CN103368251B - 列车辅助电源扩展供电电路及控制方法和设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种列车辅助电源扩展供电电路及控制方法和设计方法，包括多组用电单元、用于给所述用电单元负载供电的多台辅助电源，一台所述辅助电源向一组所述用电单元供电，每个所述辅助电源的输出端连接一个故障状态继电器，每相邻的两个所述辅助电源的输出端通过接触器相互隔离，所述继电器通过逻辑控制电路控制所述接触器闭合实现扩展供电。本发明电路结构简单，控制可靠，确保车辆负载的正常用电，且设计方法简单快速，并可提高逻辑电路的准确性和完整性。

Description

列车辅助电源扩展供电电路及控制方法和设计方法

技术领域

本发明涉及一种列车上用于对空调、风机、照明等设备进行供电的辅助电源，特别涉及一种列车辅助电源扩展供电电路及控制方法和设计方法。

背景技术

列车等轨道车辆上都会配置有多台辅助电源为空调、风机、照明等列车负载供电，根据辅助电源的数量划分供电单元。一般情况下，辅助电源按单元独立为本单元内的负载供电，为保证负载正常供电，辅助电源容量具有冗余设计，在现有技术中，采用在每个单元内设置两台并联的辅助电源，两台辅助电源之间用接触器断开，保证其中一台辅助电源出现故障时，另一台辅助电源能正常为负载供电。然而这种供电系统，结构复杂，成本高，而且当辅助电源数量增加时，这种供电系统的结构将变的更加复杂，扩展供电的逻辑分析将变的更加繁杂，如果没有一套简单可靠的分析方法，往往会遗漏某些控制条件，从而降低供电系统的可靠性和实用性，如果发现缺憾后再进行改进和补充，不但延长设计周期，而且会造成成本的不必要增加和人力物力的不必要浪费。

发明内容

本发明主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种运行可靠的列车辅助电源扩展供电的控制方法。

本发明的主要目的还在于提供一种简单快速，并可提高逻辑电路的准确性和完整性的列车辅助电源扩展供电的设计方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种列车辅助电源扩展供电电路的控制方法，每两节车厢作为一组用电单元，每组用电单元设置一个辅助电源，每两个辅助电源作为一组，在每个辅助电源的输出端连接一个故障状态继电器，每相邻的两个和两组所述辅助电源的输出端通过接触器相互隔离，根据所述辅助电源扩展供电的需求形成逻辑控制电路；

同一组内的两台辅助电源中，有一台辅助电源故障，则控制该组内的接触器闭合，实现两台辅助电源之间的扩展供电；

相邻两组的辅助电源，其中一组内的辅助电源全部故障，则控制连接两组辅助电源之间的接触器闭合，实现相邻两组辅助电源之间的扩展供电。

本发明的另一个技术方案是：

一种列车辅助电源扩展供电电路的设计方法，包括如下步骤：

步骤一、根据辅助电源扩展供电的需求，确定辅助电源扩展供电的所有工况，将控制逻辑中的条件和结果分别用数字电路的逻辑状态进行表示，然后按照与非关系建立建立完整的继电器与接触器之间的逻辑关系表；

步骤二、根据逻辑关系表，建立接触器的闭合状态与继电器工作状态之间的逻辑关系式；

步骤三、对上述逻辑关系式进行简单逻辑运算，得出接触器的闭合状态与继电器工作状态之间的逻辑组合；

同一组内的两台辅助电源中，有一台辅助电源故障，则控制该组内的接触器闭合，实现两台辅助电源之间的扩展供电；

相邻两组的辅助电源，其中一组内的辅助电源全部故障，则控制连接两组辅助电源之间的接触器闭合，实现相邻两组辅助电源之间的扩展供电；

步骤四、根据逻辑组合形成继电器与接触器之间逻辑电路。。

综上内容，本发明所述的一种列车辅助电源扩展供电电路及控制方法和设计方法，将辅助电源的故障状态继电器通过逻辑电路与接触器之间连接，当其中某个辅助电源故障时，可通过扩展供电逻辑电路闭合相应的接触器即可实现扩展供电，整个电路结构简单，控制可靠，确保车辆负载的正常用电。

另外，该发明根据辅助电源的各种工况确定扩展供电接触器的状态，建立继电器与接触器的逻辑关系表，通过逻辑运算得出简单优化的扩展供电电路的逻辑组合，从而快速准确的完成逻辑电路的设计。该设计方法可提高逻辑电路设计的准确性、完整性，使逻辑电路的设计更加条理化、简单化。

附图说明

图1是本发明辅助电源配置结构图；

图2是本发明接触器K1逻辑控制电路的结构图；

图3是本发明接触器K3逻辑控制电路的结构图；

图4是本发明接触器K2逻辑控制电路的结构图。

如图1至图4所示，用电单元1，辅助电源2。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1所示，列车辅助电源扩展供电电路包括多组用电单元1、用于给用电单元1负载供电的多台辅助电源2，一台辅助电源2向一组用电单元1供电。每个辅助电源2的输出端连接一个故障状态继电器，每相邻的两个辅助电源2的输出端通过接触器相互隔离。

本实施例中，以动车组为例进行详细说明，动车组一般配有八节车厢，每两节车厢为一个用电单元1，共平均分成四个用电单元1，分别为1a、1b、1c、1d。每个用电单元1配一台辅助电源2，对应四个用电单元1a、1b、1c、1d，辅助电源2分别为2a、2b、2c、2d。每个辅助电源2a、2b、2c、2d的输出端分别连接一个故障状态继电器，分别为A、B、C、D，四个辅助电源2a、2b、2c、2d的输出端之间通过三个接触器K1、K2、K3相互隔离。辅助电源2a、2b、2c、2d分成两组，第一组包括辅助电源2a和2b，第二组包括辅助电源2c和2d。如果车厢数量为奇数时，其中一组只包括一台辅助电源，控制方法相同。

故障状态继电器A、B、C、D，在辅助电源2a、2b、2c、2d正常工作时，处于常开状态，接触器K1、K2、K3也均处于断开状态。当辅助电源2a、2b、2c、2d出现故障时，输出故障信号，相应的故障状态继电器A、B、C、D得电闭合，继电器A、B、C、D通过逻辑控制电路控制相应的接触器K1、K2、K3闭合实现扩展供电。

下面详细描述逻辑控制电路的设计过程，具体包括如下步骤：

步骤一：

根据所述辅助电源扩展供电的需求，确定所述辅助电源扩展供电的所有工况，由此建立完整的所述继电器与所述接触器之间的逻辑关系表。

设定辅助电源2工作正常时，继电器状态设为0，分别为辅助电源2发生故障时，继电器状态设为1，分别为A、B、C、D。

接触器K1、K2、K3断开时设为0，闭合是设为1。

据上述扩展供电的所有工况，建立逻辑关系表，如表1：

表1 扩展供电逻辑关系表

2d

2c

2b

2a

D	C	B	A		K1	K2	K3
								0	0	0	0		0	0	0
0	0	0	1		1	0	0
								0	0	1	0		1	0	0
0	0	1	1		0	1	0
								0	1	0	0		0	0	1
0	1	0	1		1	0	1
								0	1	1	0		1	0	1
0	1	1	1		0	0	1
								1	0	0	0		0	0	1
1	0	0	1		1	0	1
								1	0	1	0		1	0	1
1	0	1	1		0	0	1
								1	1	0	0		0	1	0
1	1	0	1		1	0	0
								1	1	1	0		1	0	0
1	1	1	1		0	0	0

步骤二：

根据上述的逻辑关系表，建立接触器K1、K2、K3的闭合状态与继电器A、B、C、D工作状态之间的逻辑关系式。

$K1=\stackrel{\‾}{D}\stackrel{\‾}{C}\stackrel{\‾}{B}A+\stackrel{\‾}{\mathrm{DC}}B\stackrel{\‾}{A}+\stackrel{\‾}{D}C\stackrel{\‾}{B}A+\stackrel{\‾}{D}\mathrm{CB}\stackrel{\‾}{A}+D\stackrel{\‾}{\mathrm{CB}}A+D\stackrel{\‾}{C}B\stackrel{\‾}{A}+\mathrm{DC}\stackrel{\‾}{B}A+\mathrm{DCB}\stackrel{\‾}{A};$

$K2=\stackrel{\‾}{D}\stackrel{\‾}{C}\mathrm{BA}+\mathrm{DC}\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{A};$

$K3=\stackrel{\‾}{D}C\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{A}+\stackrel{\‾}{D}C\stackrel{\‾}{B}A+\stackrel{\‾}{D}\mathrm{CB}\stackrel{\‾}{A}+\stackrel{\‾}{D}\mathrm{CBA}+D\stackrel{\‾}{C}\stackrel{\‾}{\mathrm{BA}}+D\stackrel{\‾}{C}\stackrel{\‾}{B}A+D\stackrel{\‾}{C}B\stackrel{\‾}{A}+D\stackrel{\‾}{C}\mathrm{BA}.$

步骤三：

对上述逻辑关系式进行简单逻辑运算，得出接触器K1、K2、K3的闭合状态与继电器A、B、C、D工作状态之间的逻辑组合。

$K1=A\stackrel{\‾}{B}+\stackrel{\‾}{A}B;$

$K2=\stackrel{\‾}{D}\stackrel{\‾}{C}\mathrm{BA}+\mathrm{DC}\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{A};$

$K3=C\stackrel{\‾}{D}+\stackrel{\‾}{C}D.$

即：当第一组中的辅助电源2a或2b故障时，控制接触器K1闭合，实现辅助电源2a和2b之间相互扩展供电。

当第一组辅助电源2a和2b同时故障，或第二组辅助电源2c和2d同时故障时，控制接触器K2闭合，实现相邻两组之间辅助电源的扩展供电。

当第二组辅助电源2c或2d故障时，控制接触器K3闭合，实现辅助电源2c和2d之间相互扩展供电。

步骤四：

根据逻辑组合形成继电器A、B、C、D与接触器K1、K2、K3之间逻辑电路，如图2至图4所示。

如图2所示，辅助电源2a的输出端接故障状态继电器A，辅助电源2b的输出端接故障状态继电器B，继电器A和继电器B通过逻辑或门电路控制该组内的接触器K1。当辅助电源2a和2b正常工作时，继电器A和B处于常开状态，接触器K1处于断开状态；当辅助电源2a或2b出现故障时，输出故障信号，相应的故障状态继电器A或B得电闭合，控制接触器K1闭合，实现辅助电源2a和2b之间相互扩展供电。

如图3所示，辅助电源2c的输出端接故障状态继电器C，辅助电源2d的输出端接故障状态继电器D，继电器C和继电器D通过逻辑或门电路控制该组内的接触器K3。当辅助电源2c和2d正常工作时，继电器C和D处于常开状态，接触器K3处于断开状态；当辅助电源2c或2d出现故障时，输出故障信号，相应的故障状态继电器C或D得电闭合，控制接触器K3闭合，实现辅助电源2c和2d之间相互扩展供电。

如图4所示，当辅助电源2a、2b、2c、2d正常工作时，继电器A、B、C、D处于常开状态，接触器K1、K2、K3处于断开状态；当辅助电源2a和2b同时出现故障时，或辅助电源2c和2d同时出现故障时，输出故障信号，相应的故障状态继电器A和B或C和D得电闭合，控制接触器K2闭合，实现第一组辅助电源2a和2b和第二组辅助电源2c和2d之间相互扩展供电。

该逻辑控制电路的形成方法，可提高逻辑电路设计的准确性、完整性，使逻辑电路的设计更加条理化、简单化，可以快速准确的完成逻辑电路的设计。

如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (2)

1.一种列车辅助电源扩展供电电路的控制方法，其特征在于：每两节车厢作为一组用电单元，每组用电单元设置一个辅助电源，每两个辅助电源作为一组，在每个辅助电源的输出端连接一个故障状态继电器，每相邻的两个和两组所述辅助电源的输出端通过接触器相互隔离，根据所述辅助电源扩展供电的需求形成逻辑控制电路；

同一组内的两台辅助电源中，有一台辅助电源故障，则控制该组内的接触器闭合，实现两台辅助电源之间的扩展供电；

相邻两组的辅助电源，其中一组内的辅助电源全部故障，则控制连接两组辅助电源之间的接触器闭合，实现相邻两组辅助电源之间的扩展供电。

2.一种列车辅助电源扩展供电电路的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、根据辅助电源扩展供电的需求，确定辅助电源扩展供电的所有工况，将控制逻辑中的条件和结果分别用数字电路的逻辑状态进行表示，然后按照与非关系建立完整的继电器与接触器之间的逻辑关系表；

步骤二、根据逻辑关系表，建立接触器的闭合状态与继电器工作状态之间的逻辑关系式；

步骤三、对上述逻辑关系式进行简单逻辑运算，得出接触器的闭合状态与继电器工作状态之间的逻辑组合；

同一组内的两台辅助电源中，有一台辅助电源故障，则控制该组内的接触器闭合，实现两台辅助电源之间的扩展供电；

相邻两组的辅助电源，其中一组内的辅助电源全部故障，则控制连接两组辅助电源之间的接触器闭合，实现相邻两组辅助电源之间的扩展供电；

步骤四、根据逻辑组合形成继电器与接触器之间逻辑电路。