CN102385325B - 井下电机车架线分段智能控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种井下电机车架线分段智能控制器，属于控制器结构技术领域。包括输入端与电源相连接的控制开关，电源与控制开关之间设有霍尔电流传感器，控制开关包括数字逻辑电路及晶体管IGBT，IGBT的输出端与架线相连接，IGBT的门极与振荡器的输出端相连接，IGBT的门极还与接地的铁轨相连，振荡器的输出端与电感相连接，电感与架线相连接，铁轨上的机车内安装有电容，电容通过电弓与架线相连接。本发明结构电路设计合理，能够尽量缩小架线带电范围，缩短架线带电时间，大大降低事故发生率。
Description
技术领域
本发明涉及一种井下电机车架线分段智能控制器，属于控制器结构技术领域。
背景技术
直流架线电机车作为矿山井下的主要运输设备，在各地获得广泛应用，由于矿山井下巷道狭窄，空气潮湿，人员与机车通行于一条巷道，容易发生人员误触架线造成触电事故，给安全管理工作带来难度。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术存在的不足之处，提供一种结构电路设计合理，能够尽量缩小架线带电范围，缩短架线带电时间，大大降低事故发生率的井下电机车架线分段智能控制器。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
井下电机车架线分段智能控制器，其特殊之处在于巧妙的利用了串联谐振原理，把LC谐振元件一分为二，通过电弓与架线接触构成回路，从而实现了准确检测，包括输入端与电源相连接的控制开关1，电源与控制开关1之间设有霍尔电流传感器10，控制开关1包括数字逻辑电路及晶体管IGBT，IGBT的输出端与架线4相连接， IGBT的门极与振荡器2的输出端相连接，IGBT的门极还与接地的铁轨5相连，振荡器2的输出端与电感3相连接，电感3与架线4相连接，铁轨5上的机车9内安装有电容6，电容6通过电弓7与架线4相连接；
为了能够产生报警信号，所述架线4与铁轨5之间并联有能产生声光报警的警告箱8；
为了避免电机车刮弓、架线断落时导致铁轨短路事故，所述IGBT设有用于迅速切断架线电源的短路保护电路。
本发明电路布局设计合理，能使机车在线运行时架线带电，离开或停车时架线断开，消除事故隐患，大大减少了人身触电的发生，提高了矿山本质安全化水平，降低了矿山事故发生率，具有明显的实用价值和显示意义。
附图说明
图1：本发明井下电机车架线分段智能控制器的逻辑图。
具体实施方式
以下参考附图给出本发明的具体实施方式，用来对本发明做进一步的说明。
实施例1
井下电机车架线分段智能控制器，其采用串联谐振原理，把LC谐振元件一分为二，通过电弓与架线接触构成回路，从而实现了准确检测，信号发生器通过L向架线发送一个8~28KHz、幅值25V的低压交流脉冲信号，为振荡回路提供能量。当电弓与架线接触，满足谐振条件 
时串联回路发生谐振，UL=UC=Q*U,也就是说只有谐振时UL的幅值是最高的，这个UL通过整形放大送到逻辑控制电路，为IGBT提供一个导通控制信号。电源与控制开关之间设有霍尔电流传感器，通过检测架线电流使控制器始终向架线送电，电流信号消失时，数字逻辑电路会延时一定时间后关闭IGBT,架线无电。
井下电机车架线分段智能控制器，包括输入端与电源相连接的控制开关1，电源与控制开关1之间设有霍尔电流传感器10，控制开关1包括数字逻辑电路及晶体管IGBT，IGBT的输出端与架线4相连接， IGBT的门极与振荡器2的输出端相连接，IGBT的门极还与接地的铁轨5相连，振荡器2的输出端与电感3相连接，电感3与架线4相连接，铁轨5上的机车9内安装有电容6，电容6通过电弓7与架线4相连接；为了能够产生报警信号，架线4与铁轨5之间并联有能产生声光报警的警告箱8；
为了避免电机车刮弓、架线断落时不导致铁轨短路， IGBT设有用于迅速切断架线电源的短路保护电路；
工作原理：当机车集电弓与架线4接触时，电感3与电机车内的电容6形成谐振回路，振荡器2通过电感3向架线发送8-28KHZ的高频脉冲，选择合适的LC值，使SOC的频率
，LC串联回路发生谐振时，Ul=Uc=Q*U，此时UI的幅值最高，如果用一个低阻值电阻短路架线，由于回路失谐，Ul幅值远低于谐振时的幅值，因此人体或者其他导体触碰架线与地面，不能产生触发信号。
通过选择高Q值的电感，可获得幅值较高的Ul，检测Ul值即可准确判断机车是否在线，当控制器检测到机车9在线时，数字逻辑电路就会输出驱动信号使IGBT导通，架线4得电，并联在架线与铁轨间的警告箱8发出架线4带电的声光警示，霍尔电流传感器10检测到架线4电流信号经比较放大送至逻辑判断电路，控制器将IGBT的导通状态保持，当电弓7离开架线后，IGBT继续维持导通状态，延时3-15S（可调整）后关断，架线失电。
本实施例的架线分段智能控制器，巧妙利用了串联谐振的原理，此方案具有触发上电灵敏可靠、响应速度快、理论上不存在误触发的可能、无需附加操作等优点，具有电阻式和载波式检测无法比拟的优势，并且基于尽量缩小架线带电范围、缩短架线带电时间的原理，机车在线运行时架线带电，离开或停车时架线断电，是消除事故隐患，减少和避免人身触电事故的有效措施。对于提高矿山本质安全化水平，降低矿山的事故发生率，具有明显的实用价值和现实意义。
Claims (3)
1.井下电机车架线分段智能控制器，其特征在于包括输入端与电源相连接的控制开关（1），电源与控制开关（1）之间设有霍尔电流传感器（10），控制开关（1）包括数字逻辑电路及晶体管IGBT，IGBT的输出端与架线（4）相连接， IGBT的门极与振荡器（2）的输出端相连接，IGBT的另一门极还与接地的铁轨（5）相连，振荡器（2）的输出端与电感（3）相连接，电感（3）与架线（4）相连接，铁轨（5）上的机车（9）内安装有电容（6），电容（6）通过电弓（7）与架线（4）相连接。
2.按照权利要求1所述的井下电机车架线分段智能控制器，其特征在于所述架线（4）与铁轨（5）之间并联有能产生声光报警的警告箱（8）。
3.按照权利要求1所述的井下电机车架线分段智能控制器，其特征在于所述IGBT设有用于迅速切断架线电源的短路保护电路。
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