CN217935185U - 一种道岔转辙机三相电流智能主备切换装置 - Google Patents

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耿艳宾
宋永风
路思达
杜建宝
杜春晖
王晓庚
魏威
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Abstract

本实用新型公开了一种道岔转辙机三相电流智能主备切换装置，包括：三相主用输入端、三相备用输入端、单片计算机、DC‑DC电源模块、光电耦合器和直流继电器；利用单片计算机CPU对两路输入及公共输出的电压、相位顺序及是否少相进行检测，当三相供电正常时由交流接触器J1对负载进行供电，当检测主用路电压过低、相序接入错误或缺相时，可自动切换至备用路接触器进行供电。另外，还可以通过通信接口可将监控信息上传到综合监控，对其电源的健康状态进行实时检测并可通过通信接口接收命令的形式倒切主用路、备用路供电方式；从而当电源故障时进行现地自动倒切。该装置结构简单、设计合理、安全可靠、生产成本低，使用寿命长。

Description

一种道岔转辙机三相电流智能主备切换装置
技术领域
本实用新型涉及道岔转辙机电源供电技术领域，特别涉及一种道岔转辙机三相电流智能主备切换装置。
背景技术
随着地铁轨道交通的发展目前开始进入设备大修期，由于地下空间限制现已无法满足信号设备所需空间的要求，所以目前需要一种所需占用空间小、设备冗余度高、稳定可靠的新型信号系统，从而区域控制系统应用而生。由于区域控制系统执行机构分布到沿线控制对象附近，一旦电源干线发生故障，会严重影响正常运营。
因此，如何减少供电电源故障，保障轨道交通正常运营，成为当下亟需解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种道岔转辙机三相电流智能主备切换装置，采用双路干线供电，当电源故障时进行现地自动倒切，可解决上述供电电源故障对轨道运营造成影响的问题。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
本实用新型提供一种道岔转辙机三相电流智能主备切换装置，包括：三相主用输入端、三相备用输入端、单片计算机、DC-DC电源模块、光电耦合器和直流继电器；
其中，所述三相主用输入端通过交流接触器J1接入转辙机控制设备，所述三相备用输入端通过交流接触器J2接入所述转辙机控制设备；
所述单片计算机通过电压互感器HGQ1连接在所述三相主用输入端与交流接触器J1之间的线路上；
所述单片计算机通过电压互感器HGQ2连接在所述三相备用输入端与交流接触器J2之间的线路上；
所述单片计算机通过电压互感器HGQ3连接在转辙机控制设备的接入线路上；
所述DC-DC电源模块分别与所述单片计算机和直流继电器供电连接；
所述单片计算机通过电阻与所述光电耦合器的一端连接，所述光电耦合器的另一端与所述直流继电器连接；
所述直流继电器具有K1-C公共端、K1-K常开触点和K1-B常闭触点；
所述K1-K常开触点与所述交流接触器J1的线圈连接；当所述直流继电器保持吸起状态时，由K1-C公共端对K1-K常开触点进行供电，驱动接触器J1；
所述K1-B常闭触点与所述交流接触器J2的线圈连接；当所述直流继电器落下时，由K1-C公共端对K1-B常闭触点进行供电，驱动接触器J2。
进一步地，所述DC-DC电源模块用于连接外部直流电源，并转换成所述单片计算机所需的VCC+3.3V供电。
进一步地，所述DC-DC电源模块用于连接外部直流电源，并转换成所述直流继电器所需的VCC+12.0V供电。
进一步地，所述单片计算机还设有UART、I2C或RS485的通信接口。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
本实用新型实施例提供的一种道岔转辙机三相电流智能主备切换装置，包括：三相主用输入端、三相备用输入端、单片计算机、DC-DC电源模块、光电耦合器和直流继电器；单片计算机通过多个电压互感器，对采集的模拟值进行傅里叶变换，将变换后的电压幅值、相位顺序进行检测。将检测数据与标准设定值比较实现自动倒切主备电源；该装置所构成的供电结构简单、设计合理、运行稳定可靠、生产成本低，使用寿命长。
附图说明
图1为道岔转辙机三相电流智能主备切换装置电路连接原理图。
附图中，A-In-1、B-In-1、C-In-1:三相主用输入端；A-In-2、B-In-2、C-In-2:三相备用输入端；A-out、B-out、C-out：转辙机控制设备输出端；CPU:单片计算机；J1、J2：交流接触器；K1:直流继电器：P1:DC-DC电源模块；HGQ1、HGQ2、HGQ3：电压互感器；U2：光电耦合器；R1:限流电阻。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
参照图1所示，本实用新型提供的一种道岔转辙机三相电流智能主备切换装置，包括：三相主用输入端、三相备用输入端、单片计算机、DC-DC电源模块、光电耦合器和直流继电器；
其中，三相主用输入端A-In-1、B-In-1、C-In-1通过交流接触器J1接入转辙机控制设备A-out、B-out、C-out，三相备用输入端A-In-2、B-In-2、C-In-2通过交流接触器J2接入转辙机控制设备A-out、B-out、C-out；
单片计算机CPU通过电压互感器HGQ1连接在三相主用输入端A-In-1、B-In-1、C-In-1与交流接触器J1之间的线路上；
单片计算机CPU通过电压互感器HGQ2连接在三相备用输入端A-In-2、B-In-2、C-In-2与交流接触器J2之间的线路上；
单片计算机CPU通过电压互感器HGQ3连接在转辙机控制设备的接入线路上；DC-DC电源模块分别与单片计算机和直流继电器供电连接；单片计算机通过电阻与光电耦合器的一端连接，光电耦合器的另一端与直流继电器连接；直流继电器K1具有K1-C公共端、K1-K常开触点和K1-B常闭触点；K1-K常开触点与交流接触器J1的线圈连接；当直流继电器K1保持吸起状态时，由K1-C公共端对K1-K常开触点进行供电；K1-B常闭触点与交流接触器J2的线圈连接；当直流继电器K1落下时，由K1-C公共端对K1-B常闭触点进行供电。
该单片计算机具备AD转换功能、逻辑运算功能和IO接口功能，具体应用型号比如可选用GD32F427单片计算机。
其工作原理如图1所示：外部直流电经供电端提供给P1的DC-DC电源模块，由DC-DC电源模块转换成直流继电器K1所需的VCC+12.0V与单片计算机所需的VCC+3.3V供电。单片计算机CPU数字IO引脚IO-1通过电阻对R1光电耦合器U2进行高电平输出时，直流继电器K1保持吸起状态，由继电器K1-C公共端对常开触点K1-K进行供电，J1交流接触器导通。
此时三相电能通过A-In-1、B-In-1、C-In-1主用输入端流经交流接触器J1导通触点对转辙机控制设备进行供电。单片计算机CPU通过模/数转换输入引脚AI-1、AI-2、AI-3采集电压互感器HGQ1的输出，单片计算机CPU通过模/数转换输入引脚AI-4、AI-5、AI-6采集电压互感器HGQ2的输出，单片计算机CPU通过模/数转换输入引脚AI-7、AI-8、AI-9采集电压互感器HGQ3的输出，对采集的模拟值进行傅里叶变换，将变换后的电压幅值、相位顺序进行检测，若电压互感器HGQ1与电压互感器HGQ2采集电压幅值与相序均符合检测标准，表示主输入端与备输入端电源正常，同时电压互感器HGQ3电压幅值与相序也符合检测标准，直流继电器K1吸合状态保持，主用输入端对转辙机控制设备进行供电。
当电压互感器HGQ1所采集数据正常，但电压互感器HGQ3采集到电压幅值或者相序缺相时，证明其交流接触器J1损坏，单片计算机CPU通过电阻对R1光电耦合器U2输出低电平信号，使其光电耦合器U2输出端截止，控制其直流继电器K1落下，此时直流继电器K1常闭触点K1-B与继电器公共端K1-C导通，常开触点K1-K与继电器公共端K1-C断开，由继电器公共端K1-C对常闭触点K1-B进行供电，J2交流接触器导通，J1交流接触器断开。
由A-In-2、B-In-2、C-In-2备用输入端流经交流接触器J2导通触点对转辙机控制设备进行供电，实现主用输入端自动倒切到备用输入端进行供电。另外，该装置可通过通信接口与上位机进行数据收发和信息交互；可将道岔转辙机三相电流智能主备切换装置的主备系倒切的标志、三相电实时电压数值及三相电相序关系、工作状态及发生错误时产生的错误信息上传到综合监控设备，并对其电源的健康状态进行实时检测，同时上位机也可通过通信接口发送切换命令，对道岔转辙机三相电流智能主备切换装置进行控制。上述通信接口可以是UART、I2C或RS485的任一种。
本实用新型提供的一种道岔转辙机三相电流智能主备切换装置，利用单片计算机CPU对两路输入及公共输出的电压、相位顺序及是否少相进行检测，当三相供电正常时由主用接触器对负载进行供电，当道岔转辙机三相电流智能主备切换装置检测主用路电压过低、相序接入错误或缺相时，可自动切换至备用路接触器进行供电，通过通信接口可将道岔转辙机三相电流智能主备切换装置的监控信息上传到综合监控，对其电源的健康状态进行实时检测并可通过通信接口接收命令的形式倒切主用路、备用路供电方式。从而当电源故障时进行现地自动倒切，解决供电电源故障对运营的影响。其设计具有:结构简单、设计合理、安全可靠、生产成本低，使用寿命长等优点。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种道岔转辙机三相电流智能主备切换装置，其特征在于，包括：三相主用输入端、三相备用输入端、单片计算机、DC-DC电源模块、光电耦合器和直流继电器；
其中，所述三相主用输入端通过交流接触器J1接入转辙机控制设备，所述三相备用输入端通过交流接触器J2接入所述转辙机控制设备；
所述单片计算机通过电压互感器HGQ1连接在所述三相主用输入端与交流接触器J1之间的线路上；
所述单片计算机通过电压互感器HGQ2连接在所述三相备用输入端与交流接触器J2之间的线路上；
所述单片计算机通过电压互感器HGQ3连接在转辙机控制设备的接入线路上；
所述DC-DC电源模块分别与所述单片计算机和直流继电器供电连接；
所述单片计算机通过电阻与所述光电耦合器的一输入端连接，所述光电耦合器的另一输出端与所述直流继电器连接；
所述直流继电器具有K1-C公共端、K1-K常开触点和K1-B常闭触点；
所述K1-K常开触点与所述交流接触器J1的线圈连接；当所述直流继电器保持吸起状态时，由K1-C公共端对K1-K常开触点进行供电，驱动接触器J1；
所述K1-B常闭触点与所述交流接触器J2的线圈连接；当所述直流继电器落下时，由K1-C公共端对K1-B常闭触点进行供电，驱动接触器J2。
2.根据权利要求1所述的一种道岔转辙机三相电流智能主备切换装置，其特征在于，所述DC-DC电源模块用于连接外部直流电源，并转换成所述单片计算机所需的VCC+3.3V供电。
3.根据权利要求1所述的一种道岔转辙机三相电流智能主备切换装置，其特征在于，所述DC-DC电源模块用于连接外部直流电源，并转换成所述直流继电器所需的VCC+12.0V供电。
4.根据权利要求1所述的一种道岔转辙机三相电流智能主备切换装置，其特征在于，所述单片计算机还设有UART、I2C或RS485的通信接口。
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