基于互馈试验台的测温系统研究

　　引言

　　电力牵引交流传动互馈试验台(以下简称“互馈试验台”)是目前最先进的一种交流传动试验系统。如图1所示，互馈试验台由四个部分组成，分别是四象限变流器、变流器Ⅰ-异步牵引电机Ⅰ、变流器Ⅱ-异步牵引电机Ⅱ和司控台。其中变流器的温度过高，必然会造成试验台工作不稳定，甚至部件损坏，必须要对试验台中的变流器进行温度测量和处理。

　　以往的温度检测设备中采用的传感器都是模拟式传感器，如热敏电阻，热电偶等，其硬件设置必须要有高性能数据运算放大器以及 A/D转换器，以将温度模拟信号转换成数字信息送入 CPU处理。美国DALLAS 公司生产的 DS1820, 是一种可组网数字式温度传感器，具有独特的单线接口，可直接将温度转换为数字量读出。与其他温度传感器相比有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点，特别适合于构建嵌入式多点测量系统。

　　本文基于互馈试验台，以 D S 1 8 2 0 和TMS320F243(以下简称F243)为控制核心组成温度测量系统。由于四象限变流器采用两台整流器单元的串联结构，需要使用4片DS1820同时测控两个整流器单元，变流器Ⅰ，变流器Ⅱ的温度，以置于司控台中的PC机为上为机，通过CAN总线发出控制指令，接收温度数据并进行分析处理和实时显示。

　　1 测温系统的组成与功能

　　如图2所示，本文建立的温度测量系统由三部分组成：监控模块、测温模块、CAN 总线。

　　系统中各个部分的功能如下：

　　⑴ 监控模块，由PC 机，显示部分，CAN 卡和控制器Ⅳ组成。协调整个系统的正常工作，发出各种命令，同时接收数据和信息，实现监控、报警、显示及其他功能。

　　⑵ 测温模块，由DS1820和F243组成，测量互馈试验各部分的温度，并把温度值传到CAN 总线上。

　　⑶ CAN 总线，连接监控模块和测温模块。

　　2 测温系统的硬件设计

　　互馈试验平台需要检测并处理两台整流器单元，变流器Ⅰ和变流器Ⅱ的温度，这是由司机控制台组成的多点测温系统来实现的。DS1820与F243的连接方式采用的是主从式，其中DSP为主机，温度传感器为从机，测温系统的框图如图3所示。这里DS1820采用直接电源供电方式，数据线接入F243的两个IO口，TX负责接收 DS1820的数据，RX负责向DS1820发送数据，通信方式模拟了常用的串行通信。

　　互馈试验台的四片DS1820分别测两个整流器单元，变流器Ⅰ和Ⅱ的温度，接在一根数据线上，连接到F243的I/O口，司机控制台测得的各部分的温度及时处理并显示，同时通过 CAN总线传给各变流器处理。