处理以及零序电压注入处理，得到零序电压注入处理后的数据；所述FPGA芯片具体用于对所述零序电压注入处理后的数据进行脉冲生成处理，得到脉冲生成处理后的数据。在一种可能的设计中，所述FPGA芯片还用于根据采集到的所述辅助变流器的运行数据，确定所述辅助变流器中的部件是否发生故障；若所述FPGA芯片确定所述辅助变流器中的部件发生故障，则将故障信息发送给所述DSP芯片；若所述FPGA芯片确定所述辅助变流器中的部件未发生故障，则将所述运行数据发送至所述DSP芯片；所述DSP芯片还用于根据所述故障信息确定所述部件发生故障；所述DSP芯片还用根据所述运行数据判断所述辅助变流器内的部件是否发生故障。在一种可能的设计中，所述FPGA芯片还具体用于根据采集到的所述辅助变流器的运行数据，在确定运行数据大于第一预设阈值时，确定所述部件发生故障。在一种可能的设计中，所述DSP芯片还具体用于在确定所述运行数据大于第二预设阈值，并且故障持续时间大于预设时长时，确定所述部件发生故障，其中，所述第一预设阈值大于所述第二预设阈值。在一种可能的设计中，所述DSP芯片还用于在所述辅助变流器多次重启后，确定所述部件的故障次数；所述DSP芯片还用于判断所述故障次数是否大于预设次数，若是，则确定所述故障为永久故障，若否，则确定所述故障为警告故障。在一种可能的设计中，所述DSP芯片还用于在确定所述部件的故障为永久故障时，将所述部件对应的故障标志位设置为永久故障标志位。在一种可能的设计中，还包括：上位机，所述上位机与所述DSP芯片连接；所述DSP芯片还用于将多个故障标志位进行拼接处理，并将拼接处理后的故障标志位发送给所述上位机。在一种可能的设计中，所述上位机与所述DSP芯片通过CAN总线通信。在一种可能的设计中，还包括：闪存；所述DSP芯片内设置有RAM空间；所述闪存与所述DSP芯片连接；所述DSP芯片还用于将所述逻辑运算处理后的数据存储至所述RAM空间；所述DSP芯片还用在确定所述部件发生故障，将所述RAM空间中的数据存储至所述闪存中。本专利技术实施例提供的直驱永磁电力机车辅助变流器控制设备，包括：数字信号处理DSP芯片以及现场可编程门阵列FPGA芯片，DSP芯片与所述FPGA芯片总线连接，其中FPGA芯片用于通过模拟量采样板卡和数字量采样板卡获取辅助变流器的模拟量和数字量，并对模拟量和数字量进行逻辑运算处理，得到逻辑运算处理后的数据；DSP芯片用于对逻辑运算处理后的数据进行控制运算处理，得到脉冲宽度；FPGA芯片还用于根据脉冲宽度进行调制运算处理，得到辅助变流器的驱动脉冲序列。采用DSP芯片和FPGA芯片共同完成辅助变流器的控制，弥补了单独的DSP芯片在实现控制功能时采样速度低和芯片资源分配不合理的缺陷。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的直驱永磁电力机车辅助变流器的控制设备的结构示意图一；图2为本专利技术实施例提供的直驱永磁电力机车辅助变流器的控制设备的处理示意图；图3为本专利技术实施例提供的直驱永磁电力机车辅助变流器的控制设备的结构示意图二；图4为本专利技术实施例提供的直驱永磁电力机车辅助变流器的控制设备的结构示意图三。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术实施例提供的直驱永磁电力机车辅助变流器的控制设备的结构示意图一，如图1所示，该设备包括：数字信号处理(DigitalSignalProcessing，DSP)芯片101以及现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray，FPGA)芯片102，DSP芯片101与FPGA芯片102总线连接，其中FPGA芯片102用于通过模拟量采样板卡103和数字量采样板卡104获取辅助变流器的模拟量和数字量，并对模拟量和数字量进行逻辑运算处理，得到逻辑运算处理后的数据；DSP芯片101用于对逻辑运算处理后的数据进行控制运算处理，得到脉冲宽度；FPGA芯片102还用于脉冲宽度进行调制运算处理，得到辅助变流器的驱动脉冲序列。其中，DSP芯片101是一种以数字信号来处理大量信息的器件，其工作原理是接收模拟信号，并将其转换为0或1的数字信号，再对数字信号进行处理，并在其他系统芯片中把数字信号数据转换为需要的数据类型从而完成相应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直驱永磁电力机车辅助变流器控制设备，其特征在于，包括：数字信号处理DSP芯片以及现场可编程门阵列FPGA芯片，所述DSP芯片与所述FPGA芯片总线连接，其中/n所述FPGA芯片用于通过模拟量采样板卡和数字量采样板卡获取辅助变流器的模拟量和数字量，并对所述模拟量和数字量进行逻辑运算处理，得到逻辑运算处理后的数据；/n所述DSP芯片用于对所述逻辑运算处理后的数据进行控制运算处理，得到脉冲宽度；/n所述FPGA芯片还用于根据所述脉冲宽度进行调制运算处理，得到所述辅助变流器的驱动脉冲序列。/n

【技术特征摘要】
1.一种直驱永磁电力机车辅助变流器控制设备，其特征在于，包括：数字信号处理DSP芯片以及现场可编程门阵列FPGA芯片，所述DSP芯片与所述FPGA芯片总线连接，其中
所述FPGA芯片用于通过模拟量采样板卡和数字量采样板卡获取辅助变流器的模拟量和数字量，并对所述模拟量和数字量进行逻辑运算处理，得到逻辑运算处理后的数据；
所述DSP芯片用于对所述逻辑运算处理后的数据进行控制运算处理，得到脉冲宽度；
所述FPGA芯片还用于根据所述脉冲宽度进行调制运算处理，得到所述辅助变流器的驱动脉冲序列。


2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制运算处理包括：Park变换处理，电压、电流双闭环解耦控制处理、IPark变换处理以及零序电压注入处理；
所述调制运算处理包括：脉冲生成处理；
所述DSP芯片具体用于对所述逻辑运算处理后的数据依次进行Park变换处理，电压、电流双闭环解耦控制处理、IPark变换处理以及零序电压注入处理，得到零序电压注入处理后数据；
所述FPGA芯片具体用于对所述零序电压注入处理后的数据进行脉冲生成处理，得到脉冲生成处理后的数据。


3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述FPGA芯片还用于根据采集到的所述辅助变流器的运行数据，确定所述辅助变流器中的部件是否发生故障；
若所述FPGA芯片确定所述辅助变流器中的部件发生故障，则将故障信息发送给所述DSP芯片；
若所述FPGA芯片确定所述辅助变流器中的部件未发生故障，则将所述运行数据发送至所述DSP芯片；
所述DSP芯片还用于根据所述故障信息确定所述部件发生故障；
所述DSP芯片还用根据所述运行数据判断所述辅助变流器内...

【专利技术属性】
技术研发人员：葸代其，张宇龙，张吉斌，于森林，张瑞峰，高永军，李东，邹会杰，梁海刚，
申请(专利权)人：中车永济电机有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14