电源模块在机车走行部车载监测装置中的应用方案-金升阳.PDFVIP

电源模块在机车走行部车载监测装置中的应用方案 摘要：走行部车载监测装置是专为铁路机车组研制的总线式温度、振动、冲击实时监测报警系统，此设 备在深度和广度上都对传统轴温报警器的监测范围进行了拓展，不但能够对轴承的温度进行监测，而且能 够利用共振解调技术对走行部轴承、齿轮等关键部件的工作面和轮对踏面进行全面监测诊断，并对故障进 行早期预警和精确定位，从而为铁路机车车辆的安全运行提供了坚实的技术保障，是传统轴温报警器的替 代产品。由于走行部是机车最重要的组成部分之一，一旦走行部发生故障，会危及行车安全，所以对设备 可靠运行要求非常高。为保证设备的正常可靠运行，系统电源设计起着重要作用。本文重点是提供一种满 足机车标准的电源设计方案，以提供系统的可靠性。 关键字：机车走行部；车载监测；电源模块 1.引言 机车走行部车载监测装置主要用于铁路机车走行部的轴承、齿轮、轮对踏面故障状态的动态监控，包 括轴承、轮对踏面和齿轮的滚动(或啮合)工作面上存在的故障程度达到铁道部颁布的C类标准以上的麻点、 碾皮、擦伤、烧附、腐蚀、凹痕、裂损、碰伤等故障。系统同时能够检测出被检测对象的振动冲击和温度， 利用故障诊断专家系统，综合考虑振动冲击和温度的变化情况；诊断上述故障在机车运行过程中是否存在 以及其发展的趋势等信息，为铁路行车提供重要参考，确保铁路行车安全。 2.机车走行部车载监测装置基本结构及组件要求 机车走行部车载监测装置主要包含走行部监测装置主机、数据前置处理器、车载监测显示器及复合传 感器，然而走行部监测装置主机是整个系统的核心部件之一，走行监测装置主机采用4U 插件结构，由电源 插件、网关插件、诊断插件等组成，走行部故障监测装置主机，承担监测系统的数据采集、数据处理、数 据管理、数据传输等工作。如图1所示： 图 1 机车行走部车载监测装置主机实物图 此类设备应用在机车设备之中，承担着安全监测作用，因此对设备可靠性要求非常高，如温升、振动、 电磁兼容等。然而电源是系统正常可靠工作的基石，因此对电源的可靠性也有同样的要求，重点有以下几 点要求：  输入与输出隔离，保证安全的同时，提升抗干扰能力  振动性能满足机车标准  高工作温度范围要求  电磁兼容满足轨道交通标准 3.机车走行部监测装置主机电源方案 为保证设备的可靠性，此类设备的主电源会使用隔离模块电源实现，以下为整个系统的电源应用框图， 如图2 所示： 图 2 机车走行部监测装置主机电源方案框图 如图2 所示为机车走行部车载监测装置主机电源应用方案框图，整个系统接入 110VDC 直流电网。根 据EN50155标准要求，110V 供电系统需满足0.6U -1.4U 电压范围，因此主电源需选择一个宽输入电压范 N N 围的隔离模块电源，同时整个设备电源整体功率低于30W。考虑到降额问题，推荐URF1D15QB-50WH,输 入电压范围满足40-160VDC，同时此产品满足EN50155标准，为实现产品可靠性提供第一道保护；为满足 轨道交通电磁兼容标准EN 50121-3-2 要求，前端可配置铁路电源专用滤波器，推荐FC-CX3D；为进一步提 供系统可靠性，主控制电路经过二次隔离，使用VRB1205YMD-10WR3 用于MCU、显示屏及操作按键等供 电；同时此设备需要将相关数据传输到司机显示平台，以判断设备工作状况及数据信息，考虑到长距离传 输，因此485通信是一个很好的选择，为增加传输可靠性，推荐使用自带隔离电源的485 隔离收发模块。 整体电源方案在满足功能需求及安全隔离，同时又便于整体系统简化设计和稳定可靠。 4.URF1D15QB-50WH 隔离电源模块简介 该系列是为铁路电源领域设计的一款高性能的产品，输出功率有50W，无最小负载要求，拥有 66-160VDC 宽电压输入，基板允许温度高达 100℃，具有输入欠压保护、输出过压保护、短路保护、过温 保护、远程遥控及补偿、输出电压调节等功能，满足EN50155 铁路标准测试。广泛运用于铁路系统及关联 设备中。 产品特点：  3000VDC 隔离耐压  宽工作温度范围：-40℃ to+100℃  满足轨道交通EN50155标准要求  国际标准1/4 砖 5.总结 DC/DC 标准隔离电源模块，受制于