CN110466356B - 一种双冗余受电弓控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双冗余受电弓控制电路，包括：扳键开关、紧急双刀开关、网络控制系统、升弓继电器和降弓继电器；扳键开关的输入端与电源相连，扳键开关的第一输出端、第二输出端分别与紧急双刀开关的第一输入端、第二输入端相连，紧急双刀开关的第一输出端与升弓继电器的输入端相连，紧急双刀开关的第二输出端与降弓继电器的输入端相连；网络控制系统与紧急双刀开关并联；升弓继电器的输出端和降弓继电器的输出端均与电源的负端相连或共地。通过本发明实施例提供的双冗余受电弓控制电路，使得在网络控制系统故障时可以利用紧急双刀开关实现正常的升弓操作或降弓操作，仍可以实现受电弓控制。

Description

一种双冗余受电弓控制电路

技术领域

本发明涉及受电弓控制技术领域，具体而言，涉及一种双冗余受电弓控制电路。

背景技术

受电弓主要功能是从接触网上获取电源，向整个列车电气系统供电，同时还通过列车的再生制动系统将列车的动能转换为电能回馈给接触网供给其它在线列车的使用，起到双向传递枢纽的作用。受电弓一般安装在车顶上，当受电弓需要并入接触网时，需要升弓操作；相反则需要降弓操作。

目前，受电弓关断控制电路多依靠网络实现对受电弓的控制，通过网络系统的显示器相应界面来操作，当网络系统内部件运行程序出错或部件故障时，会使轨道车辆受电弓功能无法执行或误执行，影响轨道车辆运用安全。

发明内容

为解决上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种双冗余受电弓控制电路。

本发明实施例提供了一种双冗余受电弓控制电路包括：扳键开关、紧急双刀开关、网络控制系统、升弓继电器和降弓继电器；

所述扳键开关的输入端与电源相连，所述扳键开关的第一输出端、第二输出端分别与所述紧急双刀开关的第一输入端、第二输入端相连，所述紧急双刀开关的第一输出端与所述升弓继电器的输入端相连，所述紧急双刀开关的第二输出端与所述降弓继电器的输入端相连；

所述扳键开关的第一输出端还与所述网络控制系统的升弓输入端相连，所述扳键开关的第二输出端还与所述网络控制系统的降弓输入端相连；所述网络控制系统的升弓输出端与所述升弓继电器的输入端相连，所述网络控制系统的降弓输出端与所述降弓继电器的输入端相连；

所述升弓继电器的输出端和所述降弓继电器的输出端均与所述电源的负端相连或共地。

在一种可能的实现方式中，该双冗余受电弓控制电路还包括升弓保护电路；所述升弓保护电路包括：升弓保护继电器和升弓电磁阀；

所述升弓继电器的常开触点的一端与电源相连，另一端与所述升弓保护继电器的输入端相连；所述升弓保护继电器的输出端与所述电源的负端相连或接地；

所述升弓保护继电器的第一常开触点的一端通过所述降弓继电器的第一常闭触点与电源相连，另一端与所述升弓保护继电器的输入端相连；

所述升弓保护继电器的第二常开触点的一端通过所述降弓继电器的第一常闭触点与电源相连，另一端与所述升弓电磁阀的输入端相连；所述升弓电磁阀的输出端与所述电源的负端相连或接地。

在一种可能的实现方式中，所述降弓继电器的第二常闭触点与所述升弓继电器的常开触点串联。

在一种可能的实现方式中，所述升弓保护电路还包括：紧急断电环路继电器；

所述紧急断电环路继电器的常开触点与所述降弓继电器的第一常闭触点串联。

在一种可能的实现方式中，所述升弓保护电路还包括：保护接地开关闭合状态继电器；

所述保护接地开关闭合状态继电器的常闭触点与所述升弓继电器的常开触点串联。

在一种可能的实现方式中，所述升弓保护电路还包括：真空断路器闭合状态继电器；

所述真空断路器闭合状态继电器的常闭触点与所述升弓继电器的常开触点串联。

在一种可能的实现方式中，所述升弓保护电路还包括：受电弓切除继电器；

所述受电弓切除继电器的常闭触点与所述升弓继电器的常开触点串联。

在一种可能的实现方式中，所述升弓保护电路还包括：其他受电弓升起状态继电器；

所述其他受电弓升起状态继电器的常闭触点与所述升弓继电器的常开触点串联。

在一种可能的实现方式中，所述升弓保护电路还包括：升弓控制断路器；

所述升弓继电器的常开触点和所述降弓继电器的第一常闭触点均通过所述升弓控制断路器与电源相连。

在一种可能的实现方式中，所述网络控制系统包括：网络输入模块、网络主机和网络输出模块；

所述网络输入模块的升弓输入端和降弓输入端分别作为所述网络控制系统的升弓输入端和降弓输入端，所述网络输入模块的输出端通过网络总线与所述网络主机的输入端相连；

所述网络主机的输出端通过网络总线与所述网络输出模块的输入端相连，且所述网络输出模块的升弓输出端和降弓输出端分别作为所述网络控制系统的升弓输出端和降弓输出端。

在一种可能的实现方式中，该双冗余受电弓控制电路还包括电源控制开关；

所述扳键开关的输入端通过所述电源控制开关与电源相连。

本发明实施例上述提供的方案中，设置紧急双刀开关和网络控制系统两路冗余的控制回路，使得在网络控制系统故障时可以利用紧急双刀开关实现正常的升弓操作或降弓操作；利用该紧急双刀开关设置紧急模式，在网络控制系统故障时仍可以实现受电弓控制；且紧急双刀开关的控制回路结构简单，故障率低，在紧急状态下可有效保证实现受电弓控制。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

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示出了本发明实施例所提供的双冗余受电弓控制电路的结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的双冗余受电弓控制电路中，升弓保护电路的第一电路结构示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的双冗余受电弓控制电路中，升弓保护电路的第二电路结构示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供的一种双冗余受电弓控制电路，参见图1所示，包括：扳键开关S1、紧急双刀开关S2、网络控制系统10、升弓继电器KM1和降弓继电器KM2。

具体的，扳键开关S1的输入端与电源相连，扳键开关S1的第一输出端、第二输出端分别与紧急双刀开关S2的第一输入端、第二输入端相连，紧急双刀开关S2的第一输出端与升弓继电器KM1的输入端相连，紧急双刀开关S2的第二输出端与降弓继电器KM2的输入端相连。

同时，网络控制系统10与该紧急双刀开关S2并联。具体的，扳键开关S1的第一输出端还与网络控制系统10的升弓输入端相连，扳键开关S1的第二输出端还与网络控制系统10的降弓输入端相连；网络控制系统10的升弓输出端与升弓继电器KM1的输入端相连，网络控制系统10的降弓输出端与降弓继电器KM2的输入端相连；升弓继电器KM1的输出端和降弓继电器KM2的输出端均与电源的负端相连或共地。图1中，以KM1和KM2的输出端接电源负端为例说明，该电源可以为110V的直流电。

本发明实施例中，扳键开关S1用于控制升弓操作或降弓操作，用户通过将扳键开关S1扳至相应位置即可使得相应的升弓继电器KM1或降弓继电器KM2得电，进而进行相应的升弓操作或降弓操作。其中，升弓继电器KM1或降弓继电器KM2得电具体指的是继电器的线圈得电，即本实施例图1中的KM1和KM2可以表示升弓继电器和降弓继电器线圈，在线圈得电后即可使得相应的升弓继电器或降弓继电器的触点闭合或断开。

本实施例提供的双冗余受电弓控制电路的工作过程具体如下：在正常情况下，紧急双刀开关S2断开，此时可以通过网络控制系统10实现升弓或降弓。当网络控制系统10故障时，闭合该紧急双刀开关S2，此时当用户操控扳键开关S1时，可以直接控制为升弓继电器KM1或降弓继电器KM2得电，实现升弓操作或降弓操作；例如，将扳键开关S1扳至第一输出端的一侧，升弓继电器KM1通过紧急双刀开关S2和扳键开关S1后直连电源，从而升弓继电器KM1得电。其中，该紧急双刀开关S2具体可以是自锁开关。

可选的，参见图1所示，该双冗余受电弓控制电路还包括电源控制开关K1；扳键开关S1的输入端通过电源控制开关K1与电源相连。该电源控制开关K1作为双冗余受电弓控制电路的电源总开关，可以直接控制双冗余受电弓控制电路的得电状态。

可选的，参见图1所示，网络控制系统10包括：网络输入模块101、网络主机102和网络输出模块103。其中，网络输入模块101的升弓输入端和降弓输入端分别作为网络控制系统10的升弓输入端和降弓输入端，网络输入模块101的输出端通过网络总线与网络主机102的输入端相连；网络主机102的输出端通过网络总线与网络输出模块103的输入端相连，且网络输出模块103的升弓输出端和降弓输出端分别作为网络控制系统10的升弓输出端和降弓输出端。

本实施例中，通过网络输入模块101采集扳键开关S1产生的升弓信号或降弓信号，之后通过网络总线传输至网络主机102；网络主机根据列车当前的状态判断是否可以执行相应的升弓操作或降弓操作，在可以执行相应的升弓操作或降弓操作时将相应的升弓信号或降弓信号传输至网络输出模块103，进而控制升弓继电器KM1或降弓继电器KM2得电，实现升弓操作或降弓操作。

本发明实施例提供的一种双冗余受电弓控制电路，设置紧急双刀开关和网络控制系统两路冗余的控制回路，使得在网络控制系统故障时可以利用紧急双刀开关实现正常的升弓操作或降弓操作；利用该紧急双刀开关设置紧急模式，在网络控制系统故障时仍可以实现受电弓控制；且紧急双刀开关的控制回路结构简单，故障率低，在紧急状态下可有效保证实现受电弓控制。

在上述实施例的基础上，该双冗余受电弓控制电路还包括升弓保护电路，该升弓保护电路用于限制升弓条件，避免用户误操作或在不满足升弓条件时强制升弓。参见图2所示，该升弓保护电路包括：升弓保护继电器KM3和升弓电磁阀T1。

其中，升弓继电器的常开触点KM11的一端与电源相连，另一端与升弓保护继电器KM3的输入端相连；升弓保护继电器KM3的输出端与电源的负端相连或接地；图2中以KM3的输出端与电源的负端相连为例说明。升弓保护继电器的第一常开触点KM31的一端通过降弓继电器的第一常闭触点KM21与电源相连，另一端与升弓保护继电器KM3的输入端相连；升弓保护继电器的第二常开触点KM32的一端通过降弓继电器的第一常闭触点KM21与电源相连，另一端与升弓电磁阀T1的输入端相连；升弓电磁阀T1的输出端与电源的负端相连或接地。图2中以T1的输出端与电源的负端相连为例说明。可选的，该升弓保护电路还包括作为该升弓保护电路总控开关的升弓控制断路器K2；升弓继电器的常开触点KM11和降弓继电器的第一常闭触点KM21均通过升弓控制断路器K2与电源相连。

本实施例提供的升弓保护电路的工作过程具体如下：在正常情况下升弓控制断路器K2保持闭合状态。当需要进行升弓操作时，用户通过扳键开关S1输入升弓信号，之后通过紧急双刀开关S2或网络控制系统10使得升弓继电器KM1得电，且正常情况下降弓继电器KM2不得电。此时，由于升弓继电器KM1得电，升弓继电器的常开触点KM11闭合，从而使得升弓保护继电器KM3得电，即升弓保护继电器KM3的线圈得电，进而使得升弓保护继电器的第一常开触点KM31和第二常开触点KM32均闭合。同时，由于降弓继电器KM2不得电，即降弓继电器的第一常闭触点KM21保持闭合状态，电源依次通过KM21和KM32后也可以直接为升弓保护继电器KM3供电，此时即使升弓继电器的常开触点KM11断开也可以保证升弓保护继电器KM3持续得电，从而实现升弓保护继电器KM3的自保持。此外，由于升弓保护继电器的第一常开触点KM31闭合，电源依次通过KM21和KM31后可以为升弓电磁阀T1供电，即升弓电磁阀T1可以正常工作，从而实现升弓操作。

若降弓继电器KM2得电，则降弓继电器的第一常闭触点KM21断开，此时升弓保护继电器KM3的自保持状态消失，且升弓电磁阀T1也断电，从而可以避免升弓。

本实施例提供的升弓保护电路，利用KM11和KM21可以实现升弓继电器和降弓继电器的电气互锁，避免同时升降弓；同时，利用升弓保护继电器的两个常开触点实现升弓继电器与升弓电磁阀的隔离，即可以实现控制回路与执行回路的隔离，可以保护控制元件。

可选的，参见图3所示，降弓继电器的第二常闭触点KM22与升弓继电器的常开触点KM11串联。通过在升弓继电器的常开触点KM11所在回路串联降弓继电器的第二常闭触点KM22，可以避免在降弓继电器KM2得电时升弓保护继电器KM3得电，可以直接避免同时升降弓操作，且可以避免升弓保护继电器KM3误得电，提高升弓保护继电器KM3的使用寿命。

可选的，该升弓保护电路还包括：紧急断电环路继电器。参见图3所示，紧急断电环路继电器的常开触点KM41与降弓继电器KM2的第一常闭触点串联。正常情况下，紧急断电环路继电器处于闭合状态，此时紧急断电环路继电器的常开触点KM41闭合，在其他条件正常的情况下可以完成升弓操作。当列车故障时，紧急断电环路继电器断开，此时紧急断电环路继电器的常开触点KM41为断开状态，即使用户输入升弓信号，该升弓电磁阀T1也不会得电，即不会执行升弓操作。

可选的，该升弓保护电路还包括：保护接地开关闭合状态继电器；参见图3所示，该保护接地开关闭合状态继电器的常闭触点KM51与升弓继电器的常开触点KM11串联。在正常情况下，保护接地开关断开，相应的，保护接地开关闭合状态继电器不得电，即保护接地开关闭合状态继电器的常闭触点KM51处于闭合状态；当接收到升弓信号使得升弓继电器KM1得电时，可以保证升弓保护继电器KM3得电，进而升弓电磁阀T1得电，从而实现升弓操作。相反的，若保护接地开关闭合，则保护接地开关闭合状态继电器得电，相应的常闭触点KM51断开，从而使得升弓保护继电器KM3和升弓电磁阀T1均不能得电，即不能完成升弓过程。

可选的，该升弓保护电路还包括：真空断路器闭合状态继电器；参见图3所示，真空断路器闭合状态继电器的常闭触点KM61与升弓继电器的常开触点KM11串联。本实施例中，当需要进行升弓时，真空断路器需要断开，此时真空断路器闭合状态继电器未得电，即常闭触点KM61保持闭合状态；当接收到升弓信号使得升弓继电器KM1得电时，可以保证升弓保护继电器KM3得电，进而升弓电磁阀T1得电，从而实现升弓操作。相反的，若真空断路器闭合，此时直接升弓可能会烧毁真空断路器；当真空断路器闭合时，则真空断路器闭合状态继电器得电，相应的常闭触点KM61断开，从而使得升弓保护继电器KM3和升弓电磁阀T1均不能得电，即不能完成升弓过程。

可选的，该升弓保护电路还包括：受电弓切除继电器；参见图3所示，受电弓切除继电器的常闭触点KM71与升弓继电器的常开触点KM11串联。本实施例中，若需要执行升弓操作的受电弓没有被用户切除，则相应的受电弓切除继电器不得电，即受电弓切除继电器的常闭触点KM71保持闭合状态；当接收到升弓信号使得升弓继电器KM1得电时，可以保证升弓保护继电器KM3得电，进而升弓电磁阀T1得电，从而实现升弓操作。相反的，若该受电弓被用户切除，则受电弓切除继电器得电，相应的常闭触点KM71断开，从而使得升弓保护继电器KM3和升弓电磁阀T1均不能得电，即不能完成升弓过程。

可选的，该升弓保护电路还包括：其他受电弓升起状态继电器；参见图3所示，其他受电弓升起状态继电器的常闭触点KM81与升弓继电器的常开触点KM11串联。本实施例中，由于不能同时使得多个受电弓并网为列车供电，故若其他受电弓未被升起时，相应的其他受电弓升起状态继电器不得电，则常闭触点KM81保持闭合状态；当接收到升弓信号使得升弓继电器KM1得电时，可以保证升弓保护继电器KM3得电，进而升弓电磁阀T1得电，从而实现升弓操作。相反的，若其他受电弓正在进行升弓或已经升弓完成实现并网供电，即其他受电弓处于升起状态，则其他受电弓升起状态继电器得电，相应的常闭触点KM81断开，从而使得升弓保护继电器KM3和升弓电磁阀T1均不能得电，即不能完成升弓过程。

本发明实施例提供的升弓保护电路利用硬线电路实现受电弓的升弓条件，在降弓继电器未得电、保护接地开关断开、真空断路器断开、受电弓未切除、其他受电弓未升弓等安全保护条件满足时才可以进行升弓操作，避免在紧急模式时直接升弓导致安全问题，可以提高升弓过程的安全性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种双冗余受电弓控制电路，其特征在于，包括：扳键开关、紧急双刀开关、网络控制系统、升弓继电器和降弓继电器；

所述扳键开关的输入端与电源相连，所述扳键开关的第一输出端、第二输出端分别与所述紧急双刀开关的第一输入端、第二输入端相连，所述紧急双刀开关的第一输出端与所述升弓继电器的输入端相连，所述紧急双刀开关的第二输出端与所述降弓继电器的输入端相连；

所述扳键开关的第一输出端还与所述网络控制系统的升弓输入端相连，所述扳键开关的第二输出端还与所述网络控制系统的降弓输入端相连；所述网络控制系统的升弓输出端与所述升弓继电器的输入端相连，所述网络控制系统的降弓输出端与所述降弓继电器的输入端相连；

所述升弓继电器的输出端和所述降弓继电器的输出端均与所述电源的负端相连或共地；

所述双冗余受电弓控制电路还包括升弓保护电路；所述升弓保护电路包括：升弓保护继电器和升弓电磁阀；

所述升弓继电器的常开触点的一端与电源相连，另一端与所述升弓保护继电器的输入端相连；所述升弓保护继电器的输出端与所述电源的负端相连或接地；

所述升弓保护继电器的第一常开触点的一端通过所述降弓继电器的第一常闭触点与电源相连，另一端与所述升弓保护继电器的输入端相连；

所述升弓保护继电器的第二常开触点的一端通过所述降弓继电器的第一常闭触点与电源相连，另一端与所述升弓电磁阀的输入端相连；所述升弓电磁阀的输出端与所述电源的负端相连或接地。

2.根据权利要求1所述的双冗余受电弓控制电路，其特征在于，所述降弓继电器的第二常闭触点与所述升弓继电器的常开触点串联。

3.根据权利要求1所述的双冗余受电弓控制电路，其特征在于，所述升弓保护电路还包括：紧急断电环路继电器；

所述紧急断电环路继电器的常开触点与所述降弓继电器的第一常闭触点串联。

4.根据权利要求1所述的双冗余受电弓控制电路，其特征在于，所述升弓保护电路还包括：保护接地开关闭合状态继电器；

所述保护接地开关闭合状态继电器的常闭触点与所述升弓继电器的常开触点串联。

5.根据权利要求1所述的双冗余受电弓控制电路，其特征在于，所述升弓保护电路还包括：真空断路器闭合状态继电器；

所述真空断路器闭合状态继电器的常闭触点与所述升弓继电器的常开触点串联。

6.根据权利要求1所述的双冗余受电弓控制电路，其特征在于，所述升弓保护电路还包括：受电弓切除继电器；

所述受电弓切除继电器的常闭触点与所述升弓继电器的常开触点串联。

7.根据权利要求1所述的双冗余受电弓控制电路，其特征在于，所述升弓保护电路还包括：其他受电弓升起状态继电器；

所述其他受电弓升起状态继电器的常闭触点与所述升弓继电器的常开触点串联。

8.根据权利要求1所述的双冗余受电弓控制电路，其特征在于，所述升弓保护电路还包括：升弓控制断路器；

所述升弓继电器的常开触点和所述降弓继电器的第一常闭触点均通过所述升弓控制断路器与电源相连。

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