專利名稱：內(nèi)電機車通用防逆電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鐵路機車換向控制的通用防逆電裝置。
背景技術(shù)：
目前已知的防逆電裝置由速度信號耦合電容，信號放大器，電壓比較器，繼電器組成。其工作過程是在機車運行時，機車速度傳感器電流信號經(jīng)電容耦合，電壓放大，電壓比較驅(qū)動繼電器吸合，通過繼電器反聯(lián)鎖斷開機車換向開關(guān)控制回路，從而達到防止牽引電機逆電的目的。但該裝置信號采集技術(shù)簡單，易受外部因素的影響，造成控制混亂，而且該裝置皆為單一針對某型機車而設(shè)計，其控制技術(shù)僅以控制機車非正常換向為目的，而對機車需在更換工況的條件下正常換向無法實現(xiàn)控制，故不具備通用性。

發(fā)明內(nèi)容
本內(nèi)電機車通用防逆電裝置的目的是通過檢測機車速度傳感器的頻率信號，經(jīng)光電耦合，微處理器CPU，控制固態(tài)繼電器，同時通過另一光電耦合器識別機車工況信號，經(jīng)微處理器CPU聯(lián)合控制固態(tài)繼電器，控制機車換向開關(guān)是否允許換向。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的在裝置內(nèi)設(shè)有自檢電路、故障隔離電路、微處理器電路和執(zhí)行電路連接而成。由機車速度傳感器提取脈沖頻率信號，從司控器提取工況電平信號，經(jīng)光耦合器，輸入微處理器CPU，經(jīng)執(zhí)行電路，控制機車換向開關(guān)，確定是否允許換向，從而防止牽引電機逆電燒損。
本實用新型的結(jié)構(gòu)特點是①內(nèi)、電機車通用性結(jié)構(gòu)本裝置通過內(nèi)部技術(shù)，采用航空插座與機車相互連接，從而達到車與車、內(nèi)燃與電力機車間可相互互換，實現(xiàn)通用的目的。
②故障切除結(jié)構(gòu)本裝置設(shè)有故障隔離開關(guān)，當裝置發(fā)生故障時可有效的隔離，并確保原機車控制回路不變。
③裝置自測結(jié)構(gòu)本裝置設(shè)有自檢按鈕和速度脈沖信號發(fā)生電路，在日常工作中可自行檢測本裝置是否作用良好。
本裝置創(chuàng)新部份(1)本裝置采用光電信號傳輸(包括信號輸入端和執(zhí)行輸出端)，使裝置具有高性能的抗干擾能力。
(2)本裝置使用速度頻率信號采集方式經(jīng)CPU檢測使裝置更可靠、準確地工作。
(3)本裝置輸出端采用無觸點控制，使裝置具有更高的開關(guān)頻率響應和使用壽命。
(4)本裝置具有機車運行中的工況識別能力，使裝置適合于具有再生制動的電力機車。
由于采取上述方案，本內(nèi)電機車通用防逆電裝置可提供自動保護功能。在正常操縱狀況下，其處于休眠狀態(tài)，一旦出現(xiàn)破壞性誤操縱，其直接關(guān)斷換向電源，將誤操縱控制在初始過程階段而不發(fā)生后果。


以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型裝置進一步說明圖1為本內(nèi)電機車通用防逆電裝置方框原理圖。
圖2為本內(nèi)電機車通用防逆電裝置電器原理圖。
圖3為本內(nèi)電機車通用防逆電裝置主視圖。
圖4為圖3的左視圖。
圖5為防逆電裝置面機示意圖。
具體實施方式
在圖1中由光電耦合器、邏輯控制器、執(zhí)行控制器、信號發(fā)生器、電源穩(wěn)壓器等五部份組成本內(nèi)電機車通用防逆電裝置。
微處理器(CPU)電路機車速度傳感器CF信號線與電阻R7連接，電阻R7另一端與光電耦合器JP1的光控二極管陽極連接，陰極接電源負端，光電耦合器JP1的集電極端與電阻R13、R8連接，電阻R8另一端連接電源正端，電阻R13另一端與微處理器IC3第9腳連接。機車司控器SF信號線與光電耦合器JP2的光控二極管陽極連接，陰極接電阻R14與電阻R15串聯(lián)連接于二極管D6陽極，二極管D6陰極連接電源負端，光電耦合器JP2的集電極端與電阻R9、晶體管BG2基極連接，電阻R9另一端與電源正端連接，晶體管BG2集電極與電阻R10、R12連接，電阻R10另一端與電源正端連接，電阻R12另一端與微處理器IC3第7腳連接。見圖2。
自檢電路電源正端線連接檢測按鈕開關(guān)K2，檢測按鈕開關(guān)K2另一端連接單時基集成電路IC2第4、8腳，單時基集成電路第3腳連接電阻R6，電阻R6的另一端連接光電耦合器JP1的光控二極管陽極。見圖2。
執(zhí)行電路微處理器IC3輸出端第20腳連接電阻R18、R20，電阻R18另一端連接電源正端，電阻R20另一端連接晶體管BG3基極，晶體管BG3集電極連接電阻R19、晶體管BG4基極，電阻R19另一端連接電源正端，晶體管BG4集電極連接電阻R21、R22，電阻R21另一端連接固態(tài)繼電器SSR1輸入端負極，電阻R22另一端連接固態(tài)繼電器SSR2輸入端負極，固態(tài)繼電器SSR1輸出端正極連接機車控制電源正端，輸出端負極連接二極管D8陽極，二極管D8陰極與機車換向電空閥YV2連接，電空閥YV2另一端連接電源負端；固態(tài)繼電器SSR2輸出端正極連接機車控制電源正端，輸出端負極連接二極管D9陽極，二極管D9陰極與機車換向電空閥YV1連接，電空閥YV1另一端連接電源負端。見圖2。
故障隔離電路機車控制電源正線連接故障隔離開關(guān)K3A，故障隔離開關(guān)K3A另一端連接二極管D8陰極；機車控制電源正線連接故障隔離開關(guān)K3B，故障隔離開關(guān)K3B另一端連接二極管D9陰極。見圖2。速度傳感CF脈沖信號電流經(jīng)R7耦合流入光電耦合器JP1(由光電元件將本裝置與機車外部電路進行電隔離，以減小外部因素對裝置的干擾)經(jīng)電阻R13輸入微處理器CPU，同時另一路由司控器SF工況信號電流流入光電耦合器JP2，經(jīng)晶體管BG2，電阻R12，輸入微處理器CPU微處理器輸出端經(jīng)電阻R20，晶體管BG3、BG4電阻R21、R22連接固態(tài)繼電器SSR1、SSR2輸入端，固態(tài)繼電器輸出端連接機車換向電空閥YV1、YV2。
電源經(jīng)檢測按鈕K2，信號發(fā)生器IC2，電阻R12輸入光電耦合器JP1經(jīng)電阻R13輸入微處理器CPU，微處理器輸出端經(jīng)二極管D4，晶體管BG1，電阻R4，發(fā)光二極管D5、LED顯示。
故障切除開關(guān)K3A、K3B與機車換向電空閥YV1、YV2相互并聯(lián)。
電源電路由CD15V經(jīng)保險盒F1，換向橋ZD，高頻濾波器LG，限流電阻R1，三端穩(wěn)壓器IC1。
在圖3、4、5中，裝置的電路芯板2安裝于殼體1中，電路芯板經(jīng)電纜線3連接于航空插座4上。LED電制燈6安裝于殼體1面板的左上側(cè)，經(jīng)電纜線3連接于電路芯板2上。LED運行燈5安裝于殼體1面板的右上側(cè)，經(jīng)導線3連接于電路芯板2上。檢測按鈕7安裝于殼體1面板的左下側(cè)，經(jīng)電纜線3連接于電路芯板2上。故障隔離開關(guān)8安裝于殼體1面板的右下側(cè)，經(jīng)電纜線3連接于電路芯板2上。
工作過程A、機車速度為零時由于速度為零，無速度脈沖信號電流進入光電耦合器，經(jīng)裝置微處理器處理，使其輸出端處于開放狀態(tài)，機車換向電空閥回路處于開通狀態(tài)機車可自由換向。
B、機車牽引運行時當機車速度大于3Km/h時，速度脈沖信號電流進入光電耦合器，經(jīng)裝置微處理器處理使其輸出端處于關(guān)斷狀態(tài)，機車換向電空閥回路處于斷路狀態(tài)，機車牽引運行中不允許換向。
C、機車運行中由牽引工況轉(zhuǎn)入電阻制動工況時當機車由牽引工況轉(zhuǎn)入電阻制動工況時，制動信號電流與速度脈沖信號電流同時流進光電耦合器，經(jīng)裝置微處理器處理使其輸出端處于開放狀態(tài)，機車換向電空閥回路處于開通狀態(tài)，準許機車換向進入電阻制動工況。
D、機車運行中由電阻制動工況轉(zhuǎn)回牽引工況時機車由電阻制動工況轉(zhuǎn)回牽引工況時，進入光電耦合器的制動電流信號消失，經(jīng)裝置微處理器處理使其輸出端在制動信號消失后繼續(xù)開放3秒，待機車換向開關(guān)安全轉(zhuǎn)入牽引工況后方處于關(guān)斷狀態(tài)，機車牽引運行中不允許換向。
權(quán)利要求1.一種內(nèi)電機車通用防逆電裝置，由微處理器、單時基集成電路、晶體管、電阻、電容、固態(tài)繼電器組成電路，其特征是裝置內(nèi)設(shè)有自檢電路、故障隔離電路、微處理器電路和執(zhí)行電路連接而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)電機車通用防逆電裝置，其特征是微處理器CPU電路的連接關(guān)系是機車速度傳感器CF信號線與電阻R7連接，電阻R7另一端與光電耦合器JP1的光控二極管陽極連接，陰極接電源負端，光電耦合器JP1的集電極端與電阻R13、R8連接，電阻R8另一端連接電源正端，電阻R13另一端與微處理器IC3第9腳連接；機車司控器SF信號線與光電耦合器JP2的光控二極管陽極連接，陰極接電阻R14與電阻R15串聯(lián)連接于二極管D6陽極，二極管D6陰極連接電源負端，光電耦合器JP2的集電極端與電阻R9、晶體管BG2基極連接，電阻R9另一端與電源正端連接，晶體管BG2集電極與電阻R10、R12連接，電阻R10另一端與電源正端連接，電阻R12另一端與微處理器IC3第7腳連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)電機車通用防逆電裝置，其特征是自檢電路的連接關(guān)系是電源正端線連接檢測按鈕開關(guān)K2，檢測按鈕開關(guān)K2另一端連接單時基集成電路IC2第4、8腳，單時基集成電路第3腳連接電阻R6，電阻R6的另一端連接光電耦合器JP1的光控二極管陽極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)電機車通用防逆電裝置，其特征是執(zhí)行電路的連接關(guān)系是微處理器IC3輸出端第20腳連接電阻R18、R20，電阻R18另一端連接電源正端，電阻R20另一端連接晶體管BG3基極，晶體管BG3集電極連接電阻R19、晶體管BG4基極，電阻R19另一端連接電源正端，晶體管BG4集電極連接電阻R21、R22，電阻R21另一端連接固態(tài)繼電器SSR1輸入端負極，電阻R22另一端連接固態(tài)繼電器SSR2輸入端負極，固態(tài)繼電器SSR1輸出端正極連接機車控制電源正端，輸出端負極連接二極管D8陽極，二極管D8陰極與機車換向電空閥YV2連接，電空閥YV2另一端連接電源負端；固態(tài)繼電器SSR2輸出端正極連接機車控制電源正端，輸出端負極連接二極管D9陽極，二極管D9陰極與機車換向電空閥YV1連接，電空閥YV1另一端連接電源負端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)電機車通用防逆電裝置，其特征是故障隔離電路的連接關(guān)系是機車控制電源正線連接故障隔離開關(guān)K3A，故障隔離開關(guān)K3A另一端連接二極管D8陰極；機車控制電源正線連接故障隔離開關(guān)K3B，故障隔離開關(guān)K3B另一端連接二極管D9陰極。
專利摘要本實用新型提供了一種內(nèi)電機車通用防逆電裝置，在裝置內(nèi)設(shè)有自檢電路、故障隔離電路、微處理器電路和執(zhí)行電路連接而成。由機車速度傳感器提取脈沖頻率信號，從司控器提取工況電平信號，經(jīng)光耦合器，輸入微處理器CPU，經(jīng)執(zhí)行電路，控制機車換向開關(guān)，確定是否允許換向，從而防止牽引電機逆電燒損。本裝置可提供自動保護功能。在正常操縱狀況下，其處于休眠狀態(tài)，一旦出現(xiàn)破壞性誤操縱，其直接關(guān)斷換向電源，將誤操縱控制在初始過程階段而不發(fā)生后果。
文檔編號B60L3/04GK2704498SQ20042001816
公開日2005年6月15日 申請日期2004年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月20日
發(fā)明者李桂平, 徐小華, 潘朝暉, 謝凱華, 覃棟 申請人:李桂平