【摘 要】
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电力机车辅助逆变器主要为机车上除牵引主回路外的辅助设备供电,包括各冷却风机、水泵、油泵以及空气压缩机等。因此,辅助逆变器的工作状况直接影响列车牵引主回路的运行性能
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电力机车辅助逆变器主要为机车上除牵引主回路外的辅助设备供电,包括各冷却风机、水泵、油泵以及空气压缩机等。因此,辅助逆变器的工作状况直接影响列车牵引主回路的运行性能以及机车环境,是保证机车稳定并安全运行的重要因素。本文以HXD2C型电力机车辅助逆变器控制系统为研究对象,首先分析了其硬件结构的组成。控制系统以DSP和FPGA为核心,可以充分发挥DSP的运算优势和FPGA的灵活特性,结合外围硬件电路模块,共同实现辅助逆变器的控制。DSP作为软件控制核心,主要任务为核心控制算法及整个辅助系统控制逻辑的实现。FPGA作为硬件控制核心,主要完成对外围硬件电路模块的控制和管理。本文以FPGA的任务实现作为研究重点,分析了AD采样、逻辑输入、逻辑输出、实时时钟、数字温度传感器、IGBT控制脉冲输出以及IGBT驱动状态反馈等电路模块的硬件结构及工作原理,重点研究功能电路控制和底层数据处理的FPGA实现方法。此外,介绍了多功能车辆总线MVB的底层协议,并采用自顶向下的设计方法,基于Verilog语言,利用FPGA实现了MVB一类设备的通信功能。利用FPGA开发软件ISE对设计进行了仿真,并将程序下载到辅助系统的硬件平台进行了测试,仿真波形和测试结果验证了设计的可行性。完成了MVB通信模块与商用的MVB网卡产品的通信测试,证明设计具备MVB一类设备功能。设计的控制程序已经成功应用在HXD2C电力机车辅助逆变器的控制当中,运行效果良好。
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