CN214450932U - 一种电力机车换向锁定控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种电力机车换向锁定控制器，属于电力机车换向锁定控制器技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种电力机车换向电路硬件结构的改进；解决该技术问题采用的技术方案为：包括安装在电力机车换向控制回路上的锁定控制装置，锁定控制装置内部设置有中央控制器与多个继电器，中央控制器的信号输入端通过导线与机车速度信号反馈端相连，中央控制器的信号输出端串接继电器线圈K1后接地；常闭触点K1.1的输入端与手轮的零位联动端相连，常闭触点K1.1的输出端串接继电器线圈K2后接地；常闭触点K2.1的输入端与直流电源相连，常闭触点K2.1的输出端分别并接继电器线圈K3、K4的输入端；本实用新型应用于电力机车换向系统。
Description
技术领域
本实用新型一种电力机车换向锁定控制器，属于电力机车换向锁定控制器技术领域。
背景技术
电力机车又称电力火车，是指从供电网（接触网）或供电轨中获取电能，再通过电动机驱动车辆行驶的火车，电力机车的控制驾驶室中设置有机车换向手柄，用于控制电力机车的向前向后开动；在实际驾驶时，可能由于各种各样的原因，如频繁换向、长时间疲劳驾驶，新人操作不熟练，对换向手柄做出误操作，误将换向手柄打至相反位置，都有可能对机车换向控制器造成损坏，另外机车在恶劣环境中运行，长时间工作中，由于换向控制器中的电子元器件及线路老化等原因，导致故障率增加，也可能导致机车向前、向后输出信号误输出；若机车牵引电机在工作状态下进行换向，改变的仅是牵引电机的励磁电流方向，其转向并不会立即改变，这时牵引电机自然进入发电机状态，在这种情况会发生电机环火、轮毂踏面擦伤、二位制开关烧损等重大事故，严重影响行车安全。
如图1所示，目前使用的机车换向手柄控制机制如下：
换向手柄打在“向前”档位时，换向控制器中的向前开关闭合，若线路中继接触器开关闭合，则机车的向前电空阀得电，机车二位制开关置“向前”位，控制机车向前行驶；
换向手柄打在“向后”档位时，换向控制器中的向后开关闭合，若线路中继接触器开关闭合，则机车的向后电空阀得电，机车二位制开关置“向后”位，控制机车向后行驶。
该机车手柄控制机制存在以下缺点：
若在机车运行过程中，因电子元器件或电线路故障，导致电空阀得电，二位制开关将马上动作，例如机车正在向前运行过程中，因电子元器件或电线路故障，导致“向后电空阀”得电，二位制开关将立即转动至“向后”位，使电力机车的电机会发生环火、轮毂踏面擦伤等重大事故，甚至造成牵引电机和转换开关“放炮”烧损；另外在机车运行过程中，若乘务员操作失误，如在机车运行中，将手柄退回“零位”后，转动了换向手柄，也有可能导致二位制开关马上动作，发生上述事故，还有可能在机车调车作业中，由于司机操作过快，机车在还未停车停稳就对其进行换向操作，也有可能发生上述事故。
实用新型内容
本实用新型为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种电力机车换向电路硬件结构的改进。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种电力机车换向锁定控制器，包括安装在电力机车换向控制回路上的锁定控制装置，所述电力机车换向控制回路具体包括向前控制支路和向后控制支路；
在向前控制支路上由电源输入端依次设置有向前开关、线路接触器中继开关、向前电空阀；
在向后控制支路上由电源输入端依次设置有向后开关、线路接触器中继开关、向后电空阀；
所述向前开关和向后开关具体联动集成在换向手柄上，换向手柄打在一侧支路的开关上时连通回路，另一侧支路开关断开；
所述锁定控制装置内部设置有中央控制器、继电器线圈K1、继电器线圈K2、继电器线圈K3、继电器线圈K4；
所述继电器线圈K1的联动触点为常闭触点K1.1；
所述继电器线圈K2的联动触点为常闭触点K2.1；
所述继电器线圈K3的联动触点为常闭触点K3.1；
所述继电器线圈K4的联动触点为常闭触点K4.1；
所述中央控制器的信号输入端通过导线与机车速度信号反馈端相连；
所述中央控制器的信号输出端串接继电器线圈K1后接地；
所述常闭触点K1.1的输入端与手轮的零位联动端相连，所述常闭触点K1.1的输出端串接继电器线圈K2后接地；
所述常闭触点K2.1的输入端与直流电源相连，所述常闭触点K2.1的输出端分别并接继电器线圈K3的输入端、继电器线圈K4的输入端，所述继电器线圈K3和继电器线圈K4的输出端均接地；
所述常闭触点K3.1安装在线路接触器中继开关与向前电空阀之间；
所述常闭触点K4.1安装在线路接触器中继开关与向后电空阀之间。
所述继电器线圈K1具体集成在中央控制器的电路板上。
所述中央控制器的型号为DSPIC30F5013。
本实用新型相对于现有技术具备的有益效果为：本实用新型针对现有电力机车因换向控制电路故障或司机操作失误易发生事故的问题，在电力机车换向控制回路上安装一种换向锁定控制器，将其安装在电力机车上，实现只有机车速度为0且手柄在“零位”时，机车才可以进行换向操作，安装此锁定装置后无需改变司机操作习惯及现有操作要求，就能够避免因司机误操作、换向控制回路线路、电子元器件老化等原因，导致的二位制转换开关误动作，同时该锁定装置即使故障失电后也不会影响机车原有的控制状态，有效提高电力机车换向控制的可靠性。
附图说明
下面结合附图对本实用新型做进一步说明：
图1为现有电力机车换向控制器的电路结构示意图；
图2为本实用新型的电路结构示意图；
图中：1为中央控制器。
具体实施方式
如图2所示，本实用新型一种电力机车换向锁定控制器，包括安装在电力机车换向控制回路上的锁定控制装置，所述电力机车换向控制回路具体包括向前控制支路和向后控制支路；
在向前控制支路上由电源输入端依次设置有向前开关、线路接触器中继开关、向前电空阀；
在向后控制支路上由电源输入端依次设置有向后开关、线路接触器中继开关、向后电空阀；
所述向前开关和向后开关具体联动集成在换向手柄上，换向手柄打在一侧支路的开关上时连通回路，另一侧支路开关断开；
所述锁定控制装置内部设置有中央控制器1、继电器线圈K1、继电器线圈K2、继电器线圈K3、继电器线圈K4；
所述继电器线圈K1的联动触点为常闭触点K1.1；
所述继电器线圈K2的联动触点为常闭触点K2.1；
所述继电器线圈K3的联动触点为常闭触点K3.1；
所述继电器线圈K4的联动触点为常闭触点K4.1；
所述中央控制器1的信号输入端通过导线与机车速度信号反馈端相连；
所述中央控制器1的信号输出端串接继电器线圈K1后接地；
所述常闭触点K1.1的输入端与手轮的零位联动端相连，所述常闭触点K1.1的输出端串接继电器线圈K2后接地；
所述常闭触点K2.1的输入端与直流电源相连，所述常闭触点K2.1的输出端分别并接继电器线圈K3的输入端、继电器线圈K4的输入端，所述继电器线圈K3和继电器线圈K4的输出端均接地；
所述常闭触点K3.1安装在线路接触器中继开关与向前电空阀之间；
所述常闭触点K4.1安装在线路接触器中继开关与向后电空阀之间。
所述继电器线圈K1具体集成在中央控制器1的电路板上。
所述中央控制器1的型号为DSPIC30F5013。
本实用新型为克服目前电力机车因换向控制回路故障及司机操作失误易发生事故的问题，提供一种锁定控制器，将其安装在现有电力机车换向控制回路中，具体安装时如图2所示，图中锁定控制器的继电器线圈K1可集成在中央控制器电路板上，并通过写入相应的应用程序对外围电路进行控制，设置的继电器线圈K2、K3、K4具体可集成到控制器的控制电路板上。
将各控制器和继电器回路安装完毕后，可进行电力机车的换向测试，并实现在多种操作情形下的换向锁定：
情形一：将换向手柄打在“向前”位时，向前开关闭合，若线路接触器中继开关闭合，此时中央控制器接收机车速度信号反馈端的反馈信号，判断机车速度，若机车速度等于0km/h，则中央控制器控制线圈K1失电，常闭点K1.1闭合；若此时手轮在“零位”（零位信号为：DC+110V），则线圈K2得电，常闭点K2.1断开；则线圈K3、K4失电，常闭点K3.1、K4.1闭合，使二位制开关置“向前”位。
情形二：将换向手柄打在“向后”位时，向后开关闭合，若线路接触器中继开关闭合，此时中央控制器接收机车速度信号反馈端的反馈信号，判断机车速度，若机车速度等于0km/h，则中央控制器控制线圈K1失电，常闭点K1.1闭合；若此时手轮在“零位”（零位信号为：DC+110V），则线圈K2得电，常闭点K2.1断开；则线圈K3、K4失电，常闭点K3.1、K4.1闭合，使二位制开关置“向后”位；
上述情况中，若手轮在“非零位”（即零位信号为：0V），则线圈K2失电，常闭点K2.1闭合；则线圈K3、K4得电，常闭点K3.1、K4.1断开，使二位制开关不动作。
情形三：若电力机车在向前运行过程中，换向手柄突然转至“向后”位或由LCU输出“向后”指令时，使向后开关闭合，线路接触器中继开关闭合；此时中央控制器接收机车速度信号反馈端的反馈信号，判断机车速度，若机车速度＞0km/h，则控制线圈K1得电，常闭点K1.1断开；若手轮在“零位”（零位信号为：DC+110V），则线圈K2失电，常闭点K2.1闭合；则线圈K3、K4得电，常闭点K3.1、K4.1断开，使二位制开关不动作。
情形四：若装置故障断电后，使线圈K1长时间失电，常闭点K1.1闭合；只有手轮在“零位”（零位信号为：DC+110V）状态时，才能使线圈K2得电，常闭点K2.1断开；则线圈K3、K4失电，常闭点K3.1、K4.1闭合。二位制换向开关才能动作。
根据测试情况，可得出本实用新型换向锁定控制器的动作逻辑控制表如下：
表1 换向锁定控制器的动作逻辑控制表
通过上述动作逻辑控制表可以看出：在中央控制器正常工作时，只有速度为0且调速手轮在“零位”时机车才能进行换向操作；若中央控制器故障时，也需要调速手轮在“零位”时才能进行换向操作；在中央控制器正常时，若机车正在运行时，司机误将换向手柄打错或向后、向前误输出，因速度大于0，也不会进行换向操作；在中央控制器故障后，机车在运行过程中若司机操作调速手轮未在“零位”时，向后、向前误输出也不会进行换向操作；通过该控制机制能够有效避免因司机误操作和向后、向前误输出导致换向器乱动作，而且该换向锁定控制器即使故障后也不影响机车的正常运行，机车会自动恢复原有性能。
关于本实用新型具体结构需要说明的是，本实用新型采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的，除实施例中特殊说明的以外，其特定的连接关系可以带来相应的技术效果，并基于不依赖相应软件程序执行的前提下，解决本实用新型提出的技术问题，本实用新型中出现的部件、模块、具体元器件的型号、连接方式除具体说明的以外，均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的已公开专利、已公开的期刊论文、或公知常识等现有技术，无需赘述，使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的，并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (3)
1.一种电力机车换向锁定控制器，包括安装在电力机车换向控制回路上的锁定控制装置，所述电力机车换向控制回路具体包括向前控制支路和向后控制支路；
在向前控制支路上由电源输入端依次设置有向前开关、线路接触器中继开关、向前电空阀；
在向后控制支路上由电源输入端依次设置有向后开关、线路接触器中继开关、向后电空阀；
所述向前开关和向后开关具体联动集成在换向手柄上，换向手柄打在一侧支路的开关上时连通回路，另一侧支路开关断开；
其特征在于：所述锁定控制装置内部设置有中央控制器（1）、继电器线圈K1、继电器线圈K2、继电器线圈K3、继电器线圈K4；
所述继电器线圈K1的联动触点为常闭触点K1.1；
所述继电器线圈K2的联动触点为常闭触点K2.1；
所述继电器线圈K3的联动触点为常闭触点K3.1；
所述继电器线圈K4的联动触点为常闭触点K4.1；
所述中央控制器（1）的信号输入端通过导线与机车速度信号反馈端相连；
所述中央控制器（1）的信号输出端串接继电器线圈K1后接地；
所述常闭触点K1.1的输入端与手轮的零位联动端相连，所述常闭触点K1.1的输出端串接继电器线圈K2后接地；
所述常闭触点K2.1的输入端与直流电源相连，所述常闭触点K2.1的输出端分别并接继电器线圈K3的输入端、继电器线圈K4的输入端，所述继电器线圈K3和继电器线圈K4的输出端均接地；
所述常闭触点K3.1安装在线路接触器中继开关与向前电空阀之间；
所述常闭触点K4.1安装在线路接触器中继开关与向后电空阀之间。
2.根据权利要求1所述的一种电力机车换向锁定控制器，其特征在于：所述继电器线圈K1具体集成在中央控制器（1）的电路板上。
3.根据权利要求1所述的一种电力机车换向锁定控制器，其特征在于：所述中央控制器（1）的型号为DSPIC30F5013。
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