CN107345980B - 动力集中型电力机车列供单元的电压检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机车变流器控制系统中中间母线电压的检测装置，具体为动力集中型电力机车列供单元的电压检测装置。电压检测电路包括上限电路和安全电压下限限定电路，其中上限电路包括若干组串联的分压电路，每组分压电路都包括由m个稳压管串联形成的稳压支路，稳压支路下方连接有导通电路，安全电压下限限定电路中包括检测指示灯LED。检测装置与中间支撑电容连接用来测定电容器终端电压的存在。列供单元固定在一个电力开关箱里，只要中间支撑电容终端电压大于等于安全电压，检测装置的检测指示灯LED亮，设备就不能接近，在开关箱外面可以看见检测指示灯LED亮，中间支撑电容终端电压小于安全电压，检测装置的检测指示灯LED灭，设备可以接近。

Description

动力集中型电力机车列供单元的电压检测装置

技术领域

本发明涉及机车变流器控制系统中中间母线电压的检测装置，具体为动力集中型电力机车列供单元的电压检测装置。

背景技术

随着机车交流技术的发展，其中中间母线电压是机车变流器控制系统中一个关键的反馈量，对它的准确检测是保证整车控制性能的关键因素。同时支撑电容上的电压情况也是一个重要的安全隐患点，为了得到较高的控制性能并且保证设备操作和维修人员的人身安全，需要设计中间母线电压的检测和安全提示设备。而电压检测板就是用来完成检测和指示中间支撑电容两端的电压情况，而电压检测板的指示功能是通过在检测板上配备一个电压检测指示灯完成的，它用来提示电容两端电压的情况，并根据电压的大小情况提示操作与维护人员是否可以靠近柜体打开柜门进行相关操作。电压检测板是一个具有安全功能的设备，在保证准确检测中间支撑电容电压的同时起到避免发生触电事故的作用。

为了提高国内铁路干线的客运速度，缓解铁路压力，需要一种处于世界先进水平的交流传动客运电力机车来满足干线客运的要求。而动力集中型动车组就是这样一种集牵引、辅助、列供、冷却系统为一体的功能高度集中的电力机车，部件在设计选型时相对于一般机车受空间和质量的限制更苛刻严格。现有机车列供单元的电压检测板只是从检测和安全指示角度出发进行检测板相关参数的设计，其测量的中间电压范围有限，不满足功能高度集中带来的干扰问题，可靠性不高。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种应用在动力集中型电力机车中列供单元的电压检测装置，它具有电压检测范围广和可靠性高的优点。

本发明是采用如下的技术方案实现的：动力集中型电力机车列供单元的电压检测装置，包括检测板体，检测板体上有电压检测电路，电压检测电路包括上限电路和安全电压下限限定电路，其中上限电路包括若干组串联的分压电路，每组分压电路都包括由m个稳压管串联形成的稳压支路，稳压支路的一端和IGBT的集电极连接，稳压支路的一端还通过电阻和IGBT的栅极连接，IGBT的栅极和发射极之间设置有稳压二极管ZD，IGBT的栅极和NPN三极管Q1的集电极连接，IGBT的发射极和NPN三极管Q1的基极连接，NPN三极管Q1的发射极和第一发光二极管LED1的阳极连接，第一发光二极管LED1的阴极通过第五电阻R5和IGBT的发射极连接，稳压二极管ZD的负极和NPN三极管Q1的基极之间还连接有电容，第一发光二极管LED1的阴极还和稳压支路的另一端连接，上限电路中第一个分压电路的稳压支路一端作为检测装置的正接线端，上限电路中所有稳压支路中稳压管的击穿电压之和大于所要检测的支撑电容两端的电压，安全电压下限限定电路中包括检测指示灯LED，安全电压下限限定电路的输入端和上限电路连接，安全电压下限限定电路的输出端作为检测装置的负接线端。

检测装置与中间支撑电容连接用来测定（指示灯）电容器终端电压（直流电压）的存在。列供单元固定在一个电力开关箱里，只要中间支撑电容终端电压大于等于安全电压，检测装置的检测指示灯LED亮，设备就不能接近，在开关箱外面可以看见检测指示灯LED亮，中间支撑电容终端电压小于安全电压，检测装置的检测指示灯LED灭，设备可以接近。检测的电压高于稳压支路中稳压管稳定电压时，稳压管导通并分压，若不高于稳定电压，则分压电路下部分电路导通。

安全电压下限限定电路为本领域技术人员所熟知的，可选择现有电压检测板的电压限定电路。

本发明技术方案带来的有益效果如下：

1)采用分区设计，便于维护更换，降低维护成本。

2)采用了冗余设计提高其可靠性，分区布局提高了其抗干扰性能。

3) 检测指示母线电压，避免触电事故的发生，杜绝安全事故发生。

4) 电压检测范围广和可靠性高。

附图说明

图1为实施例一的电路原理图。

图2为实施例二的电路原理图。

具体实施方式

实施例一：

动力集中型电力机车列供单元的600V电压检测装置，包括检测板体，检测板体上有电压检测电路，电压检测电路包括上限电路和安全电压下限限定电路，其中上限电路包括3组串联的分压电路，每组分压电路都包括由3个稳压管串联形成的稳压支路，稳压管的稳压电压为100v，所有稳压支路中稳压管的稳定电压之和为900v，大于所要检测的支撑电容两端的电压600v，稳压支路的一端和IGBT的集电极连接，稳压支路的一端还通过依次串联的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和IGBT的栅极连接，IGBT的发射极和稳压二极管ZD的阳极连接，稳压二极管ZD的阴极通过第四电阻R4和IGBT的栅极连接，IGBT的栅极和NPN三极管Q1的集电极连接，IGBT的发射极和NPN三极管Q1的基极连接，NPN三极管Q1的发射极和第一发光二极管LED1的阳极连接，第一发光二极管LED1的阴极通过第五电阻R5和IGBT的发射极连接，稳压二极管ZD的阴极和NPN三极管的基极之间还连接有电容，第一发光二极管LED1的阴极还和稳压支路的另一端连接，上限电路中第一个分压电路的稳压支路一端作为检测装置的正接线端，安全电压下限限定电路中包括检测指示灯LED，安全电压下限限定电路的输入端和上限电路连接，安全电压下限限定电路的输出端作为检测装置的负接线端。

实施例二：

动力集中型电力机车列供单元的3600V电压检测装置，包括检测板体，检测板体上有电压检测电路，电压检测电路包括上限电路和35v安全电压下限限定电路，其中上限电路包括5组串联的分压电路，每组分压电路都包括由3个稳压管串联形成的稳压支路，稳压管的稳压电压为250v，所有稳压支路中稳压管的稳定电压之和为3750v，大于所要检测的支撑电容两端的电压3600v，稳压支路的一端和IGBT的集电极连接，稳压支路的一端还通过依次串联的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和IGBT的栅极连接，IGBT的发射极和稳压二极管ZD的阳极连接，稳压二极管ZD的阴极通过第四电阻R4和IGBT的栅极连接，IGBT的栅极和NPN三极管Q1的集电极连接，IGBT的发射极和NPN三极管Q1的基极连接，NPN三极管Q1的发射极和第一发光二极管LED1的阳极连接，第一发光二极管LED1的阴极通过第五电阻R5和IGBT的发射极连接，稳压二极管ZD的阴极和NPN三极管的基极之间还连接有电容，第一发光二极管LED1的阴极还和稳压支路的另一端连接，上限电路中第一个分压电路的稳压支路一端作为检测装置的正接线端，安全电压下限限定电路中包括检测指示灯LED，安全电压下限限定电路的输入端和上限电路连接，安全电压下限限定电路的输出端作为检测装置的负接线端。

具体实施时，检测装置的正负接线端通过单向二极管和中间支撑电容两端连接。安全电压下限限定电路的安全电压可设置为35v或24v。

Claims (1)

1.动力集中型电力机车列供单元的电压检测装置，包括检测板体，检测板体上有电压检测电路，其特征在于电压检测电路包括上限电路和安全电压下限限定电路，其中上限电路包括若干组串联的分压电路，每组分压电路都包括由m个稳压管反向串联形成的稳压支路，稳压支路中稳压管的阴极和IGBT的源极连接，稳压支路中稳压管的阴极通过依次串联的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和IGBT的栅极连接，IGBT的漏极和稳压二极管ZD的阳极连接，稳压二极管ZD的阴极通过第四电阻R4和IGBT的栅极连接，IGBT的漏极和所在分压电路中的NPN三极管Q1的基极连接，NPN三极管Q1的集电极和IGBT的栅极连接，NPN三极管Q1的发射极和第一发光二极管LED1的阳极连接，第一发光二极管LED1的阴极通过第五电阻R5和IGBT的漏极连接，稳压二极管ZD的负极和NPN三极管Q1的基极之间还连接有电容，第一发光二极管LED1的阴极还和稳压支路中稳压管的阳极连接，上限电路中若干组串联的分压电路中的第一个分压电路的稳压支路中稳压管的阴极作为检测装置的正接线端，上限电路中所有稳压支路中稳压管的击穿电压之和大于所要检测的支撑电容两端的电压，安全电压下限限定电路中包括检测指示灯LED，安全电压下限限定电路的输入端和上限电路若干组串联的分压电路中的最后一个分压电路的稳压支路中稳压管的阳极连接，安全电压下限限定电路的输出端作为检测装置的负接线端。