CN105257515B - 一种ss9机车保障空气压缩机供电的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机车中的空压机供电技术领域，公开了一种SS9机车保障空气压缩机供电的装置及方法。装置包括第一空气压缩机、第二空气压缩机、第一主回路、劈相机电源系统和列车供电系统，其还包括第二主回路和切换控制装置，所述第二主回路连接所述列车供电系统与第一空气压缩机、第二空气压缩机，所述第一空气压缩机与列车供电系统之间设有第三接触器，所述第二空气压缩机与列车供电系统之间设有第四接触器，所述切换控制装置与第一接触器、第二接触器、第三接触器和第四接触器均连接。本发明可以为机车空气压缩机切换供电电源，尽量避免机车空气管路系统无法工作的情况，同时也可以保持SS9机车供电系统正常工作，不影响旅客乘车舒适性。
Description
技术领域
本发明涉及机车中的空压机供电技术领域，更具体地说，特别涉及一种SS9机车保障空气压缩机供电的装置及方法。
背景技术
目前，SS9机车的空气压缩机等辅助机组的电源为3AC380V，按照劈相机单-三相供电系统进行设计，采用三相异步电动机拖动，目前机车上设置了两台劈相机(1MG、2MG)。而劈相机输入的单相电源来自机车主变压器b6-c6-x6绕组，其中b6-x6额定电压为389V，经劈相机处理后变为三相电源，通过201、202和203输出给机车上所有辅助机组，如图1所示。
SS9机车辅助机组中的三相负载有：空气压缩机3MA、4MA两台(单台功率为22kW)，牵引通风机5MA、6MA、7MA、8MA四台(单台功率为30kW)，制动风机9MA、10MA、11MA、12MA四台(单台功率为16kW)，变压器风机13MA一台(单台功率为22kW)，变压器油泵14MA一台(单台功率为10kW)，列车供电风机15MA、16MA两台(单台功率为750W)。各辅助机组均通过相应的三相交流接触器进行分合控制，如图2所示。
SS9机车空气管路系统直接关系到机车的运行安全，是机车的重要组成部分。空气管路系统按照作用原理可分为风源系统、控制管路系统、辅助管路系统和机车制动机系统四大部分；风源系统是机车空气管路系统的基础，它为机车与车辆制动机系统及全列客车气动器械提供稳定的压缩空气。SS9机车的风源系统是由空气压缩机、高压安全阀、空气干燥器等组成，其中，空气压缩机能否正常工作至关重要。
虽然SS9机车本身设置了两台劈相机互为冗余，但由于使用环境恶劣，劈相机会出现轴承异音、过热，启动电阻烧损等故障，严重时两台都无法正常工作，造成机车所有辅助机组都无法工作，受电弓无法升起，主断路器无法闭合，只能等待救援。而救援的时间短则一两个小时，长则四五个小时，在这期间SS9机车的列车供电系统也无法为客车提供供电电源，进而导致客车通风机、空调等设备都无法运行，再加上目前的客车车厢都是全密封设计，极大地影响了旅客乘车舒适性。
因此，在SS9机车两个劈相机都损坏的情况下，需要考虑单独为机车空气压缩机提供工作电源，保证机车空气管路系统正常工作，受电弓可正常升起、主断路器正常闭合。
发明内容
本发明的目的在于提供一种SS9机车保障空气压缩机供电的装置及方法。
为了解决以上提出的问题，本发明采用的技术方案为：一种SS9机车保障空气压缩机供电的装置，包括第一空气压缩机、第二空气压缩机、第一主回路、劈相机电源系统和列车供电系统，所述劈相机电源系统通过第一主回路与第一空气压缩机、第二空气压缩机连接，所述第一空气压缩机与第一主回路之间设有第一接触器，所述第二空气压缩机与第二主回路之间设有第二接触器，还包括第二主回路和切换控制装置，所述第二主回路连接所述列车供电系统与第一空气压缩机、第二空气压缩机，所述第一空气压缩机与列车供电系统之间设有第三接触器，所述第二空气压缩机与列车供电系统之间设有第四接触器，所述切换控制装置与第一接触器、第二接触器、第三接触器和第四接触器均连接。
根据本发明的一优选实施例：所述切换控制装置包括中央处理器和光耦隔离电路，所述第一空气压缩机和第二空气压缩机的开关、第一接触器和第二接触器均通过光耦隔离电路与中央处理器连接。
根据本发明的一优选实施例：还包括设于机车总风缸内的压力控制阀，所述压力控制阀通过光耦隔离电路与中央处理器连接；当压力控制阀检测到总风缸内压力值低于750kPa时，接通第三接触器和第四接触器，压缩机工作；当压力控制阀检测到总风缸内压力值高于900kPa时，断开第三接触器和第四接触器，压缩机停止供风。
一种SS9机车保障空气压缩机供电的方法，包括以下步骤：
步骤1、切换控制装置判断第一空气压缩机、第二空气压缩机是否正常工作，如能正常工作，则流程结束，如不能正常工作，则执行步骤2；
步骤2、断开第一主回路上的第一接触器和第二接触器，同时接通第二主回路上的第三接触器和第四接触器，所述第一空气压缩机和第二空气压缩机由列车供电系统供电；
步骤3、压力控制阀实时检测机车总风缸内压力值，当总风缸内压力值低于750kPa时，继续保持第一空气压缩机和第二空气压缩机工作；当压力控制阀检测到总风缸内压力值高于900kPa时，断开第三接触器和第四接触器，压缩机停止供风。
根据本发明的一优选实施例：所述步骤1中的判断第一空气压缩机、第二空气压缩机是否正常工作的方法具体为，
检测第一空气压缩机、第二空气压缩机的启动信号、第一接触器和第二接触器的状态信号，以及第一接触器和第二接触器输出端的电压信号；
在第一空气压缩机、第二空气压缩机启动，第一接触器和第二接触器接通时，第一接触器和第二接触器输出端的电压为零时，则说明第一空气压缩机、第二空气压缩机不能正常工作。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明可以为机车空气压缩机切换供电电源，尽量避免机车空气管路系统无法工作的情况，同时也可以保持SS9机车供电系统正常工作，不影响旅客乘车舒适性；
2、本发明可自动识别空气压缩机机是否正常工作；
3、本发明可自动控制空气压缩机工作状态，避免压缩空气压力过高或过低；
4、本发明解决了劈相机电源系统和列车供电系统向同一负载供电时的冲突问题，避免了设备损坏的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1现有技术中SS9机车劈相机原理图。
图2现有技术中辅助机组三相负载电路原理图。
图3为本发明的SS9机车保障空气压缩机供电的装置的框架图。
图4为本发明的SS9机车保障空气压缩机供电的装置中切换控制装置的框架图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
由于目前部分SS9机车加装了3AC380V列车供电系统，其输出电源为3AC380V，除了可以满足客车负载使用外，还有少部分输出容量富余，因此在紧急情况下空气压缩机也可通过一套装置切换到该列车供电系统来供电。
本发明正是基于以上的原理进行设计，参阅图3、图4所示，本发明提供一种SS9机车保障空气压缩机供电的装置，包括第一空气压缩机3MA、第二空气压缩机4MA、第一主回路、劈相机电源系统和列车供电系统，劈相机电源系统通过第一主回路与第一空气压缩机3MA、第二空气压缩机4MA连接，第一空气压缩机3MA与第一主回路之间设有第一接触器203KM，第二空气压缩机4MA与第二主回路之间设有第二接触器204KM。本发明还包括第二主回路和切换控制装置，第二主回路连接列车供电系统与第一空气压缩机3MA、第二空气压缩机4MA，第一空气压缩机3MA与列车供电系统之间设有第三接触器303KM，第二空气压缩机4MA与列车供电系统之间设有第四接触器304KM，切换控制装置与第一接触器203KM、第二接触器204KM、第三接触器303KM和第四接触器304KM均连接。
本发明中的切换控制装置包括中央处理器CPU和光耦隔离电路，第一空气压缩机3MA和第二空气压缩机4MA的开关、第一接触器203KM和第二接触器204KM均通过光耦隔离电路与中央处理器CPU连接。
切换控制装置主要实现三个功能，即机车压缩机信号的识别、空气压缩机供电回路的切换和空气压缩机的启停控制。下面作具体介绍。
机车压缩机信号的识别：第一空气压缩机3MA、第二空气压缩机4MA的压缩机开关、第一接触器203KM和第二接触器204KM状态和压力控制阀经光耦隔离电路后，输出DC5V信号送到中央处理器CPU采集。具体为：检测第一空气压缩机3MA、第二空气压缩机4MA的启动信号、第一接触器203KM和第二接触器204KM的状态信号，以及第一接触器203KM和第二接触器204KM输出端的电压信号；在第一空气压缩机3MA、第二空气压缩机4MA启动，第一接触器203KM和第二接触器204KM接通时(压缩机启动即接触器开启)，第一接触器203KM和第二接触器204KM输出端的电压为零时，则说明第一空气压缩机3MA、第二空气压缩机4MA不能正常工作，也就是劈相机电源系统不能正常供电。此时空气压缩机供电回路需要进行切换，其切换过程为：
断开第一主回路上的第一接触器203KM和第二接触器204KM，同时接通第二主回路上的第三接触器303KM和第四接触器304KM，即第一空气压缩机3MA和第二空气压缩机4MA由列车供电系统供电。
为了能自动控制空气压缩机的工作状态，避免压缩空气压力过高或过低。本发明还包括设于机车总风缸内的压力控制阀，压力控制阀通过光耦隔离电路与中央处理器CPU连接；当压力控制阀检测到总风缸内压力值低于750kPa时，接通第三接触器303KM和第四接触器304KM，压缩机工作；当压力控制阀检测到总风缸内压力值高于900kPa时，断开第三接触器303KM和第四接触器304KM，压缩机停止供风。
由于劈相机电源系统和列车供电系统虽然输出都是三相380V交流电源，但其电源性质完全不一样，因此本发明在上述工作过程中，在给同一个负载(即第一空气压缩机3MA、第二空气压缩机4MA)供电时一定要做到完全互锁，要完全避免两种电源直接短路冲突的问题。
正常情况下，第一空气压缩机3MA、第二空气压缩机4MA开关闭合后，第一接触器203KM和第二接触器204KM就会闭合，再通过检测第一接触器203KM和第二接触器204KM输出端的U相、V相和W相电压进一步验证劈相机是否正常提供工作电源，此时装置应该保证第三接触器303KM和第四接触器304KM绝对不能闭合，避免两种三相电源冲突。
如果确认第一空气压缩机3MA、第二空气压缩机4MA的接触器处于断开状态，且通过检测第一接触器203KM和第二接触器204KM输出端的U相、V相和W相电压为零时，切换控制装置通过接通第三接触器303KM和第四接触器304KM，保证第一空气压缩机3MA、第二空气压缩机4MA的供电电源不中断。
本发明的通过以上的设计，其优点在于：1、本发明可以为机车空气压缩机切换供电电源，尽量避免机车空气管路系统无法工作的情况，同时也可以保持SS9机车供电系统正常工作，不影响旅客乘车舒适性。2、本发明可自动识别空气压缩机机是否正常工作。3、本发明可自动控制空气压缩机工作状态，避免压缩空气压力过高或过低。4、本发明解决了劈相机电源系统和列车供电系统向同一负载供电时的冲突问题，避免了设备损坏的问题。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种SS9机车保障空气压缩机供电的装置，包括第一空气压缩机(3MA)、第二空气压缩机(4MA)、第一主回路、劈相机电源系统和列车供电系统，所述劈相机电源系统通过第一主回路与第一空气压缩机(3MA)、第二空气压缩机(4MA)连接，所述第一空气压缩机(3MA)与第一主回路之间设有第一接触器(203KM)，所述第二空气压缩机(4MA)与第二主回路之间设有第二接触器(204KM)，其特征在于：还包括第二主回路和切换控制装置，所述第二主回路连接所述列车供电系统与第一空气压缩机(3MA)、第二空气压缩机(4MA)，所述第一空气压缩机(3MA)与列车供电系统之间设有第三接触器(303KM)，所述第二空气压缩机(4MA)与列车供电系统之间设有第四接触器(304KM)，所述切换控制装置与第一接触器(203KM)、第二接触器(204KM)、第三接触器(303KM)和第四接触器(304KM)均连接；
所述切换控制装置包括中央处理器(CPU)和光耦隔离电路，所述第一空气压缩机(3MA)和第二空气压缩机(4MA)的开关、第一接触器(203KM)和第二接触器(204KM)均通过光耦隔离电路与中央处理器(CPU)连接；
还包括设于机车总风缸内的压力控制阀，所述压力控制阀通过光耦隔离电路与中央处理器(CPU)连接；当压力控制阀检测到总风缸内压力值低于750kPa时，接通第三接触器(303KM)和第四接触器(304KM)，压缩机工作；当压力控制阀检测到总风缸内压力值高于900kPa时，断开第三接触器(303KM)和第四接触器(304KM)，压缩机停止供风。
2.一种根据权利要求1所述的装置实现SS9机车保障空气压缩机供电的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤，
步骤1、切换控制装置判断第一空气压缩机(3MA)、第二空气压缩机(4MA)是否正常工作，如能正常工作，则流程结束，如不能正常工作，则执行步骤2；
步骤2、断开第一主回路上的第一接触器(203KM)和第二接触器(204KM)，同时接通第二主回路上的第三接触器(303KM)和第四接触器(304KM)，所述第一空气压缩机(3MA)和第二空气压缩机(4MA)由列车供电系统供电；
步骤3、压力控制阀实时检测机车总风缸内压力值，当总风缸内压力值低于750kPa时，继续保持第一空气压缩机(3MA)和第二空气压缩机(4MA)工作；当压力控制阀检测到总风缸内压力值高于900kPa时，断开第三接触器(303KM)和第四接触器(304KM)，压缩机停止供风。
3.根据权利要求2所述的SS9机车保障空气压缩机供电的方法，其特征在于：所述步骤1中的判断第一空气压缩机(3MA)、第二空气压缩机(4MA)是否正常工作的方法具体为，
检测第一空气压缩机(3MA)、第二空气压缩机(4MA)的启动信号、第一接触器(203KM)和第二接触器(204KM)的状态信号，以及第一接触器(203KM)和第二接触器(204KM)输出端的电压信号；
在第一空气压缩机(3MA)、第二空气压缩机(4MA)启动，第一接触器(203KM)和第二接触器(204KM)接通时，第一接触器(203KM)和第二接触器(204KM)输出端的电压为零时，则说明第一空气压缩机(3MA)、第二空气压缩机(4MA)不能正常工作。
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