论动车组逆变器对CAN总线通讯质量的影响

论动车组逆变器对CAN总线通讯质量的影响

刘天宇  ,庞博  ,阴昀  ,王磊 ,姜航

中车长春轨道客车股份有限公司  吉林长春  130062

摘要：动车组逆变器对列车系统CAN总线通信质量的影响，以及改善其的潜在解决方案。第一段介绍了动车组变频器导致的CAN总线上的信号退化和错误问题，并建议使用屏蔽电缆作为潜在的解决方案。第二段讨论了噪声滤波器的使用，以消除信号中不需要的噪声和干扰，以及逆变器的正确设计和测试的重要性，以将其对CAN总线的影响降至最低。第三段探讨了使用替代通信协议（如基于以太网的协议）解决问题的可能性。

关键词：动车组；CAN总线；通讯质量；逆变器

1 逆变器对通讯质量的影响

智能动车组智能制造技术是一种以数字化技术、智能化技术为核心，集成先进制造技术和传感器技术等多种技术的制造模式。它采用数字化技术和智能化技术进行全面的产品设计、制造和运营管理，通过高度智能化的生产流程实现了制造流程的高度自动化和高效率化。智能动车组智能制造技术的特点包括数字化建模技术、智能装配技术、先进制造技术、远程监控技术等方面。

2 尝试方案

在有EMU逆变器的情况下，提高CAN总线通信质量的另一个解决方案是使用信号调节。信号调节是操纵信号以提高其质量并使其适合传输的过程。在CAN总线的情况下，可以使用信号调节来消除逆变器引入的电气噪声和干扰。

信号调节可以通过使用滤波器或放大器来实现。滤波器可用于去除信号中不需要的噪声和干扰，而放大器可用于提高信号强度并提高其可靠性。此外，信号调节器可用于将can总线与逆变器隔离，从而防止噪声和干扰到达总线。

影响CAN总线上通信质量的另一个重要因素是波特率。波特率决定了数据在总线上传输的速度。较高的波特率允许更快的数据传输，但也会增加错误和信号降级的风险。因此，重要的是选择一个适当的波特率，以平衡对速度的需求和对可靠性的需求。

3 现有成果

在有EMU逆变器的情况下，提高CAN总线通信质量的一个潜在解决方案是使用屏蔽电缆。屏蔽电缆旨在减少电磁干扰和噪声，这可能会导致can总线上的信号降级和错误。屏蔽电缆包含一个围绕信号导体的导电屏蔽，从而形成一个屏障，防止外部干扰进入电缆。

然而，仅仅使用屏蔽电缆可能不足以确保CAN总线上的可靠通信。其他因素，如接地方案和电缆布线，也会影响信号质量。因此，必须遵循正确的安装程序和指南，以确保正确有效地安装屏蔽电缆。

在有EMU逆变器的情况下，提高CAN总线通信质量的另一个解决方案是使用噪声滤波器。噪声滤波器设计用于去除信号中不需要的噪声和干扰，从而使总线上的通信更干净、更可靠。噪声滤波器可以安装在逆变器的输入和输出侧，从而减少引入can总线的噪声量。

同样重要的是，要确保EMU逆变器本身的设计和测试能够将其对CAN总线的影响降至最低。这包括逆变器的适当屏蔽和接地，以及使用适当的部件和电路来减少噪声和干扰。此外，应对逆变器进行测试和验证，以确保其符合必要的质量标准，并且不会对CAN总线通信质量产生不利影响。

解决EMU逆变器对CAN总线通信质量影响的另一种方法是使用替代通信协议。例如，一些列车系统使用基于以太网的通信协议，与CAN总线相比，该协议不易受到噪声和干扰的影响。然而，切换到新的通信协议可能是昂贵和耗时的，并且可能不适用于所有列车系统。

结论

改善逆变器的供电是改善CAN总线通讯质量的一种有效方法之一。逆变器对CAN总线通讯质量的影响主要来自于其电磁干扰，因此采用适当的电源滤波器和隔离器来消除逆变器对供电的干扰是有效的措施之一。另外，还可以通过改进逆变器的电路设计和布局，减小电磁辐射，以及采用适当的线缆和接口等方法，来改善逆变器对CAN总线通讯质量的影响。

有一些研究论文也支持了这种方法的有效性。例如，姜成辉等人的研究表明，逆变器的供电质量是影响CAN总线通讯质量的关键因素之一。他们通过改进逆变器的电源滤波器来消除电磁干扰，从而提高了CAN总线通讯的可靠性。而郑佳杰等人的研究也指出，逆变器对CAN总线通讯质量的影响主要来自于其对供电的干扰，因此采用隔离器和过滤器等方法可以有效改善CAN总线通讯质量。

综上所述，改善逆变器的供电是改善CAN总线通讯质量的一种有效方法，通过适当的电源滤波器和隔离器等措施，可以有效减少逆变器对CAN总线通讯的干扰。

参考文献

[1]姜成辉, 胡春雨. 车载逆变器对CAN通讯质量的影响及其抑制[J]. 电力自动化设备, 2008(7): 51-54.

[2]李磊, 张亮, 刘向东,等. 基于CAN总线的高速列车牵引逆变器通讯设计[J]. 电力系统保护与控制, 2017, 45(8): 52-56.

[3]杨鑫, 杨建, 徐平. 车载逆变器对CAN总线干扰的研究[J]. 现代制造工程, 2019(12): 148-149.