铁路机车辅助发电机智能控制器制造技术

本发明专利技术涉及铁路机车的技术领域，尤其涉及一种铁路机车辅助发电机智能控制器。包括C51F020混合信号微控制器、UC3525PWM控制器、电流电压采样电路、温度采样CAN接口电路、温度采样1-Wire接口电路、温度补偿基准值设定电路、五位电阻网络接口电路、功率调整管IGBT和LCM液晶显示器，实现了兼容数字系统结构简单、智能化程度高和专用PWM控制电路抗干扰能力强、实时性和动态响应特性好的特点，由此组成的智能控制器，具有结构简单、智能化程度高、实时性和动态特性好、可靠性高的显著特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种智能控制器，尤其涉及一种铁路机车辅助发电机智能控制器。
技术介绍
阀控铅蓄电池具有少维护、酸污染小、功率密度大、使用寿命长等特点，目前在铁路机车上也已经广泛采用。虽然阀控铅蓄电池仍属于铅酸蓄电池体系，由于氧循环技术和贫液技术的采用，对充放电技术和设备的要求与富液铅蓄电池完全不同。富液铅蓄电池，当充电电流等于或小于蓄电池可接受充电电流时，充电电流全部用于充电电化学反应。当充电电流大于蓄电池可接受充电电流时，超过蓄电池可接受充电电流的部分，将以电解水的形式被消耗掉。随充电过程的的进行，电化学反应电流逐渐减小，电解水的电流逐渐加大，当充电完全结束后，从充电设备输入的充电电流将全部用于电解水。电解水产生的大量氢气和氧气从加液口排除，蓄电池的充电电压基本稳定于蓄电池的电动势与水解过电位之和的值，不再继续升高。这种特使富液铅蓄电池在充电过程中具有极强的自动均衡特性和自动恒压特性，采用简单的横流充电方法即可进行充电。与富液铅蓄电池不同，阀控铅蓄电池由于采用了氧循环技术和贫液技术，实现了蓄电池的密封，在充电过程中，当充电电流大于蓄电池可接受充电电流时，过剩的电流虽然同样以电解水的形式被消耗，但电解水产生的氧气和氢气又被复合成水而实现了氧循环，由此实现了蓄电池的密封。阀控铅蓄电池的过充电电流的严格受制于氧循环效率。当充电电流大于蓄电池可接受充电电流和氧循环能力可接受最大允 许电解水电流之和后，氧循环条件将被破坏，氧循环效率将急剧降低，蓄电池内部由于氧气和氢气的积聚压力将急剧升高，最终导致排气阀被开启，氢气和氧通过排气阀被排除体外，使电解液逐渐丧失而干枯。阀控铅蓄电池与普通富液蓄电池比，在充电过程中主要有以下不同特点: 阀控铅蓄电池虽然仍具有一定的自动均衡特性，但受氧复合能力的限制，与富液铅蓄电池比相对很小，在充电过程中使充电电流等于或小于蓄电池可接受充电电流，对防止蓄电池使用寿命缩短至关重要。充电电压对氧循环效率影响很大。满足氧循环高效进行的充电电压值远低于铅蓄电池电动势与水解过电位之和，而且随温度的升高而降低。温度每升高rc，蓄电池的充电电压应降低约0.002V左右。从充电特性曲线分类，普通富液铅蓄电池属于自动恒压型充电特性，阀控铅蓄电池则属于电压增量型充电特性曲线。为维持氧循正常进行，应根据蓄电池的实际工作温度及时调整充电电压。充电电流大小对阀控铅蓄电池的使用寿命影响很大。随充电电流的增加,蓄电池的使用寿命大幅缩短。为防止蓄电池的使用寿命过度缩短，应适当限制充电电流。密封镉镍蓄电池在部分有特殊要求的铁路机车上仍有应用。密封镉镍蓄电池同样是基于氧循环技术和贫液技术实现密封的。与阀控铅蓄电池一样，为了维持氧循环的正常进行，充电电流应小于或等于最大允许充电电流。与阀控铅蓄电池不同，从充电特形曲线分类，密封镉镍蓄电池的充电电压特性曲线属于负增量型充电特性曲线。随充电过程的进行，蓄电池的电压逐渐上什升，当充电结束后，若不能保证充电电流小于蓄电池可接受充电电流，蓄电池的温度会快速升高，蓄电池的充电电压会随温度的快速升高而迅速下降，形成“蓄电池温度升高一蓄电池电压下降一充电电流随之增加一蓄电池温度进一步升高”的恶性循环。如此相互影响，使充电电流迅速增大，温度迅速升高，最终发生热失控。现有铁路机车辅助发电机充电控制电路是基于传统富液铅蓄电池和传统富液镉镍蓄电池设计的，已经不能适应阀控铅蓄电池和密封镉镍蓄电池对充电的基本要求。研制适应阀控铅蓄电池和密封镉镍蓄电池特点的新型控制器，是铁路机车技术发展的迫切需求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是:现有铁路机车辅助发电机充电控制电路是基于传统富液铅蓄电池和传统富液镉镍蓄电池设计的，已经不能适应阀控铅蓄电池和密封镉镍蓄电池对充电的基本要求，研制适应阀控铅蓄电池和密封镉镍蓄电池特点的新型控制器，是铁路机车技术发展的迫切需求，提供一种铁路机车辅助发电机智能控制器。为了克服
技术介绍
中存在的缺陷，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:这种铁路机车辅助发电机智能控制器包括C51F020混合信号微控制器、UC3525 PWM控制器、电流电压采样电路、温度采样CAN接口电路、温度采样1-Wire接口电路、温度补偿基准值设定电路、五位电阻网络接口电路、功率调整管IGBT和LCM液晶显示器，所述C51F020混合信号微控制器通过五位电阻网络接口电路连接UC3525 PWM控制器，C51F020混合信号微控制器上连接温度采样CAN接口电路、温度采样1-Wire接口电路、温度补偿基准值设定电路和LCM液晶显示器，UC3525 PWM控制器连接IGBT及驱动电路，功率调整管IGBT与辅助发电机的励磁电路连接，REFZ分流器连 接隔离信号放大器，隔离信号放大器连接电流电压采样电路，电流电压采样电路的输出连接C51F020混合信号微控制器，电流电压采样电路经电阻器与蓄电池的正极连接。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括由C51R)20混合信号微控制组成的数字控制电路通过五位电阻网络接口电路与由UC3525 PWM控制器组成的模拟PWM控制电路的输入控制信号电路连接。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括所述五位电阻网络接口电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7相互并联连接，电阻Rl连接开关Kl,电阻R2连接开关K2，电阻R3连接开关K3，电阻R4连接开关K4，电阻R5连接开关K5。与现有数模转换电路(DAC)比，具有电路简单，控制可靠，相应速度快的特点。根据本专利技术的另一个实施例，进一步包括所述温度补偿基准值设定电路由负补偿BCD码拨码器和正补偿BCD码拨码器。用于根据不同厂牌和体系蓄电池对温度补偿要求的现场调整。本专利技术的有益效果是:1、采用高性能嵌入式混合信号微控制器与PWM专用控制电路组成的“数字-模拟”混合电路技术，克服了模拟电路电路复杂、难以实现智能化和数字电路电磁兼容性、实时性和动态响应特性相对较差的缺点。具有数字系统结构简单、智能化程度高和专用PWM控制电路抗干扰能力强、实时性和动态响应特性好的特点。由此组成的智能控制器，具有结构简单、智能化程度高、实时性和动态特性好、可靠性高的显著特点。2、具有标准和温度控制两种工作模式，不仅可满足阀控铅蓄电池、镉镍蓄电池等对充电系统的基本要求，也可直接替代基于富液铅蓄电池设计的现有标准控制器。利于产品的标准化和技术改进平稳过渡。3、具有与远程多点温度采集装置连接的CAN接口和与远程单点温度传感器连接的1-Wire接口，可根据需要灵活配置温度采样设备。4、微控制器与PWM控制电路之间采用了新颖的五位电阻网络接口，不仅可确保机车对电压变换范围的要求，在数字电路部分发生致命性错误时，也不会对PWM模拟电路产生致命性影响，有效提高了系统的安全性和容错能力。5、温度补偿基准值设定电路的采用，可根据不同体系和厂牌蓄电池对充电的要求，对充电电压进行适当补偿，有效提高了对各种不同蓄电池的适应性。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1为本专利技术的结构示意 图2为C51R)20混合信号微控制器的结构示意 图3为由UC3525A组成的PWM控制电路的结构示意图； 图4为电流电压采样电路的结构示意 图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路机车辅助发电机智能控制器，包括C51F020混合信号微控制器、UC3525?PWM控制器、电流电压采样电路、温度采样CAN接口电路、温度采样1?Wire接口电路、温度补偿基准值设定电路、五位电阻网络接口电路、功率调整管IGBT和LCM液晶显示器，其特征在于：所述C51F020混合信号微控制器通过五位电阻网络接口电路连接UC3525?PWM控制器，C51F020混合信号微控制器上连接温度采样CAN接口电路、温度采样1?Wire接口电路、温度补偿基准值设定电路和LCM液晶显示器，UC3525?PWM控制器连接IGBT及驱动电路，功率调整管IGBT与辅助发电机的励磁电路连接，?REFZ分流器连接隔离信号放大器，隔离信号放大器连接电流电压采样电路，电流电压采样电路的输出连接C51F020混合信号微控制器，电流电压采样电路经电阻器与蓄电池的正极连接。

【技术特征摘要】
1.一种铁路机车辅助发电机智能控制器，包括C51F020混合信号微控制器、UC3525PWM控制器、电流电压采样电路、温度采样CAN接口电路、温度采样1-Wire接口电路、温度补偿基准值设定电路、五位电阻网络接口电路、功率调整管IGBT和LCM液晶显示器，其特征在于:所述C51F020混合信号微控制器通过五位电阻网络接口电路连接UC3525 PWM控制器，C51F020混合信号微控制器上连接温度采样CAN接口电路、温度采样1-Wire接口电路、温度补偿基准值设定电路和LCM液晶显示器，UC3525 PWM控制器连接IGBT及驱动电路，功率调整管IGBT与辅助发电机的励磁电路连接，REFZ分流器连接隔离信号放大器，隔离信号放大器连接电流电压采样电路，电流电压采样电路的输出连接C51F020...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宏军，王万平，孙宇，钱良国，
申请(专利权)人：南车戚墅堰机车有限公司，
类型：发明
国别省市：