CN112331504A - 一种轨道车辆母线断路器控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轨道车辆母线断路器控制电路，具有闭合继电器、分断继电器，母线断路器的供电回路和保持继电器的供电回路，以及延时模块；保持继电器的供电回路包括依次串联接入列车电源的分断继电器的常闭触点、母线断路器的辅助常开触头和保持继电器；母线断路器的供电回路包括依次串联接入列车电源的保持继电器的常开触点和母线断路器；延时模块与保持继电器并联，其常闭触点串联接入闭合继电器的供电回路中，闭合继电器的高电势端经闭合继电器的常开触点连接延时模块的高电势端。应用本发明母线断路器控制电路后，可由整车进行逻辑判断自动发送指令或手动强制闭合，母线断路器箱内各控制器件执行指令。

Description

一种轨道车辆母线断路器控制电路
技术领域
本发明涉及地铁车辆母线断路器控制，属于地铁车辆控制电路、三轨受流控制系统设计领域。
背景技术
现有城轨车辆采用三轨受流进行主电路设计时，由于限界、道岔或停车库的因素在设计施工时存在无电区的情况，为保证整车可靠受流，每个车辆上均布置有受流器。根据线路实际无电区情况并结合库内维护的安全性，在相邻的动车间设置牵引母线，通过控制母线接触器箱（母线断路器和接触器）的通断用于通过无电区控制，该母线接触器箱由牵引控制单元DUC直接驱动，当车辆运行速度低于设定的低速时断开接触器防止车辆零速停站时位于不同的供电区间引起桥接，当速度高于设定的速度值时牵引控制单元DCU闭合母线接触器。当发生DCU本身故障的情况，将无法输出母线高断闭合指令，导致无法闭合；当零速停靠无电区且正常受流单元牵引逆变器故障或部分受流器无法升起的工况下母线高断无法闭合，导致救援，且带载情况下频繁闭合母线高速断路器影响高断使用寿命，成本较高。
发明内容
本发明的目的主要是针对上述现有技术的问题，提供一种轨道车辆母线断路器控制电路。
为了解决以上技术问题，本发明提供的轨道车辆母线断路器控制电路，其特征在于：具有用于接收母线断路器闭合指令的闭合继电器、用于接收母线断路器分断指令的分断继电器，母线断路器的供电回路和保持继电器的供电回路，以及延时模块；母线断路器的主触头接入高压母线回路中，用于控制高压母线的通断；
保持继电器的供电回路包括依次串联接入列车电源的分断继电器的常闭触点、母线断路器的第一辅助常开触头和保持继电器；
母线断路器的供电回路包括依次串联接入列车电源的保持继电器的第一常开触点和母线断路器；
延时模块与保持继电器并联，其常闭触点串联接入闭合继电器的供电回路中，闭合继电器的高电势端经闭合继电器的第一常开触点连接延时模块的高电势端。
此外，本发明还保护一种轨道车辆，其特征在于：包含有上述的轨道车辆母线断路器控制电路。
本发明有益效果如下：
本发明母线断路器控制电路，内部电流逻辑简单可靠，功耗低；减少高压器件使用数量，降低使用频率延长母线断路器使用寿命，降低成本。应用本发明母线断路器控制电路后，可由整车进行逻辑判断自动发送指令或手动强制闭合，母线断路器箱内各控制器件执行指令。保证在特定条件下分合母线断路器或手动分合，方案简单，节省硬件成本。
附图说明
图1为本发明轨道车辆母线断路器控制电路的示意图。
图中标号示意如下：
BHBCB：控制断路器，BHBHCB：保持断路器，BHBC：母线断路器闭合指令开关，BHBO：母线断路器分断指令开关，BHB_HOLD：保持继电器,BHB_HOLD-1：保持继电器第一常开触点，BHB_HOLD-2：保持继电器第二常开触点，BHB：母线断路器，BHB-1: 母线断路器主触头，BHB-2：母线断路器第一辅助触头，BHB-3: 母线断路器第二辅助触头，RS：延时模块，RS-1：延时模块第一常闭触点，RS-2：延时模块第二常闭触点, R：限流电阻，BHB_OPEN：分断继电器，BHB_OPEN-1：分断继电器常闭触点，BHB_CLOSE：闭合继电器，BHB_CLOSE-1：闭合继电器第一常开触点，BHB_CLOSE-2闭合继电器第二常开触点，BHB_CLOSE-3闭合继电器第三常开触点，BHB_BOX:母线断路器箱，D1：二极管，K1：母线断路器供电端口，K2：保持继电器供电端口，K3：母线断路器闭合指令端口，K4：母线断路器分断指令端口，K5：DC1500V正极输入端口，K6：DC1500V负极输出端口，K7：母线断路器状态反馈端口，K8：DC110负极端口，K9：保持继电器状态反馈端口，K10：DC110负极端口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做解释说明。
如图1所示，本发明轨道车辆母线断路器控制电路，其安装于母线断路器箱BHB_BOX内部。母线断路器箱BHB_BOX具有多个外部接口，他们分别是：母线断路器供电端口K1，保持继电器供电端口K2，母线断路器闭合指令端口K3，母线断路器分断指令端口K4，DC1500V正极输入端口K5， DC1500V负极输出端口K6，母线断路器状态反馈端口K7，DC110负极端口K8，保持继电器状态反馈端口K9，DC110负极端口K10。
母线断路器控制电路具有用于接收母线断路器闭合指令的闭合继电器BHB_CLOSE、用于接收母线断路器分断指令的分断继电器BHB_OPEN，母线断路器BHB的供电回路和保持继电器BHB_HOLD的供电回路，以及延时模块RS。母线断路器BHB的主触头BHB-1接入高压母线回路中，用于控制高压母线的通断。母线断路器BHB的主触头BHB-1的高电势端串联有熔断器MF，实现母线过流熔断保护。
保持继电器BHB_HOLD的供电回路包括依次串联接入列车电源的分断继电器BHB_OPEN的常闭触点BHB_OPEN-1、母线断路器BHB的第一辅助常开触头BHB-2和保持继电器BHB_HOLD；保持继电器BHB_HOLD的高电势端经保持继电器BHB_HOLD的第二常开触点BHB_HOLD-2后连接端口K9输出，用于保持继电器BHB_HOLD的状态反馈。保持继电器BHB_HOLD供电回路的高电势端（保持继电器供电端口K2）经保持断路器BHBHCB与列车电源正极连接。
母线断路器BHB的供电回路包括依次串联接入列车电源的保持继电器BHB_HOLD的第一常开触点BHB_HOLD-1和母线断路器BHB。由于启动母线断路器BHB的电流大，而启动完成后，小电流可保持其工作状态。因此本发明对母线断路器BHB的供电回路进行了优化，即：保持继电器BHB_HOLD的第一常开触点BHB_HOLD-1与所述母线断路器BHB之间具有并联的两个支路，第一支路中串联有限流电阻R，第二支路中串联有闭合继电器BHB_CLOSE的第二常开触点BHB_CLOSE-2和第三常开触点BHB_CLOSE-3。该优化电路具体执行过程将在下文中进行详细描述。母线断路器BHB供电回路的高电势端（母线断路器供电端口K1）经控制断路器BHBCB与列车电源正极连接。母线断路器BHB具有第二辅助常开触头BHB-3，第二辅助常开触头BHB-3的第一端接列车电源正极，第二端连接母线断路器状态反馈端口K7，用于母线断路器BHB的状态反馈（即母线断路器的状态反馈）。如图1所示，第二辅助常开触头BHB-3的第一端连接在保持继电器供电端口K2，当然也可以连接在母线断路器供电端口K1，或者独立设置一个供电口（为安全起见，需要单独设置一个断路器连接至列车电源正极）。
延时模块RS与保持继电器BHB_HOLD并联，其第一常闭触点RS-1、第二RS-2串联接入闭合继电器BHB_CLOSE的供电回路中，闭合继电器BHB_CLOSE的供电回路的高电势侧串联有二极管D1，闭合继电器BHB_CLOSE的高电势端经闭合继电器BHB_CLOSE的第一常开触点BHB_CLOSE-1连接延时模块RS的高电势端。
本实施例中，母线断路器闭合指令和母线断路器分断指令分别通过受控于LCU的母线断路器闭合指令开关BHBC和母线断路器分断指令开关BHBO给出，闭合继电器BHB_CLOSE的高电势端经所述母线断路器闭合指令开关BHBC与列车电源正极连接，分断继电器BHB_OPEN的高电势端经母线断路器分断指令开关BHBO与列车电源正极连接。
本发明母线断路器控制电路工作过程如下：
当LCU内部母线断路器闭合指令触发，母线断路器闭合指令开关BHBC闭合，闭合继电器BHB_CLOSE得电，闭合继电器BHB_CLOSE的第一常开触点BHB_CLOSE-1闭合，使得延时模块RS和保持继电器BHB_HOLD得电。保持继电器BHB_HOLD得电，则通过保持继电器BHB_HOLD的第二常开触点BHB_HOLD-1将保持继电器的状态反馈至LCU（经由端口K9）。同时，位于母线断路器BHB供电回路中的保持继电器BHB_HOLD的第一常开触点BHB_HOLD-1也闭合（此时，闭合继电器BHB_CLOSE的第二常开触点BHB_CLOSE-2、第三常开触点BHB_CLOSE-3已处于闭合状态），致使限流电阻R被短路，列车电源经控制断路器BHBCB、保持继电器BHB_HOLD的第一常开触点BHB_HOLD-1、闭合继电器BHB_CLOSE的第二常开触点BHB_CLOSE-2、第三常开触点BHB_CLOSE-3向母线断路器BHB供电，此时该供电回路中没有其他负载，母线断路器BHB获得较大的启动电流，实现快速动作，母线断路器主触头BHB-1闭合，高压母线被接通，牵引母线贯通整车。与此同时，母线断路器的第一辅助触头BHB-2闭合，使保持继电器BHB_HOLD的供电回路得电，列车电源经由保持断路器BHBHCB、端口K2、分断继电器常闭触点BHB_OPEN-1、母线断路器的第一辅助触头BHB-2向保持继电器BHB_HOLD持续供电，并且端口K9也保持有电。母线断路器BHB得电后，母线断路器的第二辅助触头BHB-3也闭合，将母线断路器BHB的状态通过端口K7反馈至LCU。延时模块RS延时1s（可根据系统设定）后，延时模块第一常闭触点RS-1和延时模块第二常闭触点RS-2断开，使闭合继电器BHB_CLOSE失电，致使母线断路器BHB供电回路中的第二支路断路，母线断路器BHB通过第一支路供电，即列车电源经由限流电阻R向母线断路器BHB供电。由于此时母线断路器BHB已完成启动，仅需小电流即可维持工况，因此断开第二支路的供电，通过限流电阻来降低了能源的消耗，也起到了保护母线断路器BHB的作用。与此同时，闭合继电器第一常开触点BHB_CLOSE-1断开。闭合继电器第一常开触点BHB_CLOSE-1的作用是在LCU给出闭合信号的前期，为保持继电器BHB_HOLD和延时模块RS接通工作电流，而当保持继电器的供电回路得电后，则切断通过K3端口向保持继电器BHB_HOLD的供电线路。切断该供电线路不改变整体控制电路的当前状态。
当LCU内部母线断路器分断指令触发，母线断路器分断指令开关BHBO闭合，分断继电器BHB_OPEN得电，分断继电器常闭触点BHB_OPEN-1断开保持继电器供电回路，使保持继电器BHB_HOLD、延时模块RS失电，并通过保持继电器的第一常开触点断开母线断路器的供电回路，母线断路器BHB失电，母线断路器主触头BHB-1断开牵引母线。此时，端口K7和端口K9均无电，反馈至LCU。延时模块RS失电，使得延时模块第一常闭触点RS-1，延时模块第二常闭触点RS-2闭合，恢复初始状态，等待接收下一次母线断路器闭合信号的触发。
本实施例轨道车辆母线断路器控制电路中母线断路器状态和保持继电器状态分别通过母线断路器状态反馈端口K7、保持继电器状态反馈端口K9反馈至LCU，在司机显示屏显示。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种轨道车辆母线断路器控制电路，其特征在于：具有用于接收母线断路器闭合指令的闭合继电器（BHB_CLOSE）、用于接收母线断路器分断指令的分断继电器（BHB_OPEN），母线断路器（BHB）的供电回路和保持继电器（BHB_HOLD）的供电回路，以及延时模块（RS）；母线断路器（BHB）的主触头（BHB-1）接入高压母线回路中，用于控制高压母线的通断；
保持继电器（BHB_HOLD）的供电回路包括依次串联接入列车电源的分断继电器（BHB_OPEN）的常闭触点（BHB_OPEN-1）、母线断路器（BHB）的第一辅助常开触头（BHB-2）和保持继电器（BHB_HOLD）；
母线断路器（BHB）的供电回路包括依次串联接入列车电源的保持继电器（BHB_HOLD）的第一常开触点（BHB_HOLD-1）和母线断路器（BHB）；
延时模块（RS）与保持继电器（BHB_HOLD）并联，其常闭触点（RS-1、RS-2）串联接入闭合继电器（BHB_CLOSE）的供电回路中，闭合继电器（BHB_CLOSE）的高电势端经闭合继电器（BHB_CLOSE）的第一常开触点（BHB_CLOSE-1）连接延时模块（RS）的高电势端。
2.根据权利要求1所述的轨道车辆母线断路器控制电路，其特征在于：所述保持继电器（BHB_HOLD）的第一常开触点（BHB_HOLD-1）与所述母线断路器（BHB）之间具有并联的两个支路，第一支路中串联有限流电阻（R），第二支路中串联有闭合继电器（BHB_CLOSE）的第二常开触点（BHB_CLOSE-2、BHB_CLOSE-3）。
3.根据权利要求1所述的轨道车辆母线断路器控制电路，其特征在于：保持继电器（BHB_HOLD）的高电势端经保持继电器（BHB_HOLD）的第二常开触点（BHB_HOLD-2）后输出，用于保持继电器（BHB_HOLD）的状态反馈。
4.根据权利要求1所述的轨道车辆母线断路器控制电路，其特征在于：所述母线断路器（BHB）具有第二辅助常开触头（BHB-3），所述第二辅助常开触头（BHB-3）的第一端接列车电源正极，第一端用于母线断路器（BHB）的状态反馈。
5.根据权利要求1所述的轨道车辆母线断路器控制电路，其特征在于：闭合继电器（BHB_CLOSE）的供电回路的高电势侧串联有二极管（D1）。
6.根据权利要求1所述的轨道车辆母线断路器控制电路，其特征在于：所述母线断路继电器（BHB）供电回路的高电势端经控制断路器（BHBCB）与列车电源正极连接。
7.根据权利要求1所述的轨道车辆母线断路器控制电路，其特征在于：所述保持继电器（BHB_HOLD）供电回路的高电势端经保持断路器（BHBHCB）与列车电源正极连接。
8.根据权利要求1所述的轨道车辆母线断路器控制电路，其特征在于：所述母线断路器闭合指令和母线断路器分断指令分别通过受控于LCU的母线断路器闭合指令开关（BHBC）和母线断路器分断指令开关（BHBO）给出，闭合继电器（BHB_CLOSE）的高电势端经所述母线断路器闭合指令开关（BHBC）与列车电源正极连接，分断继电器（BHB_OPEN）的高电势端经母线断路器分断指令开关（BHBO）与列车电源正极连接。
9.根据权利要求1所述的轨道车辆母线断路器控制电路，其特征在于：母线断路器（BHB）的主触头（BHB-1）的高电势端串联有熔断器（MF）。
10.一种轨道车辆，其特征在于：具有权利要求1-8任一项所述的轨道车辆母线断路器控制电路。
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