CN104590058B - 一种架线电机车igbt自动停送电装置 - Google Patents

一种架线电机车igbt自动停送电装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种架线电机车IGBT自动停送电装置，该架线电机车IGBT自动停送电装置包括：主机和与主机相连的外接线，主机包括机箱及机箱内部的灯光显示控制电路模块、语音提示控制电路模块、绝缘栅双极型晶体管、功放电路模块、绝缘栅双极型晶体管驱动电路模块、开关电源、单片机、绝缘栅双极型晶体管散热风扇、电力二极管、信号放大电路模块。本发明设置主机和与主机相连的外接线；主机内设置绝缘栅双极型晶体管，可用于机车停车场，控制断电区直流电的接通与关断，实现了电机车在停车场停车时人员安全上下车或作业。

Description

一种架线电机车IGBT自动停送电装置
技术领域
本发明属于电子开关技术领域，尤其涉及一种架线电机车IGBT自动停送电装置。
背景技术
《煤矿安全规程》规定：人员上下车地点架空线必须安设分段开关或自动停送电开关，人员上下车时必须切断该区段架空线电源。
目前的井下车场直流架线自动停送电装置普遍采用的是基于模拟放大电路的控制技术，主回路通常采用ZCO系列直流接触器或可控硅作开关元件，但是直流接触器功能简单，控制简陋，接线繁琐，可控硅需要复杂的关断电路。综上所述，目前市场上的直流架线自动停送电装置存在可靠性差、复杂的缺点，造成许多拒动、误动，有极大的不安全隐患。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种架线电机车IGBT自动停送电装置，旨在解决目前的直流架线自动停送电装置存在可靠性差、复杂的缺点，造成许多拒动、误动，有极大的不安全隐患的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种架线电机车IGBT自动停送电装置，该架线电机车IGBT自动停送电装置包括：主机和与主机相连 的外接线，主机包括机箱及机箱内部的灯光显示控制电路模块、语音提示控制电路模块、绝缘栅双极型晶体管、功放电路模块、绝缘栅双极型晶体管驱动电路模块、开关电源、单片机、绝缘栅双极型晶体管散热风扇、电力二极管、信号放大电路模块；
开关电源连接语音提示控制电路模块、绝缘栅双极型晶体管、功放电路模块、绝缘栅双极型晶体管驱动电路模块、单片机和绝缘栅双极型晶体管散热风扇，电力二极管连接信号放大电路模块，信号放大电路模块连接单片机，单片机连接绝缘栅双极型晶体管驱动电路模块，绝缘栅双极型晶体管驱动电路模块连接功放电路模块，功放电路模块连接绝缘栅双极型晶体管，绝缘栅双极型晶体管连接灯光显示控制电路模块、语音提示控制电路模块。
进一步，外接线包括直流架线电源线、连接轨道的直流电源地线、连接机车停车区的电缆线、连接停电区的电缆线，外接线通过固定在机箱上的电缆锁头和机箱内部的接线柱连接。
进一步，灯光显示控制电路模块连接灯光显示电路，语音提示控制电路模块连接语音电路；绝缘栅双极型晶体管连接断电区架线和直流架线电源，开关电源连接直流架线电源；电力二极管连接机车停车区架线。
进一步，直流架线电源作为开关电源的输入，开关电源的输出有+24V、+15V、+5V、-10V四种电压等级，其中+24V为绝缘栅双极型晶体管散热风扇和语音提示控制电路模块提供电源，+15V为绝缘栅双极型晶体管驱动电路模块提供电源，+5V为单片机提供电源， +15V和-10V为功放电路模块提供电源。
进一步，灯光显示控制电路模块的还包括一组LED灯和透光板，在透光板上设置透光的白色部分和黑色部分，一组LED灯安装在透光板后侧。
进一步，语音提示控制电路模块的实现方法包括：
第一步，检查重复播报按钮是否按下，若按下并已有存储的代码，则将存储的上次语音的控制代码取出，转到第五步处理，否则进入下一步处理；
第二步，根据控制代码，判断当前提示选择级别，属于详细提示级别，进入下一步处理，属于简略提示级别，则进一步判断本次语音是否为关键提示语，是，则进入下一步，不是则返回第一步；
第三步，程序分析收到的数据包，确定是否是由终端发送本机的语音播报请求，若是则进入下一步，若不是，则不予处理，返回第一步重新开始；
第四步，将代码存储，执行下一步；
第五步，将控制代码发送到语音播报芯片，通过音频放大电路及扬声器发出声音，
本发明提供的架线电机车IGBT自动停送电装置，设置主机和与主机相连的外接线；主机内设置绝缘栅双极型晶体管，可用于机车停车场，控制断电区直流电的接通与关断，实现了电机车在停车场停车时人员安全上下车或作业。
附图说明
图1是本发明实施例提供的架线电机车IGBT自动停送电装置的具体应用的示意图；
图中：1、主机；2、第一停车区；3、第二停电区；4、大巷直流架线(直流电源正极)；5、轨道(直流电源负极)；6、绝缘子；7、断路器；8、连接机车停车区的电缆线；9、连接主机的直流架线电源线；10、连接轨道的直流电源地线；11、连接停电区的电缆线；12、电缆锁头；
图2是本发明实施例提供的架线电机车IGBT自动停送电装置结构示意图；
图中：13、灯光显示控制电路模块；14、语音提示控制电路模块；15、绝缘栅双极型晶体管；16、功放电路模块；17、绝缘栅双极型晶体管驱动电路模块；18、开关电源；19、单片机；20、绝缘栅双极型晶体管散热风扇；21、电力二极管；22、信号放大电路模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
在附图1所示的实施例中，第一停车区2架线、第二停电区3架线、大巷直流架线(直流电源正极)4之间分别有绝缘子6隔开，大 巷直流架线(直流电源正极)接到断路器7的输入侧，连接机车停车区的电缆线8连接到第一停车区2的架线上，连接主机的直流架线电源线9接到断路器7的输出侧，连接轨道的直流电源地线10接到轨道(直流电源负极)5上，连接停电区的电缆线11接到第二停电区3的架线上，连接机车停车区的电缆线8、连接主机的直流架线电源线9、连接轨道的直流电源地线10、连接停电区的电缆线11通过主机1上的4个电缆锁头12分别连接到主机内部端子排相应的接线柱上。
如图2所示，本发明实施例的架线电机车IGBT自动停送电装置主要由：灯光显示控制电路模块13、语音提示控制电路模块14、绝缘栅双极型晶体管15、功放电路模块16、绝缘栅双极型晶体管驱动电路模块17、开关电源18、单片机19、绝缘栅双极型晶体管散热风扇20、电力二极管21、信号放大电路模块22；
开关电源18连接语音提示控制电路模块14、绝缘栅双极型晶体管15、功放电路模块16、绝缘栅双极型晶体管驱动电路模块17、单片机19和绝缘栅双极型晶体管散热风扇20，电力二极管21连接信号放大电路模块22，信号放大电路模块22连接单片机19，单片机19连接绝缘栅双极型晶体管驱动电路模块17，绝缘栅双极型晶体管驱动电路模块17连接功放电路模块16，功放电路模块16连接绝缘栅双极型晶体管15，绝缘栅双极型晶体管15连接灯光显示控制电路模块13、语音提示控制电路模块14；
灯光显示控制电路模块13连接灯光显示电路，语音提示控制电 路模块14连接语音电路；绝缘栅双极型晶体管15连接断电区架线和直流架线电源，开关电源18连接直流架线电源；电力二极管21连接机车停车区架线。
灯光显示控制电路模块的还包括一组LED灯和透光板，在透光板上设置透光的白色部分和黑色部分，一组LED灯安装在透光板后侧。
语音提示控制电路模块的实现方法包括：
第一步，检查重复播报按钮是否按下，若按下并已有存储的代码，则将存储的上次语音的控制代码取出，转到第五步处理，否则进入下一步处理；
第二步，根据控制代码，判断当前提示选择级别，属于详细提示级别，进入下一步处理，属于简略提示级别，则进一步判断本次语音是否为关键提示语，是，则进入下一步，不是则返回第一步；
第三步，程序分析收到的数据包，确定是否是由终端发送本机的语音播报请求，若是则进入下一步，若不是，则不予处理，返回第一步重新开始；
第四步，将代码存储，执行下一步；
第五步，将控制代码发送到语音播报芯片，通过音频放大电路及扬声器发出声音。
本发明的工作原理：
本发明直流架线电源作为开关电源的输入，开关电源的输出有+24V、+15V、+5V、-10V四种电压等级，其中+24V为散热风扇和语 音电路提供电源，+15V为IGBT驱动电路提供电源，+5V为单片机提供电源，+15V和-10V为功放电路提供电源。
当架线第一停车区和第二停电区下方没有机车车头时，采样电路的电力二极管上压降为0V，单片机系统输入信号为低电平，其输出信号也为低电平，控制绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的驱动电路输出+15V电压，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)处于开通状态，断电区架线有电，语音控制电路控制语音电路电源断开，不播报语音，LED控制电路控制LED显示电路将由LED灯串联组成的“有电”字样点亮。
当机车车头停在架线第一停车区和第二停车区下方且电机车不停电时，采样电路的电力二极管上电压为0.5V，这个信号经放大电路放大为单片机系统可接受的高电平信号，单片机系统输入信号为高电平且持续时间超过5秒时，单片机系统输出信号为高电平，控制绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的驱动电路输出-10V电压，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)处于关断状态，断电区架线无电，语音控制电路控制语音电路电源接通，播报语音“架线已停电，可以安全上下车”，LED控制电路控制LED显示电路将由LED灯串联组成的“无电”字样点亮。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种架线电机车IGBT自动停送电装置，其特征在于，该架线电机车IGBT自动停送电装置包括：主机和与主机相连的外接线，主机包括机箱及机箱内部的灯光显示控制电路模块、语音提示控制电路模块、绝缘栅双极型晶体管、功放电路模块、绝缘栅双极型晶体管驱动电路模块、开关电源、单片机、绝缘栅双极型晶体管散热风扇、电力二极管、信号放大电路模块；
开关电源连接语音提示控制电路模块、绝缘栅双极型晶体管、功放电路模块、绝缘栅双极型晶体管驱动电路模块、单片机和绝缘栅双极型晶体管散热风扇，电力二极管连接信号放大电路模块，信号放大电路模块连接单片机，单片机连接绝缘栅双极型晶体管驱动电路模块，绝缘栅双极型晶体管驱动电路模块连接功放电路模块，功放电路模块连接绝缘栅双极型晶体管，绝缘栅双极型晶体管连接灯光显示控制电路模块、语音提示控制电路模块。
2.如权利要求1所述的架线电机车IGBT自动停送电装置，其特征在于，外接线包括直流架线电源线、连接轨道的直流电源地线、连接机车停车区的电缆线、连接停电区的电缆线，外接线通过固定在机箱上的电缆锁头和机箱内部的接线柱连接。
3.如权利要求1所述的架线电机车IGBT自动停送电装置，其特征在于，灯光显示控制电路模块连接灯光显示电路，语音提示控制电路模块连接语音电路；绝缘栅双极型晶体管连接断电区架线和直流架线电源，开关电源连接直流架线电源；电力二极管连接机车停车区架线。
4.如权利要求1所述的架线电机车IGBT自动停送电装置，其特征在于，直流架线电源作为开关电源的输入，开关电源的输出有+24V、+15V、+5V、-10V四种电压等级，其中+24V为绝缘栅双极型晶体管散热风扇和语音提示控制电路模块提供电源，+15V为绝缘栅双极型晶体管驱动电路模块提供电源，+5V为单片机提供电源，+15V和-10V为功放电路模块提供电源。
5.如权利要求1所述的架线电机车IGBT自动停送电装置，其特征在于，灯光显示控制电路模块还包括一组LED灯和透光板，在透光板上设置透光的白色部分和黑色部分，一组LED灯安装在透光板后侧。
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