CN201354082Y - 用于控制三相交流转辙机的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型主要涉及交通运输铁路信号自动控制系统。一种用于控制三相交流转辙机的装置，包括有锁闭防护电路(3)，其主要特点在于：还包括有三相动作电源输入电源鉴别电路(2)，其输出端依次连接锁闭防护电路(3)、动作电路过流及检测电路(5)、转辙机动作驱动电路(6)以驱动三相交流转辙机(8)；三相交流转辙机(8)的输出端连接表示信号采集电路(7)；通信电路(1)、电源鉴别电路(2)、动作电路过流及检测电路(5)、表示信号检测电路(7)的输出端连接微控制器系统(4)的输入端；微控制器系统(4)的输出端设有锁闭防护电路(3)、转辙机动作驱动电路(6)；表示信号检测电路(7)的输入端有表示电源输入。本实用新型采用无触点控制技术，用电子电路取代由安全型继电器构成的道岔转换表示电路。

Description

用于控制三相交流转辙机的装置

技术领域：

本实用新型主要涉及交通运输铁路信号自动控制系统。

背景技术：

随着铁路运输“高速、重载”的需求，大量的采用了三相交流转辙设备，对于该设备的控制电路无论是电气集中联锁还是计算机联锁，采用的都是继电器构成的逻辑控制电路来实现。该继电电路存在以下问题：

1、安全性存在隐患。

(1)继电电路由分离元件和继电器构成，采用的是继电器的接点控制技术，一般技术人员采用封连接点的方法很容易改变其控制逻辑，安全性存在很大隐患。

(2)由继电器构成的表示电路在相同时段只能监测一个位置的信号，即当道岔执行定操命令后，只监测定位表示信号，如果定位表示电路有信号，则认为道岔处于定位位置，否则道岔处于四开位置；当道岔执行反操命令后，只监测反位表示信号，如果反位表示电路有信号，则认为道岔处于反位位置，否则道岔处于四开位置。这种道岔位置监测方法在正常情况下没有安全问题，但在车站施工或设备维修时，工程技术人员往往为了测试和查找故障方便，同时在定位位置和反位位置均加入表示二极管，当测试试验时，如执行定操指令后，无论转辙机处于何种位置，由于外电路已经构成，均认为道岔处于定位位置，同样当执行反操指令后，无论转辙机处于何种位置，均认为道岔处于反位位置，这样就构成了一个虚假的位置表示，对实际运营造成非常大的安全隐患。

2、可维护性差。继电电路由分离元件和继电器构成，出现故障时，系统没有自检功能，全靠技术人员的经验和简单测试来排除故障，查找故障原因和排除故障困难。

3、可扩展性差。当系统需要进行扩展或者改造时，继电电路需要大量的配线。一方面增加故障率，另一方面延长施工周期，影响使用效率。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种用于控制三相交流转辙机的装置。采用模块化电子电路取代由安全性继电器构成的三相交流转辙机控制表示电路，提供一种安全可靠、易扩展、易维护的电子控制三相交流转辙机模块。

本实用新型的目的可以通过采用以下技术方案来实现：一种用于控制三相交流转辙机的装置，包括有锁闭防护电路(3)，其主要特在于：还包括有三相交流动作电源输入电源鉴别电路(2)，其输出端依次连接锁闭防护电路(3)、动作电路过流及检测电路(5)、转辙机动作驱动电路(6)以驱动三相交流转辙机(8)；三相交流转辙机(8)的输出端连接表示信号采集电路(7)；通信电路(1)、电源鉴别电路(2)、动作电路过流及检测电路(5)、表示信号检测电路(7)的输出端连接微控制器系统(4)的输入端；微控制器系统(4)的输出端设有锁闭防护电路(3)、转辙机动作驱动电路(6)；表示信号检测电路(7)的输入端有表示电源输入：

所述的通信电路(1)，完成道岔转动操作命令的接收、道岔表示状态的传送；所述的通信电路(1)采用CAN电路现场总线；

所述的电源鉴别电路(2)对三相交流输入电源电压、缺相和相序的检测；

所述的锁闭防护电路(3)，输入端连接至微控制器系统(4)，当微控制器系统(4)接收到锁闭命令或自检故障时切断转辙机动作电源；

所述的动作电路过流及检测电路(5)实现转辙机动作电流的采集和对动作电路的保护；

所述的转辙机动作驱动电路(6)，控制三相交流转辙机的正转或反转；

所述的表示信号采集电路(7)用于实时检查转辙机的位置情况。

所述的用于控制三相交流转辙机的装置，所述的电源鉴别电路(2)包括有三相电源的AB、BC之间连接有电阻(2-1、2-3)与电压传感器(2-2、2-4)的输入端，电压传感器(2-2、2-4)的输出端连接运算放大器(2-5、2-6)电压实时采集转换为数字信号后接入微控制器系统(4)的AD引脚线。

所述的用于控制三相交流转辙机的装置，所述的转辙机动作驱动电路(6)包括有在微控制器系统(4)的输出端设有隔离驱动电路(6-1)，在隔离驱动电路(6-1)的输出端设有与三相电源分别连接的电源开关(K1、K2、K3)和换向开关(K4、K5、K6、K7)，其中换向开关(K4、K5)与电源开关(K1)电连接，换向开关(K6、K7)与电源开关(K2)电连接；电源开关(K1、K2)通过换向开关(K4、K5、K6、K7)、电源开关(K3)分别与三相交流转辙机(8)输入端(X5、X3、X2、X4、X1)电连接。

所述的用于控制三相交流转辙机的装置，所述的表示信号采集电路(7)包括有表示变压器(7-3)的输出端分别设有电阻(7-4)、开关(K13)，开关(K13)连接于三相交流转辙机(8)输入端(X1)；电阻(7-4)的输出端连接开关(K11)和开关(K12)；开关(K11)与开关(K14)串连并与三相交流转辙机(8)输入端(X2)电连接；开关(K11)的输出端连接定位表示检测电路(7-5)，并与三相交流转辙机(8)输入端(X4)电连接；开关(K12)与开关(K15)串连并与三相交流转辙机(8)输入端(X3)电连接；开关(K12)的输出端连接反位表示检测电路(7-6)，并与三相交流转辙机(8)输入端(X5)电连接；定位表示检测电路(7-5)、反位表示检测电路(7-6)的输出端转换为数字信号后接入微控制器系统(4)的MCU引脚。

所述的开关为电子开关。

通信电路采用现场总线方式，接收联锁主机道岔动作命令，向联锁主机返回道岔表示状态信息。

本实用新型的有益效果：采用无触点控制技术、模块化的结构，用电子电路取代由安全型继电器构成的控制三相交流转辙机转换表示电路，一般技术人员采用常规手段无法改变其既有逻辑关系，完全消除了由于封连接点而构成的事故隐患，安全性得到大幅度的提高。并能够对道岔的定位、反位的表示进行双向安全性实时检测和分析，安全性得到大幅度的提高。装置采用模块化设计思路，具有自检功能，利用网络平台构建，组成系统方便，排除故障快捷，可维护性和可扩展性强。

附图说明：

图1是本实用新型的控制三相交流转辙机的装置的方框图；

图2是本实用新型装置的三相交流电源鉴别电路2的示意图；

图3是本实用新型装置的三相交流转辙机动作驱动电路6的示意图；

图4是本实用新型装置的三相交流转辙机表示信号采集电路7的示意图。

具体实施方式：

以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述：

实施例1，见图1，一种用于控制三相交流转辙机的装置，包括有锁闭防护电路3，还包括有三相交流动作电源输入电源鉴别电路2，其输出端依次连接锁闭防护电路3、动作电路过流及检测电路5、转辙机动作驱动电路6以驱动三相交流转辙机8；三相交流转辙机8的输出端连接表示信号采集电路7；通信电路1、电源鉴别电路2、动作电路过流及检测电路5、表示信号检测电路7的输出端连接微控制器系统4的输入端；微控制器系统4的输出端设有锁闭防护电路3、转辙机动作驱动电路6；表示信号检测电路7的输入端有表示电源输入：

所述的通信电路1，完成道岔转动操作命令的接收、道岔表示状态的传送；所述的通信电路1采用CAN电路现场总线；

所述的电源鉴别电路2对三相交流输入电源电压、断相和相序的检测；

所述的锁闭防护电路3，输入端连接至微控制器系统4，当微控制器系统4接收到锁闭命令或自检故障时切断转辙机动作电源；

所述的动作电路过流及检测电路5实现转辙机动作电流的采集和对动作电路的保护；

所述的转辙机动作驱动电路6，控制三相交流转辙机的正转或反转；

所述的表示信号采集电路7用于实时检查转辙机的位置情况。

实施例2，见图2，所述的电源鉴别电路2包括有三相电源的AB、BC之间连接有电阻2-1、2-3与电压传感器2-2、2-4的输入端，电压传感器2-2、2-4的输出端连接运算放大器2-5、2-6电压实时采集转换为数字信号后接入微控制器系统4的AD引脚线。控制器计算出相电压并根据数/模转换值判断相序是否正确。

实施例3，见图3，一种用于控制三相交流转辙机的装置，所述的转辙机动作驱动电路6包括有在微控制器系统4的输出端设有隔离驱动电路6-1，在隔离驱动电路6-1的输出端设有与三相电源分别连接的电源开关K1、K2、K3和换向开关K4、K5、K6、K7，其中换向开关K4、K5与电源开关K1电连接，换向开关K6、K7与电源开关K2电连接；电源开关K1、K2通过换向开关K4、K5、K6、K7、电源开关K3分别与三相交流转辙机8输入端X5、X3、X2、X4、X1电连接。三相交流转辙机8向定位转动时，电源开关全部闭合，同时换向开关中的K4、K6闭合；向反位转动时，电源开关全部闭合，同时换向开关中的K5、K7闭合；无论是向反位转动还是向定位转动，都是首先闭合电源开关，从动作电路过流及检测电路5检测是否开关故障，如果没有故障，则断开电源开关，闭合换向开关，完成道岔的转动，同时实现了电源开关和换向开关的检查。

实施例4，见图4，一种用于控制三相交流转辙机的装置，所述的表示信号采集电路7包括有表示变压器7-3的输出端分别设有电阻7-4、开关K13，开关K13连接于三相交流转辙机8输入端X1；电阻7-4的输出端连接开关K11和开关K12；开关K11与开关K14串连并与三相交流转辙机8输入端X2电连接；开关K11的输出端连接定位表示检测电路7-5，并与三相交流转辙机8输入端X4电连接；开关K12与开关K15串连并与三相交流转辙机8输入端X3电连接；开关K12的输出端连接反位表示检测电路7-6，并与三相交流转辙机8输入端X5电连接；定位表示检测电路7-5、反位表示检测电路7-6的输出端转换为数字信号后接入微控制器系统4的MCU引脚。当检测表示信号时，先闭合K11、K13和K14，通过定表检测电路检查是否有信号，如果有，则将定表标志设置为“1”，否则设置为“0”；然后闭合K12、K13和K15，通过反表检测电路检查是否有信号，如果有，则将反表标志设置为“1”，否则设置为“0”；如果定表标志为“1”、反表标志为“0”，则转辙机的位置为定位表示；如果定表标志为“0”、反表标志为“1”，则转辙机的位置为反位表示；如果定表标志和反表标志均为“1”或者均为“0”，则转辙机的位置为四开表示。

实施例5，实施例1-4的开关为电子开关。

Claims (5)

1.一种用于控制三相交流转辙机的装置，包括有锁闭防护电路(3)，其特征在于：还包括有三相交流电源输入电源鉴别电路(2)，其输出端依次连接锁闭防护电路(3)、动作电路过流及检测电路(5)、转辙机动作驱动电路(6)以驱动三相交流转辙机(8)；三相交流转辙机(8)的输出端连接表示信号采集电路(7)；通信电路(1)、电源鉴别电路(2)、动作电路过流及检测电路(5)、表示信号检测电路(7)的输出端连接微控制器系统(4)的输入端；微控制器系统(4)的输出端设有锁闭防护电路(3)、转辙机动作驱动电路(6)；表示信号检测电路(7)的输入端有表示电源输入：

所述的通信电路(1)，完成道岔转动操作命令的接收、道岔表示状态的传送；

所述的电源鉴别电路(2)对三相输入电源电压、断相和相序的检测；

所述的锁闭防护电路(3)，输入端连接至微控制器系统(4)，当微控制器系统(4)接收到锁闭命令或自检故障时切断转辙机动作电源；

所述的动作电路过流及检测电路(5)实现三相交流转辙机动作电流的采集和对动作电路的保护；

所述的三相交流转辙机动作驱动电路(6)，控制三相交流转辙机的正转或反转；

所述的表示信号采集电路(7)用于实时检查转辙机的位置情况。

2.如权利要求1所述的用于控制三相交流转辙机的装置，其特征在于所述的电源鉴别电路(2)包括有三相电源的AB、BC之间连接有电阻(2-1、2-3)与电压传感器(2-2、2-4)的输入端，电压传感器(2-2、2-4)的输出端连接运算放大器(2-5、2-6)电压实时采集转换为数字信号后接入微控制器系统(4)的AD引脚线。

3.如权利要求1所述的用于控制三相交流转辙机的装置，其特征在于所述的转辙机动作驱动电路(6)包括有在微控制器系统(4)的输出端设有隔离驱动电路(6-1)，在隔离驱动电路(6-1)的输出端设有与三相电源分别连接的电源开关(K1、K2、K3)和换向开关(K4、K5、K6、K7)，其中换向开关(K4、K5)与电源开关(K1)电连接，换向开关(K6、K7)与电源开关(K2)电连接；电源开关(K1、K2)通过换向开关(K4、K5、K6、K7)、电源开关(K3)分别与三相交流转辙机(8)输入端(X5、X3、X2、X4、X1)电连接。

4.如权利要求1所述的用于控制三相交流转辙机的装置，其特征在于所述的表示信号采集电路(7)包括有表示变压器(7-3)的输出端分别设有电阻(7-4)、开关(K13)，开关(K13)连接于三相交流转辙机(8)输入端(X1)；电阻(7-4)的输出端连接开关(K11)和开关(K12)；开关(K11)与开关(K14)串连并与三相交流转辙机(8)输入端(X2)电连接；开关(K11)的输出端连接定位表示检测电路(7-5)，并与三相交流转辙机(8)输入端(X4)电连接；开关(K12)与开关(K15)串连并与三相交流转辙机(8)输入端(X3)电连接；开关(K12)的输出端连接反位表示检测电路(7-6)，并与三相交流转辙机(8)输入端(X5)电连接；定位表示检测电路(7-5)、反位表示检测电路(7-6)的输出端转换为数字信号后接入微控制器系统(4)的MCU引脚。

5.如权利要求1至5所述的用于控制三相交流转辙机的装置，其特征在于所述的开关为电子开关。

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