HXD3C电力机车列车供电控制系统设计开发及技术特点简析

HXD3C电力机车列车供电控制系统设计
开发及技术特点简析
摘要：随着我国生产力的不断发展，促进了许多相关行业的快速发展，当前在 HXD3C 电力机车方面发展比较迅速，在这个过程中列车的供电控制系统有了比较长足的发展，这对于相关行业的发展和进步，有着非常积极的影响。

本文对HXD3C 的电力机车列车供电控制系统设计和开发进行了简单的介绍，同时也对相关的技术特点进行了分析，希望可以为HXD3C 电力机车列车供电控制系统发展起到一些积极的作用。

关键词：HXD3C电力机车；供电控制系统；设计；开发；技术；分析
当时间进入到了二十一世纪以来，我国铁路经过了几次大提速，这也促进了我国铁路行业的快速发展，当前在电力机车列车方面，相关技术也有了很大程度提高，尤其是电力机车的供电系统得到了很大程度的发展，可以向旅客列车直供电了，而且这方面的研究和应用也越来越广泛。

虽然交直电力机车列车的供电和控制系统已经在 SS9和SS8 等机车上使用多年，但是在相关技术和设计方面还需要进一步提高，尤其是现场运用时，如何使系统更加的成熟和可靠，是相关工作人员比较关注的问题。

但是当前的实际情况是，受到当时技术和条件以及相关工艺水平限制，存在了一些问题，比如功能相对比较简单和信息化程度较低，还有部分器件采购比较困难等情况，这些问题已经影响了电力机车的发展，也与当前的发展形势产生了一定冲突，基于这样的情况相关的研究人员应根据目前发展实际需要，采取妥善办法对这些问题进行解决。

为了更好地保证电力机车和列车的供电系统稳定可靠，应当加强设计和开发方面的研究，才能保证列车的运行安全，因此要提高HXD3C 电力机车列车供电控制系统的设计水平，才能更好地促进机车技术的创新和发展，充分地满足现实需要。

1技术优化和改进的基本原则
在列车的系统当中，供电控制系统是重要组成部分，随着相关技术的不断改
进升级，在HXD3C 电力机车列车中如何有效地提高供电控制系统水平，并且在充
分吸收原有技术和供电控制系统设计优点的基础上，通过总结经验极大地优化和
改进了相关技术，并结合以往列车在运行当中出现各种问题，制定了有效应对措施，并在新设计的列车供电控制系统中，有效地解决了这些存在。

为了更好地满
足 HXD3C 电力机车的技术需要，在整个列车供电控制系统设计过程中，充分地
利用了当前最先进的技术，采用了当前最新的电子元器件和最新工艺，充分地贯
彻了简统化和模块化，以及系列化设计思想，进而极大地提高了产品质量，增加
了产品的技术含量。

2 HXD3C电力机车列车供电控制系统的技术特点分析
2.1 系统的基本架构优化
当前在HXD3C电力机车供电控制系统开发设计过程中，不仅充分地借鉴了原
列车的电力系统设计构想，同时也对系统架构和一些的功能模块进行全面的优化，这很大程度地提高了系统性能。

在HXD3C 电力机车和列车的供电控制系统当中，
包含了开关和电源，还有供电控制和脉冲分配这几个通用模块，采用了A/B 两组
的设计方式，并充分地利用了外部网卡，进而实现了 HXD3C 电力机车和TCMS 系
统的通信，同时也实现了对 DC600V列车供电系统控制，并提高了整流控制水平
和故障保护功能。

该系统构架与原系统相比，具有比较明显的优势，具体体现在
以下几个方面。

第一，HXD3C电力机车列车的供电控制系统延用了 A/B 两组设计，这有效地提高了该系统的可靠性。

第二，采用了模块化的设计，使系统规划更加
清晰了，这有利于后期的系统升级。

第三，采用了背板来处理各插件模拟和数字
信号的传递，所以屏蔽效果非常好。

第四，运用了数字入出和供电控制以及脉冲
分配插件，使用总线技术和相关数据进行了交换，这种方式响应速度非常快，而
且不易受到其他因素的干扰。

2.2 对微机控制进行了升级
原供电控制系统一般都采用了单片机设计，这种设计与控制平台相比有一定
差别，而HXD3C 电力机车列车的供电控制系统是由供电控制和数字入出，还有脉
冲分配这3个基本的通用模块所组成，而且各模块之间也可以进行信号交换。

列
车的供电柜也是由数字量信号从插件输入的，经过了数字入出插件以后，由电平
转换以后再送入到可编程的逻辑器件 CPLD当中，再经由背板总线进行传送，最
后实现了逻辑控制。

该供电控制法插件运用的是 DSP+ARM 和双 CPU架构，然后
由DSP来完成总线管理，还有总线上的数据交换，从而达到参数保护和控制功能，其中的ARM 主要是用来完成人机接口功能。

板内的逻辑和外围信号采集，还有预
处理都是由FPGA 来进行控制和管理。

这个过程可以将模拟量信号进行转换，将
其转换为数字信号，之后由总线来获取数字量信息，并传送给控制软件，由控制
软件来完成控制。

2.3 加强供电系统的信息化
原供电控制系统仅传送了输出电压信息，还有输出电流，以及简单故障和信息，所以原系统对所外输出的信息量相对较少。

在 HXD3C电力机车的供电控制系
统当中，增加了一些相关设置，加强了网络通讯模块设置，充分地收集了供电控
制系统的相关信息和电度表信息，然后将这些相关信息发送到TCMS系统当中，
并在显示屏上显示。

在对外输出信息方面，主要包括了以下几个主要方面。

第一，是模拟量的相关信息。

就是列车供电柜的交流，还有输入的电压和电流，以及直
流的输出电压和电流，还有对地电压信息。

第二，是数字量的相关信息。

列车的
供电柜内有交流接触器，还有快速熔断器，以及开关状态信号等。

第三，是相关
的故障信息。

如果发生了异常情况，这时会有一些故障信息，其中包括了直流过
压和过流，还有接地等信息。

由于该系统的外输出信息量很大程度地增加了，有
利于促进机车的信息化发展，有效地提高了维护和检修效率，方便了司机的操作，也方便了检修人员检修。

2.4 提高了机箱工艺
该系统充分地吸收了原系统的优点，采用了60R插箱结构，这种结构所包含
的功能基本相同，并且 A、B 两组系统相互独立，在实际工作中可以任选其中的
一组工作，有效地提高了机车的可靠性。

结束语：
当前HXD3C 电力机车列车供电控制系统已经广泛地投入到实际运行当中了，通过对该系统性能不断地完善，不仅提升了我国机车的整体技术水平，也很大程度地提高了产品质量和系统可靠性，降低了维修量，大大地节约了维修成本，提高了运输效益，取得了较好的经济和社会效益。

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