CN105356410A - 电力机车试验台短路保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明的名称是电力机车试验台短路保护装置，属于电力机车试验台保护装置。它主要是解决已知的电力机车试验台在对电力机车高低压柜各种电路作动作试验时，电流值超过负载电路电器元件动作值时，不能快速切断电源而导致烧损电器元件的问题。本发明是在负载电路上串联有采样电路，采样电路的输出端通过比较电路接放大电路，放大电路的输出端接控制负载电路工作电源通断的执行电路，在比较电路上连接有基准电路。本发明是在负载电路上的采样电流高于负载电路电器动作值时，通过执行电路控制继电器，直接快速切断电源，达到保护负载电路的功能；本发明的电路过流响应时间在5ms以内，电路切断电流可以在20A以内自由调节。

Description

电力机车试验台短路保护装置

技术领域

本发明属于电力机车试验台保护装置，具体是涉及电力机车试验台短路保护装置。

背景技术

目前，已知的电力机车试验台可以对SS3、SS6B、SS4G电力机车的高低压柜各种电路做动作试验，该电力机车试验台包括控制回路、辅助回路、照明回路等，由主机、电路板、电流电压表、紧急停机按钮、可调稳压电源等部分组成；该试验台的缺点是：试验台动作试验时，电流值超过负载电路电器元件动作值时，不能快速切断电源而导致烧损电器元件，造成损失。

发明内容

本发明的目的就是针对上述不足之处而提供的一种结构简单，可以对试验台上的电器元件进行保护的电力机车试验台短路保护装置。

本发明的技术解决方案是：在负载电路上串联有采样电路，采样电路的输出端通过比较电路接放大电路，放大电路的输出端接控制负载电路工作电源通断的执行电路，在比较电路上连接有基准电路。

本发明的技术解决方案中所述的采样电路是由分流器FL1和两个运算放大器U2A、U2B组成，分流器FL1的输出端接第一运算放大器U2A的同相、反相输入端，其输出端经电阻R6、电位器W1、电阻R7分压后接第二运算放大器U2B的同相输入端，第二运算放大器U2B的反相输入端与输出端短接，第二运算放大器U2B的输出端接比较电路的输入端。

本发明的技术解决方案中所述的比较电路是由第三运算放大器U2C组成，第三运算放大器U2C的同相输入端接采样电路的输出端，第三运算放大器U2C的输出端接放大电路。

本发明的技术解决方案中所述的基准电路是由电阻R10和电位器W2串联接+12V电源，其串联接点接比较电路中第三运算放大器U2C反相输入端。

本发明是在输出电流电路上串联一个采样电路，再通过基准对采样电流进行比较,通过比较，采样电流正常，则负载电路正常执行；若采样电流高于负载电路电器动作值，则通过放大电路将采样电流放大，然后通过执行电路控制继电器，直接快速切断电源，从而达到保护负载电路的功能；本发明的特点是：装置过流响应时间在5ms以内，电路切断电流可以在20A以内自由调节。

附图说明

图1是本发明的方框图。

图2是本发明的电原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的短路保护装置包括负载电路1、采样电路2、电源电路3、比较电路4、基准电路5、放大电路6、执行电路7；负载电路1上串联有采样电路2，采样电路2将负载电路1上采集的电流信号输出至比较电路4和基准电路5，通过基准电路5和比较电路4对采样电流进行比较；比较电路4的输出端接放大电路6，放大电路6的输出端接控制负载电路1工作电源通断的执行电路7；通过比较电路4和基准电路5对负载电路1上的采样电流进行比较后，如果采样电流正常，则负载电路1正常执行；若采样电流高于负载电路1电器动作值，则通过放大电路6将采样电流放大，然后通过执行电路7控制继电器，直接快速切断负载电路1的工作电源，从而达到保护负载电路1的功能。

如图2所示，本发明的电源电路3是由电阻R1、R2，电容C1、C2，降压管DW1和稳压管U1组成，110V设备工作电源经过电阻R2、降压管DW1降压后，经过稳压管U1稳压输出12V电压作为本发明保护装置的工作电源，稳压管U1的型号是LM7812。本发明的负载电路1由试验台输出元件和试验屏柜组成，110V+电源经过继电器J1常闭触点，通过20A分流器FL1向负载供电。本发明的采样电路2由分流器FL1和两个运算放大器U2A、U2B组成，两个运算放大器U2A、U2B的型号均是LM224；分流器FL1的输出端分别通过电阻R3、R4与第一运算放大器U2A的同相输入端3脚和反相输入端2脚连接，第一运算放大器U2A的反相输入端2脚与输出端1脚之间并联有电阻R5；第一运算放大器U2A的输出端1脚通过电阻R6、电位器W1、电阻R7分压后接第二运算放大器U2B的同相输入端5脚，第二运算放大器U2B的反相输入端6脚与输出端7脚短接，第二运算放大器U2B的输出端7脚通过电阻R9接比较电路4的输入端；试验台负载电流在分流器FL1上产生电压，经过第一运算放大器U2A放大41倍后，经电阻R6、电位器W1、电阻R7分压后由第二运算放大器U2B进行1：1功率放大，形成采样输出电压。本发明的比较电路4由第三运算放大器U2C组成，该运算放大器U2C的型号是LM224，第三运算放大器U2C的同相输入端12脚与采样电路2中的第二运算放大器U2B的输出端7脚通过电阻R9连接；即采样电路2采样输出电压送入第三运算放大器U2C的同相输入端12脚，与第三运算放大器U2C的反相输入端13脚基准电压进行比较，当同相输入端12脚电压小于反相输入端13脚电压时，输出低电平，第三运算放大器U2C的输出端14脚为0V，当同相输入端12脚电压高于反相输入端13脚时，输出端14脚输出高电平，接近工作电压12V，同时输出端14脚输出的高电平反馈到同相输入端12脚，使同相输入端12脚电压进一步升高，从而形成正反馈，使输出端14脚保持高电平，实现自锁功能，只有断开110V电源总控开关，才能使输出端14脚恢复低电平；在第三运算放大器U2C的同相输入端12脚与输出端14脚之间并接有电阻R11和二极管D2串联电路，反相输入端13脚上连接有基准电路5。本发明的基准电路5由电阻R10和电位器W2串联组成，该串联电路接+12V电源，其串联接点接比较电路4中第三运算放大器U2C反相输入端13脚，+12V电压经电阻R10、电位器W2串联分压得到基准电压。本发明的放大电路6由两个三极管Q1、Q2组成，第三运算放大器U2C的输出端14脚通过电阻R12、R14接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极接电源电路3，三极管Q1的发射极通过R16接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极通过二极管D3和电感线圈J1并联电路接电源电路3，三极管Q2的发射极接地；由于第三运算放大器U2C输出信号驱动能力小，经过两个三极管Q1、Q2放大后，可以保证控制负载电路1工作电源通断的继电器J1常闭触点的可靠动作。本发明的执行电路7由连接在负载电路1工作电源上的继电器J1组成，当第三运算放大器U2C输出低电平时该继电器J1不动作，当第三运算放大器U2C输出高电平时该继电器J1动作，即继电器J1常闭触点断开，切断负载供电。本发明的过流响应时间主要取决于保护断电器J1动作时间，通过调节电位器W1、W2可以将保护电流控制在20A以内的任一电流值。

Claims (4)

1.一种电力机车试验台短路保护装置，其特征是：在负载电路（1）上串联有采样电路(2)，采样电路(2)的输出端通过比较电路（4）接放大电路（6），放大电路（6）的输出端接控制负载电路（1）工作电源通断的执行电路（7），在比较电路（4）上连接有基准电路（5）。

2.根据权利要求1所述的电力机车试验台短路保护装置，其特征是：所述的采样电路（2）是由分流器FL1和两个运算放大器U2A、U2B组成，分流器FL1的输出端接第一运算放大器U2A的同相、反相输入端，其输出端经电阻R6、电位器W1、电阻R7分压后接第二运算放大器U2B的同相输入端，第二运算放大器U2B的反相输入端与输出端短接，第二运算放大器U2B的输出端接比较电路（4）的输入端。

3.根据权利要求1所述的电力机车试验台短路保护装置，其特征是：所述的比较电路（4）是由第三运算放大器U2C组成，第三运算放大器U2C的同相输入端接采样电路（2）的输出端，第三运算放大器U2C的输出端接放大电路（6）。

4.根据权利要求1所述的电力机车试验台短路保护装置，其特征是：所述的基准电路（5）是由电阻R10和电位器W2串联接+12V电源，其串联接点接比较电路(4)中第三运算放大器U2C反相输入端。