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轨道交通列车能耗计量校验装置如何研制

编辑:永利电玩城????来源:未知????发布时间:2019-11-02 09:47????浏览量:
研制的列车运行能耗采集装置是一种安装于城市轨道列车上, 用于列车运行能耗数据实时采集的测量装置, 主要包括前端传感器和主设备( 电能表头) 。主设备通过采集前端电压传感器和电流传感器的二次侧信号, 分类计算并累积列车的能耗数据, 包括列车牵引能耗、再生能耗和总电能等。
仪器校验
1. 1 方案总体设计
列车运行能耗采集装置采用模块化设计, 方便进行功能的开发与拓展, 主要包括: 主控制模块、电源模块、电信号测量模块、存储模块和显示模块。主控制模块用于控制其余各模块工作; 电源模块提供仪器校验装置正常工作所需的电能; 电信号测量模块进行数据采集和处理; 存储模块完成数据信息的存储;显示模块实现装置与标准时间源的对时和时间显示功能。其基本原理为, 装置在投入工作前人工完成与标准时间源的精确对时, 保持仪器校验装置间时间同步; 列车运行过程中, 装置通过电压、电流互感器采集牵引电压、电流数据, 经电测量模块转换、计算后存入存储器中并实时显示。列车运行能耗采集装置如图 1 所示。
仪器校验
1. 2 传感器选型
传感器的选择原则是在不破坏原有线路的前提下, 满 足 电 压 ( 0 ~ 1500V ) 和 电 流 ( - 2000 ~2000A) 测量范围。电流测量采用基于霍尔效应的 LF 2005-SeSP图 1 列车运行能耗采集装置模块示意图闭环电流传感器, 其具有良好的线性度、快速相应时间、低温漂等特点。一次侧被测电流产生的磁场与二次侧电流产生的磁场平衡时, 霍尔装置及其辅助电路产生的副边磁补偿电流, 可以精确反映一次侧被测电流, 传感器二次侧输出电流信号。
 
电压测量采用 DVL 型电压传感器, 其具有绝缘性能高、低温度漂移、结构紧凑等特点, 可测量交直流、脉冲、混合信号等, 测量精度较高。被测电压信号 VP 通过电阻直接加到传感器的原边, 经信号调节电路送入 Sigma-Delta 调节器( modulator) , 该调节器可通过一个单个隔离通道传送数据。信号经隔离变压器送到副边, 以此确保一次侧和二次侧信号的隔离。变压器副边调整过的信号, 通过数字录播器解码和滤波, 经 DA 转换后送入微控制器, 最后经电压电流发生器输出。因此, 传感器的输出信号与原边信号完全隔离, 并准确的反映原边信号, 传感器的二次侧输出信号为电流信号。所使用电流传感器和电 压 传 感 器 的 原 理 示 意 图 分 别见图 2 和图 3。
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1. 3 主设备核心模块
列车运行能耗采集装置中主设备核心部分为传感器二次侧信号的采集和电能量计量, 本设计中基于电能计量芯片 CS5463 实现[8] 。芯片采用 SSOP封装, 集成了可编程增益放大器、AD 转换器、高通数字滤波器和片上温度传感器等模块, 可以进行有效值和功率的计算, 以提供瞬时电压、电流和功率的数据采样[8] 。主设备核心模块的工作原理图和电路图分别见图 4 和图 5。
 

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